芬頓法處理二氯丁二烯廢水的試驗研究

摘 要：采用芬頓法對二氯丁二烯化工廢水進行預處理，考察了投加量、反應時間、中和采用藥劑等因素對處理效果的影響。結果表明，投加量為3%，反應時間為3 h，采用石灰乳中和絮凝的條件下，處理效果最佳，COD的去除率達到66.1%，且刺激性氣味明顯消除，色度顯著降低，有利于后續生化系統的進一步處理。

關鍵詞：廢水 芬頓 化工廢水

中圖分類號：X7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（c）-0144-01

二氯丁二烯，是目前某化工廠生產氯丁橡膠中重點開發的第二單體。但是由于生產工藝原因，生產過程中，產生大量生產廢液。生產廢液濃度高、色度高、毒性大，具有強烈的刺激性氣味，對生化系統的毒害大。因此選擇合適的預處理工藝，對后續生化處理具有重要的意義。本實驗采用芬頓法對該股廢水進行處理，考察了不同因素對處理效果的影響，并取得了較好的效果。

1 實驗原理

芬頓氧化技術是具有獨特優勢的高級氧化技術，芬頓反應催化氧化活性高、反應簡單，與反應生成具有很高氧化能力的羥基自由基（·OH），它不僅能夠氧化打破共軛體系結構，還可以使有機分子進一步礦化。

羥基自由基是具有很強的氧化能力，與大多數有機污染物都可以發生快速的鏈式反應，無選擇性地把有害物質氧化成或礦物鹽，無二次污染。

2 實驗部分

2.1 廢水水質

試驗廢水來自化工廠膠乳分廠生產車間，主要成分包括NaCl 30%、水WwLIwNkCvhv7mHwsPpqcIWkwSxfEy61Hcx3ivEZZmO0=55%～60%、木焦油、N-亞硝基二苯胺、四氯丁烷、五氯丁烷、二氯丁烯、三氯丁烯、二氯丁二烯等5%～10%廢水COD濃度18000～22000 mg/L，pH值14。

2.2 試驗儀器和藥品

pHs-25酸度計；濃鹽酸；10%石灰乳；七水硫酸亞鐵；氫氧化鈉（NaOH）；30%過氧化氫溶液；消泡劑；絮凝劑。

2.3 雙氧水投加量對處理效果的影響

（1）連接好實驗裝置，取100 mL混合液置于500 mL三頸燒瓶中，用濃鹽酸調節廢液的pH=3～4。

（2）加入粉于三頸燒瓶中，攪拌溶解。

（3）取一定量的，用滴液漏斗勻速滴加（5 mL/min），滴加完全后，再繼續攪拌0.5 h，在反應進行中加入適當的消泡劑。

（4）反應完成后，將液體倒入燒杯中，取50 mL溶液加調pH至7左右，靜置過濾，取上層清液測其COD。

2.4 反應時間對處理效果的影響

按投加量1%，pH為3～4，每反應半小時，分別測出水COD值，計算COD去除率，結果如表1所示。

2.5 不同中和藥劑對處理效果的影響

（1）加鹽酸調原水至pH=3左右，加入1#絮凝劑后曝氣40 min。

（2）取1#燒杯和2#燒杯，分別取曝氣后濾液各700 ml，各加入FeSO4固體7 g并攪拌溶解，加入雙氧水21 ml，加入消泡劑10 ml攪拌反應3 h。

（3）1#加入，2#加入NaOH（30%）調整pH=7，各加入2#絮凝劑5 mL，靜置取上清液測COD。

2.6 試驗結果

由表1可以得出以下結論：H2O2用量的越多，處理廢水的效果就越好。其原因是雙氧水的投加量的增大，給反應提供更多的羥基自由基，有助于COD的去除和降低廢水色度。考慮到經濟成本，處理廢水的關鍵是把多氯化物的刺激性氣味除去，適當的降低廢液的COD，使得廢水的可生化能力提高，有利于廢水的后續生化處理，因此，處理100 mL混合廢液需要雙氧水3 mL左右。

由表1可見，隨著反應時間的增長，出水COD波動下降，最后趨于穩定，當反應時間達到3 h以上時，COD去除率趨于穩定，所以最佳反應時間是3 h。

1#燒杯上清液COD為6440 mg/L，去除率66.1%；2#燒杯上清液COD為8880 mg/L，去除率46.7%。1#燒杯加入絮凝劑后，廢水立即出現較大的絮狀物，分層效果很明顯且較快，固液分明，清液比較清澈。2#燒杯絮狀物較小，不易沉淀，分層效果不明顯，放置后隨著時間延長出現分層，但清液中仍有些細小的絮狀物，使得的清液相比1#燒杯顯得較渾濁。

試驗表明，采用石灰乳中和COD處理能力可達60%以上；采用燒堿中和COD去除率不足50%。

3 實驗結論

根據以上的結果分析，可以得出以下幾點結論。

（1）芬頓反應針對此種廢水H2O2最佳投藥量為廢水體積的3%

（2）針對此種廢水，芬頓最佳反應時間是3 h。

（3）芬頓出水宜用石灰乳調節pH，試驗現象比使用燒堿明顯，出水效果更佳。

（4）在pH=3～4，FeSO4投加量1%，反應時間3 h，采用石灰乳中和絮凝COD能從19000 mg/L降低到6440 mg/L，去除率達到66.1%，刺激性氣味明顯消除，色度顯著降低，噸水處理藥劑成本在50～60元。

參考文獻

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