Fenton試劑處理廢乳化液的研究

張文超李殿秀陳生杰楊峰趙永德(．河南天辰環保科技股份有限公司， 河南 鄭州 459；．河南省科學院化學研究所， 河南 鄭州 45000)

Fenton試劑處理廢乳化液的研究

張文超1李殿秀1陳生杰1楊峰1趙永德2(1．河南天辰環保科技股份有限公司， 河南 鄭州 451192；2．河南省科學院化學研究所， 河南 鄭州 450002)

通過對廢乳化液的水質分析，利用Fenton試劑對其進行降解處理，探索性試驗結果表明：當廢乳化液的初始pH=3，Fe2+的投加量為0.4g/ l，雙氧水投加量為40ml/l，反應溫度為室溫，反應時間為120min時，廢乳化液的COD去除率最高可達84.61%。

廢乳化液;Fenton試劑;單因素試驗

0 引言

廢乳化液是一種難處理的高濃度有機廢水，由于其所含有的廢礦物油、表面活性劑、金屬雜質等能夠對水體造成嚴重的污染[1-3]，因此，廢乳化液必須經過特殊的處理方可排入外部環境。

Fenton試劑指的是由Fe2+及H2O2所構成的復合氧化劑體系，具有氧化性強、處理時間短、無二次污染等優點，因此，該試劑被廣泛應用于污水的深度處理[4-6]。

本試驗采用Fenton試劑對廢乳化液進行氧化處理，探討影響廢乳化液COD去除率的各項因素及水平，從而為廢乳化液的工業化處置提供一定的理論及實驗參考。

1 試驗部分

1.1 試驗用水

本試驗所采用的廢乳化液取自河南省鄭州市某危險廢物處置企業物化污水車間廢乳化液處理工藝(PAC破乳、PAM絮凝沉淀)出水，經測定，其COD為31194．7mg/l，pH為7-8。

1.2 試驗試劑

本試驗所采用的主要化學試劑有：30%雙氧水、硫酸、氫氧化鈉、七水合硫酸亞鐵等，產品均為分析純。

1.3 試驗測試方法及儀器

pH值：采用玻璃電極法(GB6920)進行測定，所選儀器為精密pH計；

COD：采用GB11914所示方法進行測定；

水浴鍋、玻璃棒、量筒等。

1.4 計算方法

定義COD的去除率(%)，其計算公式為：COD去除率(%)=(COD后-COD前)/COD前

1.5 試驗方法

量取100ml廢乳化液，隨后將其轉移至放入水浴鍋內的燒杯中，調節廢乳化液的初始pH及反應溫度，根據前期試驗結果，加入0．4g/l的Fe2+，隨后向反應體系內加入一定量的雙氧水，利用玻璃棒充分攪拌、待反應結束后靜置，取上清液利用1．3所示測定方法進行水質測定，利用1．4的計算公式核算廢水的COD去除率。

2 結果及分析

2.1 pH值對廢乳化液COD去除率的影響

利用硫酸及氫氧化鈉溶液調節廢水的初始pH為2-8，控制反應溫度為室溫(25℃)，雙氧水投加量為40ml/l，反應時間為120min，充分攪拌后靜置，隨后取上清液進行檢測，試驗結果如表1所示。

表1 pH值對廢乳化液COD去除率的影響

從表1可以看出，廢乳化液的初始pH對Fenton試劑的處理效果影響很大，當pH=3時，COD的去除率可達84．61%，隨著pH的不斷升高，COD去除率逐漸下降，原因可能為：Fe2+催化雙氧水所產生的羥基自由基濃度比例與廢水的pH成反比，pH升高時會抑制羥基自由基的產生，同時，在高pH環境下，羥基自由基間會發生分解反應而降低其濃度[7-8]，故廢水的COD去除率不斷下降。

2.2 雙氧水投加量對COD去除率的影響

調節廢水的初始pH=3，控制反應溫度為室溫(25℃)，加入一定量的雙氧水，設置反應時間為120min，充分攪拌后靜置，隨后取上清液進行檢測，試驗結果如表2所示。

表2 雙氧水投加量對廢乳化液COD去除率的影響

從表2可以看出，隨著雙氧水投加量的不斷增大，廢乳化液的COD去除率呈現出先增大后減小的趨勢，當其投加量為40ml/l時，COD的去除率可達84．58%，但隨著雙氧水投加量的進一步增大，廢乳化液COD的去除率逐漸降低。

造成該現象的原因可能為：隨著雙氧水投加量的增大，反應體系內羥基自由基的濃度逐漸增大，從而加速了廢乳化液COD的去除效率，而當雙氧水的投加量進一步增大時，體系內發生自由基間的消解反應，從而使反應體系內的自由基濃度降低[9]，廢乳化液COD的去除率逐漸降低。

2.3 反應溫度對廢乳化液COD去除率的影響

調節廢水的初始pH=3，加入40ml/l的雙氧水，調節試驗的反應溫度，設置反應時間為120min，充分攪拌后靜置，隨后取上清液進行檢測，試驗結果如表3所示。

表3 反應溫度對廢乳化液COD去除率的影響

從表3可以看出，隨著體系反應溫度的不斷升高，廢乳化液COD的去除率逐漸升高，原因可能為：溫度的升高有利于雙氧水O-O鍵的斷裂，從而使羥基自由基的濃度逐漸升高[10]。但從表3也可以看出，當體系的反應溫度從25℃升高至60℃時，廢乳化液整體COD去除率變化幅度不大，故從經濟角度考慮，選擇體系的反應溫度為25℃，也即室溫條件下。

2.4 反應時間對廢乳化液COD去除率的影響

調節廢水的初始pH=3，加入40ml/l的雙氧水，設定體系的反應溫度問室溫，調節不同的反應時間，充分攪拌后靜置，隨后取上清液進行檢測，試驗結果如表4所示。

表4 反應時間對廢乳化液COD去除率的影響

從表4可以看出，隨著反應時間的延長，廢乳化液COD的去除率逐漸升高，原因可能為：在一定時間內，Fe2+催化雙氧水生成的羥基自由基濃度隨著時間的延長而逐漸增大[11]，從而提高了廢乳化液COD的去除率，當反應時間為120min時，COD去除率為84．58%，當反應時間進一步延長時，COD去除率增幅不明顯，故選擇最佳反應時間為120min。

3 試驗結論

(1)利用Fenton試劑處理經破乳、絮凝沉淀處理后的廢乳化液效果明顯；

(2)經優化試驗條件探索，當反應體系的初始pH=3、反應溫度為室溫(25℃)、雙氧水投加量為40ml/l、反應時間為120min時，廢乳化液的COD去除率為84．61%。

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Study on the Fenton reagent treatment of emulsifying wastewater

ZHANG Wen-chao1,LI Dian-xiu1,CHEN Sheng-jie1,YANG Feng1,ZHAO Yong-de2(1.Henan Tianchen Environment Protection Science & Technology Co.,LTD,Xinzheng 451192,China; 2.Institute of Chemistry Henan Academy of Science,Zheng Zhou 450002,China)

By analyzing of emulsifying wastewater which the Fenton reagent was used to deal with,the results showed that when the original pH was 3,the dosage of Fe2+was 0.4g/l,the hydrogen peroxide dosage was 40ml/l,in the room temperature,and the reaction time was 120min,the COD removal rate of emulsifying wastewater could reach to 84.61%.

emulsifying wastewater,Fenton reagent,single factor experiment

張文超(1987- )，男，河南平頂山人，碩士研究生，主要從事資源綜合利用方面的研究。