混凝-Fenton氧化法处理印染废水试验研究.pdf

环境保护工程器 E n v ir o n m e n t a lP r o t e ct io nE n g in e e r in g 混凝一F e n t o n 氧化法处理印染废水试验研究 黄炜曦1 张茂申2 敖良根2 1 重庆市广阳岛开发投资有限公司 重庆4 0 0 0 2 4 2 林同校国际工程咨询 中国 有限公司 重庆4 0 1 1 2 1 摘要 试验采用混凝一F e n t o n 氧化法处理印染废水 介绍了该组合工艺对印染废水的处理效果 并对影响处理效果的因 素进行研究 以确定该T 艺在处理印染废水时的合理参数 试验结果表明 混凝对印染废水具有较好的处理效果 当达 到最佳操作条件时 其对C O D 的去除率达到6 0 色度的去除率达到8 5 S S 的去除率达到9 5 对混凝出水进行 F e n t o n 氧化处理 在最佳操作条件下的T O C 的去除率接近9 0 关键词 污水处理 印染废水 混凝 F e n t o n 氧化 中图分类号 X7 9 1 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 9 7 7 6 7 2 0 11 0 4 0 1 0 5 0 3 E x p e r im e n t a lR e s e a r cho fD y e in gW a s t e w a t e rT r e a t m e n tb y C o a g u l a t io n f e n t o nO x id a t io n H u a n gW e ix i Z h a n gM a o s h e n A oL ia n g g e n 印染废水主要来源于印染加工中的漂炼 染色 整 理等丁序 由于各工序产生的废水成分各异 使得其水 量大 成分复杂 色度深 碱性强 并含有有毒 有害物 质 因此印染废水的综合治理已成为当前急需解决的 问题之 1 1 针对印染废水成分复杂 色度深的特点 混凝法处 理印染废水具有处理效果好 成本低等优势 可有效 去除印染废水中的S S 和色度 2 1 而出水中剩余的超标 物质可借助高级氧化技术 A O P s 来去除 A O P s 可以 产生具有高度氧化活性的羟基自由基 O H 将有机 物直接无机化去除 该技术中的F e n t o n 氧化法采用 H 0 和F e 2 组合 具有效率高 价格便宜 不产生二次 污染等优点 受到广泛重视 引 下面采用混凝和F e n t o n 氧化联合使用的试验方法 研究其对印染废水的处理效 果 同时分析影响处理效果的因素 以确定最佳的操 作条件 1 试验条件 1 1 试剂 聚合氯化铝 质量浓度为2g L 以铝计 F e S O 7 H 2 0 H 2 0 质量分数为3 0 草酸 浓硫酸和氢氧化 钠 以上试剂的纯度规格均为分析纯 1 2 仪器 电子分析天平 六联升降电动搅拌仪 M il l i Q 型超 纯水系统 H A C HD R 4 0 0 0 U 紫外可见光分光光度计 H A C HD R B 2 0 0C O D 消解器 S E N S I O N1 标准便携式 p H 计 V cp n 型T O C 分析仪 1 3 水样来源及水质 试验所用的染料废水取自重庆市某毛纺厂的染整 车间 废水中主要含有活性艳蓝K N R 和分散棕黄 水样 呈现墨绿色 水体中悬浮物较多 具体水质指标见表l 表1 水质指标 2 试验方法 混凝效果通过对比反应前后废水的色度 S S 和 C O D 含量来判断 F e n t o n 氧化处理的效果通过对比反 应前后废水的T O C 含量来判断 用分析天平称取聚合氯化铝5g 溶于2 5 0 m L 水中 先取6 份10 0 0m L 的废水水样置于六联搅拌器内 固定 混凝剂投加量分别为1 2 1 5 1 8 2 1 2 4 2 7m L 开启搅 拌器 在2 0 0 d m in 的档位下搅拌6 0s 然后在6 0r m in 的档位下搅拌6 0s 静置1 0m in 后分别取上清液分析 其色度 S S 和C O D 的含量 确定最适宜的混凝剂投加 量 另取6 份l0 0 0 m L 的废水 在上次试验确定的最适 宜混凝剂投加量条件下分别调节反应p H 值为6 7 8 2 0 1 1 卑第4 期 7 一 第2 9 巷啼荭投客一E T1 0 5 器环境保护工程 E n v ir o n m e n t a lP r o t e ct io nE n g in e e r in g 9 1 0 1 1 重复同样的操作流程进行试验 分析上清液 的色度 S S 和C O D 含量 对在最适宜操作条件下经过混凝处理后的水样 进行F e n t o n 氧化试验 采用正交表L 6 4 4 安排试验 正交试验因素水平表见表2 表2 正交试验因素水平表 旱篓 H 2 0 浓度 F e 浓度j p H 值 反应时闻7 i水平 m m o l L m l o l J L m in 测定出反应出水的T O C 含量后 将T O C 的去除率 作为评价指标 并对正交试验结果作出分析 3 试验结果与分析 3 1 混凝剂投加量对处理效果的影响 试验现象表明 混凝处理后的水质较为清澈 形成 的矾花大而且量多 呈团状 处理效果屁著 随着混凝 剂投加量的增大 静置沉淀后的上清液更加清澈 这是 由于铝盐的电性中和和吸附架桥作用所致 试验结果 见图1 聚合氯化铝投加质啭浓度 r a g L C O D 去除率 一色度去除率 s s 去除率 图1不同混凝剂投加质量浓度下的去除率 由图1 可知 C O D 色度的去除率随着混凝剂投加 量的增长均呈现上升趋势 其中在 昆凝剂投加质量浓 度小于2 1m g L 时 C O D 的去除率增长比较快 大于 2 1m g L 时 去除率基本不再增加 增加混凝剂投加量对 色度的去除效果影响显著 混凝剂质量浓度从1 2m g L 增加到1 8m g L 色度去除率从6 2 增长到8 0 继续 增大混凝剂质量浓度 色度去除率增长缓慢 S S 的去除 率随混凝剂投加量的增加呈现先缓慢增长后迅速下 降的趋势 在混凝剂质量浓度为1 8m g L 时达到最大 接近8 0 聚合氯化铝作为一种铝盐混凝剂 其投加 1 0 6 辛荭投客q 盯2 0 1 1N o 4 J u l V 0 1 2 9 量超过一定限度时将产生 胶体保护 作用 使脱稳的 胶粒电荷变号或使胶粒被包裹而重新达到稳定 4 3 2 混凝p H 值对处理效果的影响 试验结果表明 p H 值的改变对聚合氯化铝处理印 染废水的混凝效果影响很大 这是因为聚合氯化铝的 水解聚合形态强烈依附于水体的p H 值 在低p H 值时 水解的主要形态为单体形式 在中性范围内为多核水 解产物A 1 O H 1 7 A 1 O H 3 1 5 在高p H 值时为A 1 O H 溶胶或A I O H 4 t 5 1 不同p H 值下的试验结果见图2 C O D 去除率 色度去除翠 S S 去除翠 图2 不同p H 值下的去除率 当p H 值 7 以后 去除率急剧降低 其 中 C O D 的去除率从最高的6 0 降到接近2 0 S S 的 去除率也从9 0 多降到5 0 以下 这说明水体的p H 值 对混凝反应效果的影响非常显著 而色度对p H 值改变 的响应稍缓和 但过高的p H 值仍然降低了处理效果 3 3F e n t o n 氧化处理印染废水的效果 按正交试验方案取l0 0 0m L 混凝处理后的水样 分别加入H 0 和F e S O 7 H O 后进行搅拌 直至反应 溶液出现黄褐色絮凝沉淀 静置至絮凝物沉淀后过滤 取滤液测定其T O C 含量 并计算去除率 结果见表3 由表3 可知 各囚素对试验指标影响的主次顺序 是A D C B 即H 2 0 浓度的影响最大 其次是反应时 间 再次是p H 值 影响最小的是F e 2 浓度 4 个因素的 最优水平组合为A B 3 C 4 D 4 即H O 浓度为7 2m m o l L F e 抖浓度为0 7m m o l L p H 值为6 反应时间为6 0 m in T O C 去除率与各因素的关系见图3 6 9 0 堡8 8 墼8 6 稍8 4 U 昌8 2 8 0 图3T O C 去除率与H 2 0 2 浓度的关系 表3 正交试验表 l1l lll7 5 4 5 2122 228 1 3 7 31333 38 9 3 7 4144 4 4 8 9 5 0 52l2348 9 3 3 6223438 9 7 4 7234l2 8 7 7 4 8 2 41218 8 9 4 931 3428 9 8 4 l O32 43l8 9 0 9 1 1 33 1248 8 5 8 1 2 34 2l38 7 3 2 1 34142 38 8 2 4 1 442ll4 8 5 5 2 1 54324l 8 7 7 3 1 6443328 5 9 3 注 A 为H 2 0 2 浓度 B 为F e 浓度 C 为p H 值 D 为反应时间 F e 浓度 m m o l L 图4T O C 去除率与F e 浓度的关系 9 0 堡8 8 墼8 6 佩8 4 U 昌8 2 8 0 234567 p H 值 图5 T O C 去除率与p H 值的关系 9 0 耋 峭8 4 U 昌8 2 8 0 环境保护工程器 E n v ir o n m e n t a lP r o t e ct io nE n g in e e r in g 01 02 03 04 05 0 反应时间 m 如 图6T O C 去除率与反应时间的关系 其浓度大于0 7m m o L 后 对T O C 去除率的影响便不 再明显 这是由于芬顿氧化存在着副反应 6 1 在正常的 F e 2 与H O 反应生成 O H 去氧化降解有机物的同时 过量的F e 还会发生副反应消耗部分H O 从而消耗 了生成的 O H 当p H 值 5 时 T O C 的去除率达到最 大 p H 值过高或过低均会降低反应活性 造成T O C 去 除率下降 反应在起初1 0r a in 内T O C 的去除率上升最 快 在3 0 m in 后反应效果接近完成 4 结论 1 当p H 值为6 聚合氯化铝投加量为1 8m g L 时 混凝处理效果最好 其对印染废水的C O D 去除率达到 6 0 色度去除率达到8 5 S S 去除率达到9 5 2 对混凝处理后的印染废水做F e n t o n 氧化正交试 验 在H 2 0 2 浓度为7 2m m o l L F e 2 浓度为0 7m m o l L p H 值为5 反应时间为3 0m in 的条件下 氧化效果最 好 T O C 去除率接近9 0 3 将印染废水先经混凝处理 再经F e n t o n 氧化可 实现较好的处理效果 具有良好的实用价值 瀚 参考文献 1 李达刚 聚硅酸铝铁在印染废水处理中的应用叨 广东化工 2 0 0 9 3 6 2 6 8 6 9 2 骆丽君 活性染料废水的混凝脱色方法研究 J 化工时刊 2 0 0 4 1 8 1 4 9 5 0 3 方建章 金宁人 汪大军 双频超声波 过氧化氢工艺降解废 水中苯酚的动力学研究阴 石油化工 2 0 0 5 3 4 1 1 1 0 6 0 1 0 6 3 4 严煦世 范瑾初 给水 丁程 M 4 版 北京 中国建筑工业出版 社 1 9 9 9 2 6 0 5 徐肖邢 陈爱英 改良聚合氯化铞混凝剂的制备及其对印染 废水的絮凝性能叨 常熟高专学报 2 0 0 1 1 5 4 4 4 6 苏荣军 芬顿试剂氧化污水及无机离子影响的研究 J 哈尔 滨商