Fenton-絮凝法處理6-硝還原廢水

李茂 鄔偉國(guó) 陳慶林 陳寶興（浙江閏土股份有限公司， 浙江 紹興 312368）

Fenton-絮凝法處理6-硝還原廢水

李茂 鄔偉國(guó) 陳慶林 陳寶興（浙江閏土股份有限公司， 浙江 紹興 312368）

文章采用二次Fenton-絮凝法處理6-硝（6-硝基-1，2重氮氧基萘-4-磺酸）生產(chǎn)過(guò)程中還原轉(zhuǎn)位工段所產(chǎn)生的1-2-4酸母液，確定了最佳處理?xiàng)l件。6-硝還原廢水用石灰中和過(guò)濾，原水調(diào)節(jié)pH，經(jīng)過(guò)一次Fenton試劑處理，用石灰和硫酸鋁作為絮凝劑絮凝過(guò)濾；出水用原水調(diào)節(jié)pH，再次Fenton-絮凝處理，出水COD從18000mg/L降低到300mg/L，色度基本去除。

6-硝還原廢水；中和；二次；靜置；Fenton-絮凝

0 引言

6-硝基-1，2重氮氧基萘-4-磺酸，簡(jiǎn)稱(chēng)6-硝，是黃色至棕黃色膏狀物，是一種重要的染料中間體，用于制造酸性媒介黑染料和金屬絡(luò)合染料。6-硝生產(chǎn)過(guò)程的廢水主要有兩種：6-硝還原廢水、1，2，4-酸氧體廢水。6-硝還原廢水主要來(lái)源于6-硝生產(chǎn)過(guò)程中還原轉(zhuǎn)位工段，此廢水是萘系衍生物，其組成復(fù)雜含多種有機(jī)物，屬于高濃度、高酸度、高含鹽、深色度、難降解的有機(jī)廢水，是最難處理的染料廢水之一，很難采用一般的生化或物化方法處理［1，2］。目前6-硝廢水的處理方法主要有吸附法、化學(xué)氧化法、混凝法、生化法，應(yīng)用較多的主要有兩種：6-硝屬于Lewis酸，可以采用絡(luò)合萃取法進(jìn)行分離［3］，具有高效性和高選擇性［4］，一般都使用N235/煤油體系進(jìn)行萃取［5，6］，出水COD約600 mg/L，但反萃液較難處理；另一種采用絮凝- Fenton試劑法處理1，2，4-酸氧體廢水［7］，出水COD約600 mg/L，但色度較深。文章采用二次Fenton-絮凝法處理6-硝還原廢水，出水COD約300 mg/ L，色度去除率達(dá)到96%。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要儀器和試劑

電動(dòng)攪拌器；SHB-IIS型循環(huán)水式多用真空泵；電子分析天平；燒杯；數(shù)字酸度計(jì)；CLT-12型COD速測(cè)儀。

FeSO4溶 液（30%）；H2O2（30%）；CaO（95%）；Al2（SO4）3溶液（20%）。

1.2 6-硝還原廢水指標(biāo)

棕黑色，酸值6.2，含固率16%，灰份8%，色度19000倍，COD=18000mg/L。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 中和

分別稱(chēng)取100g水樣，攪拌加入CaO，調(diào)節(jié)不同的pH，過(guò)濾，測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3.2 Fenton-絮凝處理

分別稱(chēng)取100g中和濾液，攪拌加原水調(diào)節(jié)不同的pH，加一定量的FeSO4溶液和H2O2，靜置，反應(yīng)結(jié)束后加CaO調(diào)節(jié)pH，加Al2（SO4）3溶液回調(diào)pH，過(guò)濾，測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。取一次處理后濾液，用原水回調(diào)pH，加一定量的FeSO4溶液和H2O2，靜置，加CaO調(diào)節(jié)pH，加Al2（SO4）3溶液回調(diào)pH，過(guò)濾，出水測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

2 結(jié)果與討論

2.1 中和過(guò)程pH的影響

用CaO分別調(diào)節(jié)廢水pH為7、8、9、10、11、12，過(guò)濾。通過(guò)這組試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CaO對(duì)廢水有絮凝作用，能帶出一部分有機(jī)物，COD變化見(jiàn)表1。

表1 廢水中和過(guò)濾pH與COD的關(guān)系

從表中可以看出，pH=11或12時(shí)，COD去除效果最好，但考慮兩者相差不大，所以選擇pH=11過(guò)濾。

2.2 Fenton-絮凝的影響因素

經(jīng)過(guò)中和過(guò)濾后的廢水COD=12150 mg/L，色度18000倍，現(xiàn)采用Fenton-絮凝法進(jìn)一步處理。

2.2.1 芬頓試劑氧化時(shí)pH

分別取100g中和濾液，原水調(diào)節(jié)pH不同數(shù)值，加1gFeSO4溶液和1.5gH2O2，靜置，加CaO調(diào)pH=9.5，加Al2（SO4）3溶液回調(diào)pH=7，過(guò)濾，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 一次氧化pH和出水COD/色度的關(guān)系

從表中可以確定，最佳條件為pH=2.5，此時(shí)出水COD和色度都最低。

2.2.2 FeSO4溶液的投加量

每100g中和濾液，調(diào)pH=2.5，加不同量的FeSO4溶液，加1.5g H2O2，靜置，反應(yīng)結(jié)束后加CaO調(diào)pH=9.5，加Al2（SO4）3溶液回調(diào)pH=7，過(guò)濾，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 一次氧化FeSO4溶液的投加量和出水COD/色度的關(guān)系

從表中可以確定，最佳FeSO4溶液的投加量為1.0g，加大量后，COD降低不明顯，但色度倍數(shù)增加較多。

2.2.3 H2O2的投加量

每100g中和濾液，調(diào)pH=2.5，加1.0gFeSO4溶液，加不同量的H2O2，靜置，反應(yīng)結(jié)束后加CaO調(diào)pH=9.5，加Al2（SO4）3溶液回調(diào)pH=7，過(guò)濾，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 一次氧化H2O2投加量和出水COD/色度的關(guān)系

從表中可以看出，隨H2O2投加量的增多，COD和色度都降低，1.5g以后效果不明顯，從節(jié)約成本上考慮，確定H2O2投加量為1.5g。

2.2.4 氧化方式

Fenton反應(yīng)主要是以亞鐵離子為催化劑，和H2O2發(fā)生一系列反應(yīng)：

通過(guò)以上反應(yīng)，不斷產(chǎn)生羥基自由基HO·，使得整個(gè)體系具有強(qiáng)氧化性，空氣進(jìn)入會(huì)減慢自由基的產(chǎn)生，卻加快H2O2自身分解，所以選擇靜置氧化法，可提高H2O2的利用率。

2.2.5 絮凝

氧化后的廢水pH=2.0～3.0，用CaO中和產(chǎn)生沉淀，但沉淀顆粒細(xì)小，過(guò)濾時(shí)容易滲漏，濾液放置一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)返色，從無(wú)色變成黃色。Al2（SO4）3溶于水后能使水中的細(xì)小微粒和自然膠粒凝聚成大塊絮狀物，易于過(guò)濾，從而自水中除去，控制水的顏色。因?yàn)锳l2（SO4）3溶液是弱酸性，所以實(shí)驗(yàn)中采用CaO調(diào)節(jié)廢水pH=9～10，再加入Al2（SO4）3溶液回調(diào)pH=7，絮凝效果明顯，濾液接近無(wú)色，且無(wú)微粒析出，不返色。

2.2.6 二次氧化

經(jīng)過(guò)一次氧化-絮凝，確定處理100g廢水最佳條件pH=2.5， FeSO4溶液1.0g，H2O21.5g，用CaO和Al2（SO4）3溶液中和。出水COD=2050mg/L，色度3100倍。二次氧化采用相同處理?xiàng)l件，出水COD=300mg/L，色度200倍。

3 結(jié)語(yǔ)

二次Fenton-絮凝法處理6-硝還原廢水的最佳處理工藝：100g廢水加CaO調(diào)pH=11，過(guò)濾；出水用原水調(diào)節(jié)pH=2.5，加1.0gFeSO4溶液和1.5gH2O2，攪拌均勻后靜置，反應(yīng)結(jié)束加CaO調(diào)pH=9.5，加Al2（SO4）3溶液調(diào)pH=7，過(guò)濾；出水用原水調(diào)節(jié)pH=2.5，加1.0gFeSO4溶液和1.5gH2O2，攪拌均勻后靜置，反應(yīng)結(jié)束加CaO調(diào)pH=9.5，加Al2（SO4）3溶液調(diào)pH=7，過(guò)濾。出水COD=300mg/L，色度200倍，去除率都達(dá)到96%以上，大大提高可生化性， 是較好的預(yù)處理方法。

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