Fenton_混凝法处理造纸废水的试验研究

Fenton-混凝法处理造纸废水的试验研究　周丹,等

Fenton-混凝法处理造纸废水的试验研究

周丹,呼世斌,张涛

(西北农林科技大学生命学院环境工程研究室,杨凌　712100)

摘　要:将Fenton氧化与混凝联用处理造纸废水,确定了氧化的最佳条件:pH范围、H2O2FeSO4的最佳投加比。探讨了氧化对混凝的促进作用,并将联用工艺与单独絮凝工艺的絮凝剂的用量、,关键词:Fenton氧化;　最佳pH范围;　最佳药剂投加量;　混凝;　中图分类号:X703　　文献标识码:A　　文章编号:100326504(2　　较差,污染。一些技术含量高工艺如生物法,很难在中小造纸厂应用。Fenton氧化可以使废水中的有机物发生部分氧化,从而改变它们的降解性、溶解性和絮凝沉降性。但该方法单独使用药剂成本高,应用受到限制。混凝法适应性强、基建投资低、管理简单,是水处理常用的方法,新型絮凝剂的不断开发,提高了它的处理效果。将这两种工艺联用,用氧化来促进混凝,可以减少药剂的用量,降低成本,提高处理的效果。本研究探讨了Fenton氧化的最佳条件、药剂用量以及对混凝的促进作用。为实际运用提供实验数据上参考。1　实验1.1　实验用水

絮凝剂PAFC自制:用0.5mol/L的AlCl3、6H2O和FeCl3、6H2O储备液,加碱聚合法制备[1]碱化度B=2、Al/Fe为10∶3、熟化时间24h、Al和Fe总浓度为0.1mol/L的PAFC将氧化后的废水加入一定量的絮凝剂

PAFC,置于搅拌器下先快搅0.5min(240r/min),再慢搅3min(60r/min),静置15min。上清液测定COD、色度的

去除率。1.5　测定方法

浊度:用硅藻土配制浊度标准液,1mg一定粘度的硅藻土在1000mL水中所产生的浊度为1度[2]。

色度:在紫外-可见光分光光度计上测定废水的吸光度作吸收曲线,确定最大吸收波长λ在λmax。max处测定原水(A0)和上清液的吸光度计算色度去除率[3]:

去除率=(1-A/A0)×100%

COD:用COD测定仪测出原水和上清液的值,计

算去除率。2　结果与讨论2.1　Fenton氧化的机理

水样来自咸阳某造纸厂终端废水,COD2500～3000mg/L,pH值为7.8～8.2,浊度大于250度,SS210

～240mg/L.

1.2　实验主要试剂及仪器

FeSO4(AR)、AlCl3 H2O2(30%)、6H2O(AR)、FeCl3 6H2O(AR)、NaOH(AR)JJ25型定时变速搅拌器、754型

反应的pH值对氧化的效果有很大的影响,一般在pH为3.5时自由基生成速率最大[4],但废水性质不

同其最佳的pH范围应具体确定,见图1。

紫外2可见光分光光度计、pHS23C型酸度计、手持进样器(德国、0.5～5mL、100～1000uL)、54121型化学需氧量测定仪。

1.3　Fenton氧化实验

取100mL废水放入烧杯中调节pH,用进样器取一定量的H2O2,并按一定的H

2O2与FeSO\-4的比例加入FeSO4,搅拌氧化10min,FeSO4的浓度为0.1mol/L。

1.4　絮凝试验

作者简介:周丹(1978-),女,在读硕士,主要从事水处理方面的研究。

图1　Fenton氧化的最佳pH值

图1为造纸废水氧化的最佳pH,由图可以看出造

纸废水的最佳pH并不是在3.5,而是在pH为5时效果最好。不同的废水所含的物质的性质有很大的差别,这些物质对氧化作用也有一定的影响,有的起协同

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环境科学与技术　　　　　　　　　第27卷　

增刊　2004年8月　　　　　作用,有的起抑制作用[5]。在调节pH时,用H2SO4调

2节会明显地降低氧化的效果,这是由于SO24降低了羟基自由基的反应活性,从而抑制了氧化作用。2.2　Fenton氧化中H2O2与FeSO4用量比例

图2为在H2O2加入量1mL时,不同的FeSO4的用量,所对应的色度和COD去除率,从而确定最佳的投

时,单独用絮凝比联用工艺的去除率要高,但最大去除率时联用工艺PAFC的用量仅为1mL(38mg/L)

。

加比。由图2可知在H2O2与FeSO4投加比为2∶1左右时效果最好。当投加比过低Fe2+催化作用不够,影响H2O2的分解降低了氧化效率。投加比过高,Fe2+浓度过高会消耗部分H2O2,从而影响其利用率,同时Fe2+浓度过高会增加出水的色度,图

4COD去除率

果

。

图5　PAFC用量的色度去除率

3　结论

图2　FeSO4的最佳投加量

(1)通过试验研究确定了Fenton氧化处理造纸废

2.3　Fenton氧化中H2O2的用量处理的效果

水的重要参数,最佳的pH为5、FeSO4与H2O2,投加比1∶2以及H2O2最佳用量15～20mL/L,可为实际应用提

图3为100mL废水中,加入不同的量的H2O2,色

度和COD去除率的变化趋势。随着投加量的增加,去除率也增大,当超过某一值时除去率不增反减。过量的药剂抑制了羟基自由基的分解速率。由图3可以看出H2O2的最佳用量为每升废水加入15～20mL

。

供参考。

(2)将Fenton氧化和混凝联用考察其处理效果,色度去除率达到90%,COD去除率达到80%,同时还可以减少絮凝剂的用量。在实验中也发现氧化后再絮凝,废水中的絮凝体较小加长了沉淀的时间,这可能是废水中大分子被氧化成一些中间体和小分子,絮凝性增加但絮体较小。在混凝工艺中改进絮凝剂可以解决这一问题。

[参考文献]

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图3　H2O2的最佳用量

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2.4　先氧化再絮凝与直接絮凝处理的效果比较

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在100mL废水中加入不同量的PAFC,色度和COD的去除率先是随着PAFC用量的增加而增大,当

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[4]　孙德智.环境工程中的高级氧化技术[M].北京:化学工

达到一定的值后就不再增大反而会减小。这是因为造纸废水呈负电性,PAFC具有正电性能与废水中带负电的胶体进行电荷中和,从而絮凝沉降。当PAFC过量时,絮凝体系正电荷过量,同性电荷相斥会使絮凝体分散无法沉降,影响去除效果,见图4。

将Fenton氧化与絮凝联用的处理效果与单独用絮凝的效果进行比较,氧化和絮凝联用的处理效果明显优于单独絮凝的效果,COD和色度去除率均高出18%左右。从图4和图5中可以看到,PAFC用量>2.5mL 8

业出版社,2004.

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polyoxomethalates[J].

Environmental

Science

&Technology.

(收稿:2004203215;修回:2004205214)

(下转第65页)

城市非点源污染及其防治研究　林积泉,等

防治的科学依据。但是目前城市非点源污染负荷的估

算模型经验的多、机理的少,没有建立起反映非点源污染负荷与环境质量响应关系的模型以及污染物迁移转化机理模型。为了降低城市非点源污染负荷,应从源和汇两个方面,采用多种措施进行控制和管理,以改善城市的环境质量。

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(收稿:2004201207;修回:2004204213)

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StudyonUrbanNon2pointSourcePollutionandItsControl

LINJi2quan,MAJun2jie,WANGBo2duo,TANGXiao2lan

(DepartmentofEnvironmentScience,NorthwestUniversity,Xi’an710069)

Abstract:Thispaperintroducedsomemodelsthatwerecurrentlyusedbasedonanalysisoffeaturesandmechanismofnon2pointsourcepollution,problemsandvarious

controlmeasureswerealsodiscussed.

Keywords:non2pointsourcepollution;model;preventionandcontrolmeasures;urbanarea

(上接第8页)

Pilot2scaleStudyonPapermakingWastewaterTreatment

withFenton2coagulationMethod

ZHOUDan,HUShi2bin,ZHANGTao

(CollegeofLifeScience,NorthwestAgriculturalUniversityofScienceandTechnology,Yangling712100)

Abstract:PapermakingwastewaterwastreatedbycombinedmethodofFentonoxidationwithcoagulation,andbestconditionsofoxidationwasdeter2mined,suchasproperpHvalue,H2O2dosageaswellasbestdosageratiowithcatalystFeSO4.Theeffectofcoagulationpromotedbyoxidationwasdiscussed,andbetterconclusionwasobtainedbycomparingflocculant’sdosageandtreatmentefficiencyofFenton2coagulationprocesswithsignalco2agulation.

Keywords:Fentonoxidization;properpHscope;thebestdosage;coagulation;papermakingwastewater

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/2g9j.html