微电解-Fenton深度处理制药废水

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摘要:采用铁炭微电解-Fenton联合工艺深度处理制药废水生化出水,探讨了初始pH、曝气量、反应时间等因素对微电解出水Fe2+和Fe3+变化规律、COD降解速率以及后续Fenton氧化效果的影响,为优化微电解-Fenton氧化联合工艺提出了微电解间歇加酸的理论。间歇加酸可提高微电解系统中COD降解速率和Fe2+含量,使后续Fenton氧化无需投加FeSO4•7H2O即可达到较好的COD去除效果。结果表明,当初始pH=2.5,曝气量为 0.6 m3/h,间歇加酸30 min/次,微电解反应2 h,出水投加1 mL/L的H2O2进行Fenton氧化2 h,COD总去除率可达81.33%;间歇加酸30 min/次可将微电解反应2 h出水Fe2+浓度从50 mg/L提高至151 mg/L,COD降解速率从10.6 mg COD/(L•h)提高至22.2 mg COD/(L•h)。

铁炭微电解-Fenton氧化联合技术,是在铁炭微电解反应后加入适量的H2O2,使微电解反应产生的Fe2+与H2O2形成Fenton试剂,Fe2+在酸性条件下催化H2O2分解产生.OH来进攻有机物分子,同时,铁离子参与络合反应,进一步对废水中有机物进行去除。

在微电解-Fenton氧化反应过程中,不同的反应条件和运行状况会导致Fe2+和Fe3+的含量发生变化,同时,一般常规微电解产生的Fe2+因极易被氧化故浓度不高,影响后续Fenton氧化效果。通过查阅相关资料,发现多数文献研究的是铁炭微电解-Fenton多个因素对有机物去除的影响,如铁炭比,PH,Fe2+、-H2O2投加量,反应时间等,而对微电解过程中铁离子产生规律、COD降解速率以及PH过程控制的研究报道较为少见,而正是出水PH和铁离子浓度决定了后续Fenton氧化的效率。

为此,笔者通过实验研究微电解-Fenton工艺中不同反应条件对Fe2+和Fe3+的含量变化及COD降解速率的影响,并提出微电解反应间歇加酸的理论,以对PH值进行过程控制,从而保持有利于微电解彻底进行的酸性环境,并能产生可满足后续Fenton需要的Fe2+,同时经过多次实验总结得出微电解-Fenton氧化联合处理制药废水运行的最佳反应条件。

1实验部分

1.1实验水质及分析方法

实验所用废水为山东新时代药业有限公司综合制药废水经CASS工艺生化处理出水,污染物的种类繁多,成分复杂,出水B/C比值低,可再生化性极差,难降解有机物成分高,色度较高。。

1.2实验装置

实验装置为长方体容器,长*宽*高分别为60cm*20 cm *40 cm,总有效体积为43.8L,有机玻璃材质,玻璃厚度为0.6 cm,池体内垂直设2块挡板,底部相通,将池体均分为3个20cm*20 cm的反应区间,池底5cm处设支架,有不锈钢网格垫,其上铺设复合铁炭填料约为10l,每次可处理水量30l,底部采用鼓风曝气,通过转子流量计调节曝气量大小。

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