摘(zhai)要：芬頓試(shi)劑具有非常(chang)高的(de)氧化能力。本文以(yi)某(mou)制(zhi)藥廠車間(jian)廢水為實驗(yan)(yan)用水，調節(jie)廢水pH值、H2O2(30%)投加量、FeSO4.7H2O投加量和反應時(shi)間(jian)的(de)不同，分析探討了(le)降解高濃(nong)度制(zhi)藥廢水的(de)最佳條(tiao)件(jian)。試(shi)驗(yan)(yan)表明，在(zai)最佳條(tiao)件(jian)下(xia)芬頓試(shi)劑對此廢水CODcr的(de)處理(li)效率可達到65%。

關鍵詞：制藥廢水　芬(fen)頓(dun)試劑(ji)　CODcr去除(chu)率

某(mou)制(zhi)藥(yao)廠(chang)主要(yao)生產(chan)降血壓藥(yao)物(wu)(wu)及制(zhi)劑(ji)，生產(chan)廢水(shui)(shui)量(liang)約為1000m3/d，水(shui)(shui)質成分復雜，污染物(wu)(wu)濃度(du)高，含有大量(liang)難(nan)降解(jie)物(wu)(wu)質。經分析(xi)調查(cha)決定對高濃度(du)廢水(shui)(shui)采取預(yu)處(chu)理措施，本研(yan)究(jiu)采用芬頓(dun)試劑(ji)法降解(jie)該(gai)廢水(shui)(shui)取得了較(jiao)為滿意的結果，CODcr的去除率可達65%。

一、實驗部分

1、試驗儀器和試劑

85-2型(xing)恒溫磁力(li)攪(jiao)拌器(qi)(qi)(上海(hai)司(si)樂儀器(qi)(qi)有(you)限公(gong)(gong)司(si))、PHS-25數顯酸度計(中國杭州雷磁分析儀器(qi)(qi)廠(chang))、30%H2O2(分析純，萊陽經濟技術(shu)開發區(qu)精(jing)細化工廠(chang))、FeSO4.7H2O(上海(hai)第二鋼鐵廠(chang))、固體NaOH(國藥集團化學試劑有(you)限公(gong)(gong)司(si))、濃H2SO4(分析純，萊陽雙雙化工有(you)限公(gong)(gong)司(si))。

2、反應機理

Fe2++H2O2→Fe3++.OH+OHˉ (1)

Fe3++H2O2→Fe2++HO2.+H+ (2)

Fe2++.OH →Fe3++OHˉ (3)

Fe3++ HO2 →Fe2+ +O2+H + (4)

.OH+ H2O2→H2O+HO2 . (5)

.OH+ 有機(ji)物分子 → 產物 (6)

.OH+.OH→ H2O2 (7)

Fenton試(shi)劑(ji)是由H2O2和(he)Fe2+組成(cheng)的混(hun)合(he)體系。它通過催化(hua)(hua)分解H2O2產生.OH氧化(hua)(hua)有(you)機物(wu)分子(zi)，特大分子(zi)有(you)機物(wu)降解為小分子(zi)，或礦(kuang)化(hua)(hua)為CO2和(he)H2O等(deng)無機物(wu)。

3、試驗方法

(1) 不同pH值影響

溫度在10℃的條件(jian)下，取200ml水樣(yang)調(diao)至不(bu)同的pH值，先后加(jia)入0.8gFeSO4.7H2O、8mlH2O2，攪(jiao)拌反(fan)應(ying)2小時后，用定(ding)性濾(lv)(lv)紙(zhi)過濾(lv)(lv)，分別測定(ding)其CODcr值。

(2) H2O2投(tou)加量影響

 溫度在10℃的(de)條件(jian)下，取200ml水(shui)樣調至pH值4，投(tou)(tou)加等量的(de)FeSO4.7H2O0.8g，H2O2投(tou)(tou)加量不同(tong), 攪拌反應2小時后，用定性濾紙過濾，分別(bie)測定其CODcr值。

(3) FeSO4.7H2O投加量(liang)影響

 溫度在10℃的(de)(de)條件下，取200ml水樣調至pH值4，分別投加(jia)不等量的(de)(de)FeSO4.7H2O，H2O2投加(jia)8ml, 攪(jiao)拌反應2小時后，用定(ding)(ding)性濾紙(zhi)過(guo)濾，分別測定(ding)(ding)其CODcr值。

(4) 反應時間影響

溫度在10℃的條件下(xia)，取(qu)200ml水樣調至pH值4，分(fen)別(bie)投加(jia)等(deng)量的FeSO4.7H2O 0.8g，H2O2投加(jia)8ml, 攪拌，反應不同的時間后，用定(ding)性(xing)濾紙過濾，分(fen)別(bie)測定(ding)其CODcr值。

二、結果與討論

1、pH值不(bu)同(tong)對(dui)CODcr去除率的影(ying)響

 10℃的條件下，FeSO4.7H2O投(tou)加0.8g，H2O2投(tou)加8ml/L，反應時(shi)間2小時(shi)見(jian)表2。不同pH值對CODcr去除(chu)率(lv)的影響。

由圖1可(ke)以看出，原水(pH=1.5)處理(li)效果(guo)很差，隨著pH值(zhi)(zhi)(zhi)的(de)升(sheng)高(gao)，去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率也(ye)(ye)在(zai)不斷上升(sheng)。這是因為(wei)(wei)pH值(zhi)(zhi)(zhi)過(guo)低反應(ying)Fe3++H2O2→Fe2++HO2.+H+(2)、Fe3++HO2→Fe2+ +O2+H+(4)受(shou)到(dao)抑制，Fe3+不能順利地被還(huan)原為(wei)(wei)Fe2+，造成(cheng)反應(ying)Fe2++H2O2 →Fe3+ +.OH+OHˉ(1)受(shou)到(dao)抑制，.OH很難生(sheng)成(cheng)。當(dang)廢水pH值(zhi)(zhi)(zhi)為(wei)(wei)4時，對CODcr去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率達到(dao)最高(gao)值(zhi)(zhi)(zhi)，繼續提高(gao)廢水的(de)pH值(zhi)(zhi)(zhi)，CODcr去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率反而下降，這是因為(wei)(wei)pH值(zhi)(zhi)(zhi)過(guo)高(gao)，Fe2+形成(cheng)了氫(qing)氧化物沉(chen)淀，也(ye)(ye)不利于Fe2++H2O2 →Fe3+ +.OH+OHˉ(1)的(de)進(jin)行(xing)，另一方(fang)面，過(guo)高(gao)的(de)OHˉ也(ye)(ye)不利于Fe2++H2O2 →Fe3+ +.OH+OHˉ(1)的(de)進(jin)行(xing)。根據實驗(yan)結果(guo)得知，芬(fen)頓(dun)試劑在(zai)處理(li)該廢水的(de)最佳pH值(zhi)(zhi)(zhi)為(wei)(wei)4.0。

2 、H2O2投加(jia)量(liang)不同對COD去除率的影響

10℃的(de)條件下，pH值(zhi)取4，FeSO4.7H2O投加量為(wei)0.8g，反應(ying)2小時(shi)的(de)條件下，見表3。投加不同量的(de)H2O2 對(dui)CODcr去除率的(de)影響

從圖2中可以看(kan)出，反(fan)應開始CODcr的(de)(de)去(qu)除(chu)效率是隨著H2O2投加(jia)(jia)(jia)量(liang)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)而增(zeng)加(jia)(jia)(jia)的(de)(de)。在(zai)投加(jia)(jia)(jia)量(liang)小于10ml/L時，其遞增(zeng)幅度較大，這是因為隨著H2O2投加(jia)(jia)(jia)量(liang)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)，有利于反(fan)應Fe2++H2O2 →Fe3+ +.OH+OHˉ(1)的(de)(de)進行，.OH的(de)(de)濃度也隨之相應提(ti)高(gao)，去(qu)除(chu)率也就(jiu)大大增(zeng)加(jia)(jia)(jia)。當繼續(xu)增(zeng)大H2O2投加(jia)(jia)(jia)量(liang)時，過量(liang)的(de)(de)H2O2會與(yu).OH發生(sheng)反(fan)應.OH+ H2O2→H2 O+HO2 .(5)。造成.OH的(de)(de)含(han)量(liang)逐漸減少，另外，在(zai)酸性溶(rong)液中，K2Cr2O4的(de)(de)氧(yang)化(hua)能(neng)力要高(gao)于H2O2，這會使一(yi)部分H2O2被氧(yang)化(hua)，測定出的(de)(de)COD濃度也就(jiu)相應偏高(gao)。從經濟和去(qu)除(chu)效率的(de)(de)角度來看(kan)，H2O2投加(jia)(jia)(jia)量(liang)宜選擇10ml/L。

3、FeSO4.7H2O投加量不同對(dui)COD去除率的影響

10℃的條(tiao)件下(xia)，pH值4，H2O2投(tou)加2ml，反(fan)應2小時(shi)的條(tiao)件下(xia)，見表4。投(tou)加不同量的FeSO4.7H2O對CODcr去除率(lv)的影響

從圖3中可以(yi)看出，FeSO4.7H2O投(tou)加量(liang)由(you)1g/L升至3g/L時，CODcr的(de)去除(chu)率逐步提高(gao)(gao)，最高(gao)(gao)達(da)到65%。繼續增(zeng)(zeng)(zeng)加投(tou)加量(liang)，去除(chu)率有小(xiao)幅(fu)降(jiang)低，分析其原(yuan)因(yin)是因(yin)為(wei)起初.OH的(de)含(han)量(liang)會隨(sui)(sui)著(zhu)Fe2+濃(nong)度(du)的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加而增(zeng)(zeng)(zeng)加，有利(li)于CODcr的(de)降(jiang)低，但是當(dang)Fe2+濃(nong)度(du)過高(gao)(gao)時Fe2+將會與(yu)生成(cheng)的(de).OH發生反應，此時.OH的(de)濃(nong)度(du)隨(sui)(sui)著(zhu)Fe2+濃(nong)度(du)的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加而減小(xiao)，所(suo)以(yi)去除(chu)率有所(suo)降(jiang)低，因(yin)此我(wo)們采用的(de)FeSO4.7H2O投(tou)加量(liang)為(wei)3g/L。

4、反應時(shi)間對對COD去除率(lv)的影(ying)響(xiang)

10℃的(de)條件(jian)下，pH值4，FeSO4.7H2O投加量為0.6g，H2O2的(de)投加量為2ml的(de)條件(jian)下，見表5。不(bu)同(tong)反應(ying)時(shi)間(jian)對COD去除率的(de)影響(xiang)

從圖4中(zhong)可以(yi)看出，隨反應時(shi)(shi)間(jian)(jian)的增加去除率也在較小(xiao)幅(fu)度的升(sheng)高，但1小(xiao)時(shi)(shi)后升(sheng)幅(fu)明顯減慢，最終趨于穩定。故我(wo)們采用(yong)的反應時(shi)(shi)間(jian)(jian)為1小(xiao)時(shi)(shi)。

三、結論

1)在pH值為(wei)(wei)4，FeSO4投加量(liang)為(wei)(wei)3g/L，H2O2的(de)投加量(liang)為(wei)(wei)10ml/L，反應時間為(wei)(wei)1小時的(de)條件下，芬(fen)頓試劑(ji)該廠高濃(nong)度制藥廢水的(de)處理效率可以(yi)達到65%。

2)本(ben)研(yan)究所有試驗均在(zai)10℃左右(you)進行，低(di)于(yu)(yu) Fenton試劑反應的(de)最(zui)加溫度為 25℃～40℃，但處理(li)效果較好，適用于(yu)(yu)溫度低(di)于(yu)(yu)最(zui)佳溫度的(de)廢水處理(li)。

3)試(shi)驗中加入H2O2后產生較多量沉(chen)淀(dian)，在實際(ji)應用中應考慮沉(chen)淀(dian)的去除。來源：水工業市場雜志

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