化工废水论文：日用化工废水治理试验探究

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本文作者：黄亮田许华作者单位：广州市金龙峰环保设备工程有限公司

物化后处理试验

采用Fenton化学氧化–絮凝沉淀工艺对生化出水进行后续处理,先利用Fenton试剂的强氧化能力氧化分解生化处理后遗留的难降解有机物。由亚铁离子与过氧化氢组成的体系也称芬顿试剂，两者在适当的pH下(2.5~3.5)会反应产生氢氧自由基(•OH),而氢氧自由基的高氧化能力与废水中的有机物反应,可分解氧化有机物,进而降低废水中生物难分解的CODCr。由于Fe2+与H2O2反应会形成Fe3+，必须于中和池中将pH调整至中性以形成Fe(OH)3，并于慢混池中藉助polymer聚集成大颗粒，于化学沈淀池中去除。由于Fe3+本身就是非常好的混凝剂，所以在这个过程中除了将Fe(OH)3分离去除外，同时对色度、SS及胶体(Colloid)也具有非常好的去除功能。使最终出水达到广东省地方标准《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二时段一级标准。试验仪器及药剂：85-2控温磁力搅拌器，pHS-5型酸度计，光学显微镜，溶氧仪，电子分析天平。FeSO47H2O(配成10%浓度)、30%H2O2和粉状PAM药剂(配成0.1%浓度)。试验步骤：(1)用量杯分别取2个水样至500mL烧杯中；(2)用浓硫酸调整2个烧杯中的废水pH＝3左右；(3)依次往2个烧杯中分批次加入FeSO4•7H2O及H2O2，用玻璃棒快速搅拌1min，然后反应1h；(4)用碱液调整2个烧杯中的废水pH＝9.5~10之间；(5)依次往2个烧杯中加入1mL的聚丙烯酰胺溶液，用玻璃棒快速搅拌1min后再慢搅2~5min；(6)静置沉淀30min后取烧杯中上清液检测CODcr及BOD5。

分析方法

主要理化指标分析方法见表2。

好氧处理试验结果

试验结果见图1。由图1可知，中试系统进水CODCr最高为436mg/L，最低为276mg/L。经过二级好氧处理，出水CODCr最高为275mg/L，最小为200mg/L。生化系统对CODCr平均去除率在32%左右。

芬顿试验结果

去除CODCr需要H2O2理论当量E可按下式计算：E=(CCODcr÷103)×(34÷16)(g/L)实验研究中，将单因子分析与正交试验因子优化两种方法相结合来设计实验方案，在静态试验的基础上开展稳态试验，分别对pH、反应时间、H2O2投量与有机物浓度之比、H2O2投量与Fe2+投量之比(摩尔比)等几个主要影响因素进行探讨，试验结果见图2、3。由图(2)可知，进水pH=3时，CODCr去除率最高。因此，pH对Fenton试剂的影响较大，pH过高或过低都不利于OH的产生。从图(3)可见，随着H2O2的投加量增加，CODCr去除率呈上升趋势。这是因为双氧水投加量增大，有利于反应(2)进行，产生更多的•OH。但过量的双氧水会与•OH反应，造成•OH消耗，同时废水中残留的双氧水在检测CODCr时会被重铬酸钾氧化，造成测得的CODCr浓度偏高，从而影响去除效果。考虑废水的治理成本及系统的稳定性，确定最佳反应条件为：当生化出水CODCr≤250mg/L时，进水pH=3，HRT=60min，H2O2/CODCr=2.5，H2O2/Fe2+=3∶1。对应的CODCr的去除率约为60%。当生化出水250≤CODCr<300mg/L时，进水pH=3，HRT=60min，H2O2/CODCr=3，H2O2/Fe2+=4∶1。对应的CODCr的去除率约为65%以上。

经济分析

本处理系统直接运行成本主要包括电费和药剂费(双氧水、七水硫酸亚铁、硫酸、石灰、PAM)，处理成本约为3.50元/m3。