染料中間體廢水深度處理Fenton試劑氧化法

常規(guī)生化處理后的染料中間體廢水往往難以達到排放標準要求，而為了解決常規(guī)生化處理存在的不足、降低染料中間體廢水污染，正是本文圍繞Fenton試劑氧化法對染料中間體廢水深度處理開展具體研究的原因所在。

1、材料與方法

1.1 材料與儀器

本文選擇了經過處理的某地化工廠染料中間體廢水作為試驗用水，染料中間體廢水處理采用了鐵催化內電解、水解酸化、好氧組合處理工藝，處理后的染料中間體廢水色度為1085倍、CODCr為187.5mg/L；此外，選擇了5B-3F型號的快速測定儀用于COD檢測，選用pHS-2F型號的精密pH計用于pH檢測，選用SD-2型號的色度儀進行色度檢測。

1.2 試驗方法

向碘量瓶（500mL）中加入200mL原水，并使用硫酸溶液進行pH調節(jié)，加入濃度為27.2g/L的H2O2與濃度為2.8g/L的Fe2+。在107r/min的搖床中進行碘量瓶的搖動，在保證碘量瓶內物質經過適當時間的反應后取出，為終止碘量瓶中的物質反應便開展后續(xù)試驗，需加入氫氧化鈉溶液進行調節(jié)，并保證加入氫氧化鈉溶液后的碘量瓶內部混合液pH值為10，終止反應后需在107r/min的搖床中搖動碘量瓶30分鐘，隨后滴加0.1g/L的PAM（聚丙烯酰胺）溶液2mL于碘量瓶中，在攪拌2分鐘后靜置碘量瓶，靜置時間為10min，分析過程需使用碘量瓶中的上清液。

2、結果與討論

2.1 染料中間體廢水處理

圖1為應用Fenton試劑氧化法的某地化工廠染料中間體廢水處理效果，結合該圖可直觀發(fā)現(xiàn)，在反應溫度為30℃、初始pH為3、H2O2投加量為204mg/L、Fe2+投加量為28mg/L的條件下，Fenton試劑氧化法在化工廠染料中間體廢水處理中擁有較為出色表現(xiàn)，在染料中間體廢水色度為1085倍、CODCr為187.5mg/L、初始pH為3的情況下，0.5h反應實現(xiàn)了68.4%的COD去除率，CODCr也由187.5mg/L下降至59.2mg/L，出水pH值則由3變?yōu)?/span>8.3，出色色度則由1085倍降為129倍，結合規(guī)范不難發(fā)現(xiàn)，經過Fenton試劑氧化法處理后（反應0.5h）的染料中間體廢水雖然達到了COD和pH值要求，但出水色度的去除率僅為88.1%，129倍的出水色度與《再生水用作工業(yè)用水水源的水質標準》還存在較為顯著的差距，這種情況的出現(xiàn)可能是由于研究使用的化工廠染料中間體廢水的殘留有機污染物中存在大量發(fā)色官能團，因此本文圍繞這一試驗結果開展了深入研究。

2.2 影響染料中間體廢水處理因素

2.2.1 染料中間體廢水初始pH影響

開展不同初始pH染料中間體廢水深度處理后出水COD和色度去除率對比，該對比在反應溫度、反應時間分別為30℃與2h下進行，H2O2、Fe2+的投加量則分別為204mg/L與33.6mg/L，由此開展試驗可得出如下結果：

（1）染料中間體廢水初始pH影響顯著。結合試驗，可確定染料中間體廢水初始pH處于2與5之間時，經Fenton試劑氧化法化深度處理的出水COD和色度去除率明顯高于初始pH大于5的廢水，且染料中間體廢水COD和色度去除率隨著初始pH值的上升而顯著降低。

（2）pH值為3時染料中間體廢水COD去除率最高。染料中間體廢水初始pH處于2與5之間時，色度去除率變化不大、COD去除率則先升高后降低，且pH值為3時達到最大值，因此染料中間體廢水初始pH為3時的Fenton試劑氧化法化可實現(xiàn)最高質量應用，這必須得到業(yè)界人士關注。

2.2.2 處理過程中的Fe2+投加量影響

開展不同Fe2+投加量下出水COD和色度去除率對比，該對比在反應溫度、反應時間分別為30℃與2h下進行，初始pH、H2O2投加量則分別為3和204mg/L，由此開展試驗可得出如下結果：

（1）28mg/L的Fe2+投加量下廢水COD去除率最高。Fe2+投加量處于22.4mg/L與28mg/L區(qū)間時，中間體廢水COD去除率呈先升高后下降趨勢，且在投入量為28mg/L時達到最高。

（2）色度去除率受影響較小。相較于廢水初始pH，Fe2+投加量對出水色度的影響較小，22.4mg/L~44.8mg/L區(qū)間的Fe2+投加量幾乎不會影響出水色度，因此Fe2+投加量為28mg/L時，Fenton試劑氧化法化可實現(xiàn)最高質量應用。

2.2.3 處理過程中的H2O2投加量影響

開展不同H2O2投加量下出水COD和色度去除率對比，該對比在反應溫度、反應時間分別為30℃與2h下進行，初始pH、Fe2+投加量則分別為3和28mg/L，由此開展試驗可發(fā)現(xiàn)，H2O2投加量處于68~204mg/L區(qū)間時，Fenton試劑氧化法化深度處理后的廢水COD和色度均快速提升，而隨著H2O2投加量超過204mg/L，出水的COD和色度則趨于穩(wěn)定，而考慮到經濟成本、出水指標等因素，可確定H2O2投加量為204mg/L時，Fenton試劑氧化法化可實現(xiàn)最高質量應用。

2.2.4 反應時間影響

開展不同反應時間下出水COD和色度去除率對比，該對比在反應溫度為30℃下進行，初始pH、Fe2+與H2O2投加量則分別為3和28mg/L、204mg/L，由此開展試驗可發(fā)現(xiàn)，Fenton試劑氧化法化在反應剛開始時具備較快的氧化速度，且在0.5h時完成大部分反應，因此可確定反應時間為0.5時，Fenton試劑氧化法化可實現(xiàn)最高質量應用。

2.2.5 溫度影響

開展不同反應溫度下出水COD和色度去除率對比，該對比在反應時間為0.5h下進行，初始pH、Fe2+與H2O2投加量則分別為3和28mg/L、204mg/L，由此可發(fā)現(xiàn)反應溫度對Fenton試劑氧化法化深度處理下出水COD、色度的影響較小，且20~40℃區(qū)間染料中間體廢水的COD去除率基本相同，但溫度超出40℃后，染料中間體廢水的COD去除率卻開始下降，色度則基本不會發(fā)生變化。考慮經濟因素和出水指標，可確定反應溫度為20℃時，Fenton試劑氧化法化可實現(xiàn)最高質量應用。

3、結語

綜上所述，可確定Fenton試劑氧化法在染料中間體廢水深度處理中的應用潛力，在此基礎上，本文求得的最佳Fenton試劑氧化法反應條件，則提供了可行性較高的染料中間體廢水深度處理路徑，但Fenton試劑氧化法應用中存在的色度去除率不足問題也必須得到業(yè)界人士關注。（來源：浙江龍盛集團股份有限公司）