Fenton氧化处理某污水库污水实验研究

第42卷第8期应用化工Vol 42 No 82013年8月Applied Chemical IndustryAug.2013Fenton氧化处理某污水库污水实验研究毕涛123,杨伟123(1.天津生态城环保有限公司,天津300467;2天津市污染场地治理修复技术工程中心,天津3004673天津市污染场地治理修复企业重点实验室,天津300467)摘要:.用 Fenton氧化工艺对滨海地区某污水库内的存量污水进行了氧化处理分析了Fe2和H2O2的不同投加量和配比的处理效果。结果表明,釆用 Fenton氧化工艺方法处理原水,在FeSO4的浓度为100mg/L,双氧水的投加量为0.3mLL的条件下,可以达到最佳处理效果,CD去除率约为36.05%。关键词: Fenton;氧化;水库污水;污水处理;COD中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1671-3206(2013)08-1392-0Research of reservoir's wastewater treatment by Fentonoxidation processBI Tao,2,3. YANG Wei 2,3(1. Tianjin Eco-City Environmental Protection Co, Ltd, Tianjin 300467, China 2. Tianjin Technology &EngineeringCenter of Contaminated Sites Remediation, Tianjin 300467, China; 3. Tianjin Key Laboratory of Contaminated SitesRemediation, Tianjin 300467, China)Abstract: The effluent of the reservoir's wastewater had been treated by Fenton oxidation, the effects ofreaction conditions on the wastewater treatment efficiency were studied The results showed that 36. 05%Cod was removed after the reaction with 100 mg/L FesO, and 0. 3 mL/L H2 O2, addition. Under the condition, best treatment results could be got by treating the wastewater with Fenton oxidationKey words: Fenton; oxidation; reservoir's wastewater; wastewater treatment: COD目前用于污水氧化处理的Fenm试剂是我国处理该存量污水,采用 Fenton氧化法4进行处理污水处理行业中较为常用的水处理剂。 Fenton氧化结果表明, Fenton氧化法对该污水有明显的处理效技术操作简单,能够去除相当部分的污染物,药剂、果,COD去除率约为36%。设备成本低处理效果较好且不存在二次污染的问1实验部分题,具有很好的应用前景12。由于历史原因滨海11试剂与仪器地区某污水库内长期蓄积存量工业污水,导致水体恶化,水质超出一般污水处理厂收水标准。为彻底FeO4、H2O2均为分析纯;污水水质见表1。表1污水水质Table 1 Wastewater qualityCOD浊度Ss全盐量/(mg·L1)/(mg·L-1)/NTU表色HN/(mg·L)/(mg·L)/(mgL-)/(mg·L-)/(mg·L-)200-35086.530-651.5-6.5100-12058316.5-7.0J3六联搅拌器;YHCA100A型COD快速测H2O2,转速50r/min,搅拌时间1h,静沉时间1ho定仪;CEL890型污水水质测试实验室。取上清液测定COD。1.2实验方法1.3分析方法使用六联搅拌机作为搅拌设备,每次用水1L,COD测定采用标准重铬酸钾法(稀释5~10加入100mg/L的FeSO4及0.3mLL的30%倍,低浓度测试)。收稿日期:20130325修改稿日期:201306-13基金项目:“十一五”国家科技支撑项目(200BAC60B01)作者简介:毕涛(1983-),男,天津人,天津生态城环保有限公司工程师,从事环境工程项目管理工作。电话:13821115137,E-mail:billows1983@163.com第8期毕涛等 Fenton氧化处理某污水库污水实验研究13932结果与讨论色度的加深和有机物去除率的下降,因此确定Fe2.1H2O2用量SO4投加量为100mg/L传统 Fenton氧化反应是在酸性条件下利用Fe2催化H2O2产生的羟基自由基降解水中的污染物。F2的量为60mgL,改变HO2量,原水CoD3130为294.8mg/L,结果见图1。双氧水为0.6mL几L140coD去除率8090100去色率FesO投加量/(mg·L图3FeSO4投加量与COD去除率的关系Fig 3 The influence of CoD rate by the quantity of FeSO0.71.01.4H4O投加量/(mL·L)图1H2O2投加量对去除率的影响Fig. 1 The influence of COD rate by the quantity of H,0Fenton氧化处理用水未调pH。从两种指标的综合去除率来看并且考虑到处理单元的成本费用经济性,选用每升水投加04mL的H2O2作为最佳20双氧水的浓度为03mLL投加量。40608010012014016022Fe2用量FeSO投加量(mg·L")H2O2量为04mL/L,改变Fe2+的量,原水COD图4FeSO4投加量与COD去除率的关系为324.2mg/L,结果见图2Fig 4 The influence of COD rate by the quantity of Feso改变H2O2投加量在FsO4投加量为100mg/L时,H2O2的投加量与COD去除率的关系,结果见图一COD去除率25篑一去色率浓度为100图2Fe2离子投加量对去除率的影响Fig. 2 The influence of COD rate by the quantity of Fe20300350400450.500.550.60Fenton氧化处理用水未调pH。从两种指标的双氧水(mL·L图5H2O2的投加量与COD去除率的关系综合去除率来看并且考虑到处理单元的成本费用Fg;5 The influence of Cod rate by the quantity of H2O2经济性,选用每升水投加20mg的Fe2作为最佳投加量。由图5可知,FeSO4的浓度为100mg/L,双氧水2.3 Fenton氧化剂量确定的投加量0.3mL/L时,COD去除率最大,为在H2O2投加量为0.3mL/L和0.6mL/L时3605%。在该投加量下,该污水可以实现最为经济改变FeSO4投加量,原水CD为1667mg/L,结果3有效的处理见图3、图4由图3、图4可知,FeSO4的浓度并不是越大越采用 Fenton氧化法处理该水库中污水的最佳好,原因为Fe浓度过高,会与有机物争夺强氧化条件为:FesO4用量为100mg/L,双氧水的投加量剂羟基自由基6),自身被氧化为三价铁,导致出水(下转第1397页)第8期杜艳芳等:生物质壳类物热解动力学研究1397升温速率10K/min,不同气氛中缓慢分解的热力学(3)采用 Coats- Redfem法计算得出3种生物质参数。热解动力学参数,反应过程均为一级反应,与文献相表33种生物质在不同的气氛中热解动力学参数关生物质动力学研究结果相符合,升温速率对活化Tabe2 Kinetic parameters of pyrolysis of three biomass能值有一定的影响,但影响不大,对频率因子的影响at air and nitrogen较大原料(气氛)温度活化能指前因子4)比较在氮气和空气两种氛围中3种生物质/(kJ·mol-1)的活化能,说明在空气氛围中热解提前。核桃壳(氮气)532-62839.92702×103(空气)547~623参考文献葵花籽壳(氮气)504-65643.272.04×104[1] Parikka M. Global biomass fuel resources[J].Biomass(空气)493-6233.37×104and Bioenergy, 2004, 27: 613-620花生壳(氮气)522-672[2]赖艳华,吕明新,马春元,等.秸秆类生物质热解特性空气)557~6004.56×10及其动力学研究[J].太阳能学报,2002,23(2):203206.表4残余物在不同气氛中缓慢分解的动力学参数[3] Demirbas A. Efect of temperature on pyrolysis productsTable 4 Kinetic parameters of pyrolysis of threefrom four nut shells[J]. Joumal of Analytical and Ap-biomass in the slow decomposition stageplied P yrolysis, 2006, 76: 285-289原料(气氛)活化能指前因子[4]曲雯雯,夏洪应,彭金辉,等核桃壳热解特性及动力/(k·mol-1)学分析[].农业工程学报,2009,25(2):194-198核桃壳(氮气)677-87313.20[5] Vamvuka D, Kakaras E, Kastanaki E, et al. Pyrolysis char-(空气)653-7315.28×102acteristics and kinetics of biomass residuals mixtures with0.79lignite[J].Fuel,2003,82(15):1946-1949葵花籽壳(氮气)646~715(空气)644-7444.26×104[6] Tzeng S S, Chr Y G. Evolution of microstructure and prop-erties of phenolic resin-based carbon/carbon composites花生壳(氮气)673-7190.61during pyrolysis[J]. Materials Chemistry and Physics(空气)682~71445.691.88×1042002,73(20):162-169由表3表4可知,生物质壳类物(核桃壳、花生[7] Sulimma a, Leonhardt P, Van heek K H,eta. Thermo-壳、葵花籽壳)在相同的升温速度下,与氮气氛围相gravimetric study on catalytic hydropyrolysis of coal[J]比,在空气氛围中活化能和指前因子数值均较高。Fuel,1986,65(10):1457-1461[8]宋春财胡浩权,朱盛维,等.生物质秸秆热重分析及3结论几种动力学模型结果比较[J].燃烧化学学报,2003,(1)核桃壳、葵花籽壳、花生壳3种生物质的热31(4):311-316.解大致可分为失水干燥、快速热解和缓慢分解3个[9)] Coats A w, Redfem J P. Kinetic parameters from thermo阶段。gravimetric data[ J]. Nature, 1964, 201(1): 68-69.(2)快速热解阶段平均活化能核桃壳为[0]卢洪波,苏桂秋,贾春霞,等.生物质秸秆热解反应及动力学分析[J.东北电力大学学报,2007,27(1):3838.37kJ/mol,葵花籽壳为40.11kJ/mol,花生壳为32.89kJ/mol;三者相比,花生壳更容易热解。(上接第1393页)[3]王晴混凝 Fenton法在制药废水生化处理后出水深度为0.3mL/L,此时COD去除率为36.05%,各项处处理中的研究[J]河北工业科技,2011,28(1):336理指标为最经济值。[4]武彦巍,买文宁, Fenton氧化曝气生物滤池处理纤维板废水的试验研究[J].水处理技术,2011,37(4):123参考文献:[1]孙贤波高级氧化法的特性及其应用[J中国给水排[5]胡红伟李晓燕 Fenton催化氧化反应机理及影响因素水,2002,18(5):335研究进展[J].科技通报,2012,28(4):220-22[2]闵怀傅亮陈泽军 Fenton法及其在废水处理中的应6]宫本平,彭冠涵remn氧化法在废水处理中的研究进用J].环境污染与防治,2004,26(1):28-30展[刀].辽宁化工,2012,41(10):104-106