化工廢水論文：日用化工廢水治理試驗探究

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本文作者：黃亮田許華作者單位：廣州市金龍峰環(huán)保設備工程有限公司

物化后處理試驗

采用Fenton化學氧化–絮凝沉淀工藝對生化出水進行后續(xù)處理,先利用Fenton試劑的強氧化能力氧化分解生化處理后遺留的難降解有機物。由亞鐵離子與過氧化氫組成的體系也稱芬頓試劑，兩者在適當?shù)膒H下(2.5~3.5)會反應產生氫氧自由基(•OH),而氫氧自由基的高氧化能力與廢水中的有機物反應,可分解氧化有機物,進而降低廢水中生物難分解的CODCr。由于Fe2+與H2O2反應會形成Fe3+，必須于中和池中將pH調整至中性以形成Fe(OH)3，并于慢混池中藉助polymer聚集成大顆粒，于化學沈淀池中去除。由于Fe3+本身就是非常好的混凝劑，所以在這個過程中除了將Fe(OH)3分離去除外，同時對色度、SS及膠體(Colloid)也具有非常好的去除功能。使最終出水達到廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二時段一級標準。試驗儀器及藥劑：85-2控溫磁力攪拌器，pHS-5型酸度計，光學顯微鏡，溶氧儀，電子分析天平。FeSO47H2O(配成10%濃度)、30%H2O2和粉狀PAM藥劑(配成0.1%濃度)。試驗步驟：(1)用量杯分別取2個水樣至500mL燒杯中；(2)用濃硫酸調整2個燒杯中的廢水pH＝3左右；(3)依次往2個燒杯中分批次加入FeSO4•7H2O及H2O2，用玻璃棒快速攪拌1min，然后反應1h；(4)用堿液調整2個燒杯中的廢水pH＝9.5~10之間；(5)依次往2個燒杯中加入1mL的聚丙烯酰胺溶液，用玻璃棒快速攪拌1min后再慢攪2~5min；(6)靜置沉淀30min后取燒杯中上清液檢測CODcr及BOD5。

分析方法

主要理化指標分析方法見表2。

好氧處理試驗結果

試驗結果見圖1。由圖1可知，中試系統(tǒng)進水CODCr最高為436mg/L，最低為276mg/L。經(jīng)過二級好氧處理，出水CODCr最高為275mg/L，最小為200mg/L。生化系統(tǒng)對CODCr平均去除率在32%左右。

芬頓試驗結果

去除CODCr需要H2O2理論當量E可按下式計算：E=(CCODcr÷103)×(34÷16)(g/L)實驗研究中，將單因子分析與正交試驗因子優(yōu)化兩種方法相結合來設計實驗方案，在靜態(tài)試驗的基礎上開展穩(wěn)態(tài)試驗，分別對pH、反應時間、H2O2投量與有機物濃度之比、H2O2投量與Fe2+投量之比(摩爾比)等幾個主要影響因素進行探討，試驗結果見圖2、3。由圖(2)可知，進水pH=3時，CODCr去除率最高。因此，pH對Fenton試劑的影響較大，pH過高或過低都不利于OH的產生。從圖(3)可見，隨著H2O2的投加量增加，CODCr去除率呈上升趨勢。這是因為雙氧水投加量增大，有利于反應(2)進行，產生更多的•OH。但過量的雙氧水會與•OH反應，造成•OH消耗，同時廢水中殘留的雙氧水在檢測CODCr時會被重鉻酸鉀氧化，造成測得的CODCr濃度偏高，從而影響去除效果。考慮廢水的治理成本及系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確定最佳反應條件為：當生化出水CODCr≤250mg/L時，進水pH=3，HRT=60min，H2O2/CODCr=2.5，H2O2/Fe2+=3∶1。對應的CODCr的去除率約為60%。當生化出水250≤CODCr<300mg/L時，進水pH=3，HRT=60min，H2O2/CODCr=3，H2O2/Fe2+=4∶1。對應的CODCr的去除率約為65%以上。

經(jīng)濟分析

本處理系統(tǒng)直接運行成本主要包括電費和藥劑費(雙氧水、七水硫酸亞鐵、硫酸、石灰、PAM)，處理成本約為3.50元/m3。