卞為林 張威 王林剛

摘 要：以江蘇某化工園區(qū)四類（染料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、精細(xì)化工）共八家企業(yè)污水處理站生化尾水為研究對(duì)象，研究了Fenton氧化法對(duì)廢水COD、NH3-N、TN的去除影響，綜合Fenton氧化法對(duì)于化工廢水深度治理的適用性進(jìn)行評(píng)價(jià)。試驗(yàn)結(jié)果表明：Fenton氧化法對(duì)生化尾水COD去除效果總體較好，且與Fenton試劑表現(xiàn)正相關(guān)，但對(duì)廢水中NH3-N和TN去除效果欠佳。

關(guān)鍵詞：化工廢水;Fenton氧化;COD;NH3-N;TN

隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，環(huán)境污染與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾日益嚴(yán)重。化工廢水中大多含有毒有害且難生物降解的污染物，較難去除，所以選擇高效且經(jīng)濟(jì)的技術(shù)方法實(shí)現(xiàn)廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，顯得尤為重要。法國(guó)化學(xué)家Fenton HJ在1893年發(fā)現(xiàn)，在酸性條件下，過(guò)氧化氫與二價(jià)鐵離子的混合溶液具有較強(qiáng)的氧化性，用芬頓試劑引發(fā)的反應(yīng)稱為芬頓反應(yīng)。20世紀(jì)70年代開始，學(xué)者發(fā)現(xiàn)芬頓反應(yīng)具有去除難降解有機(jī)污染物的氧化能力，后來(lái)學(xué)者逐漸開展Fenton氧化反應(yīng)處理現(xiàn)實(shí)工業(yè)廢水的研究工作。

Fenton氧化目前應(yīng)用較為廣泛，在實(shí)際工業(yè)廢水處理過(guò)程中，既可單獨(dú)選用，也可以作預(yù)處理，或者深度處理。該法有如下優(yōu)勢(shì)：一是常溫常壓下即可反應(yīng)，反應(yīng)條件溫和;二是反應(yīng)簡(jiǎn)單、對(duì)大部分污染物物質(zhì)都有破壞效果，應(yīng)用較為廣泛。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與試劑

所有藥品均采購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。試驗(yàn)廢水來(lái)自江蘇某化工園區(qū)四類（染料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、精細(xì)化工）共八家污水處理站，廢水水質(zhì)如下表1所示：

1.2 測(cè)試分析方法

水質(zhì)指標(biāo)均按照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》（第四版）分析方法進(jìn)行檢測(cè)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

取200mL污水至于250mL燒杯中，用H2SO4調(diào)節(jié)pH至3，放置于磁力攪拌器上。按照設(shè)計(jì)藥劑量分別投加FeSO4·7H2O，打開磁力攪拌器，保持150r/min左右的轉(zhuǎn)速，邊攪拌邊加入設(shè)計(jì)量的H2O2。攪拌3h后，停止攪拌，投加30%質(zhì)量濃度的NaOH水溶液，調(diào)節(jié)pH至9，靜置沉淀2h。選取不同藥劑投加量，及處理?xiàng)l件，如表2所示。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同藥劑投加量對(duì)COD去除率的影響

廢水中藥劑的投加量直接影響Fenton氧化工藝對(duì)該工業(yè)廢水COD的去除效率?？傮w表現(xiàn)，F(xiàn)enton試劑藥劑量增大，該廢水COD的去除效率逐漸提高。針對(duì)企業(yè)1至企業(yè)7的生化尾水，當(dāng)采用Fenton試劑組合3，即雙氧水投加量0.5%，七水硫酸亞鐵投加0.60g/200mL廢水，廢水COD去除率可保持40%-80%左右，而當(dāng)采用Fenton試劑組合1，廢水COD去除率只有5%-30%之間。

Fenton氧化法對(duì)不同化工廢水類型的COD去除效果表現(xiàn)不同。比如對(duì)于醫(yī)藥廢水企業(yè)6，不同試劑組合，其COD去除率32%、37%、39%，差別不大;而對(duì)于精細(xì)化工企業(yè)7，不同試劑組合，其COD去除率表現(xiàn)差異較大，去除率從21%、77%、83%。

2.2 藥劑投加量對(duì)NH3-N去除率的影響

不同化工類型生化尾水氨氮含量差別較大。比如說(shuō)，精細(xì)化工類型（企業(yè)7、8）氨氮含量40mg/L以下，而農(nóng)藥（企業(yè)3）與醫(yī)藥（企業(yè)5）氨氮含量高達(dá)120mg/L。相同化工類型不同企業(yè)生化尾水含量差別也較大，比如農(nóng)藥類企業(yè)3氨氮含量高達(dá)120mg/L，而企業(yè)4的氨氮含量約10mg/L左右。

Fenton氧化試驗(yàn)結(jié)果表明，廢水中藥劑的投加量對(duì)Fenton氧化工藝對(duì)該工業(yè)廢水氨氮的去除基本無(wú)影響。

2.3 藥劑投加量對(duì)TN去除率的影響

圖1所示，不同化工類型、相同化工類型不同企業(yè)生化尾水總氮含量差別較大。比如說(shuō)，精細(xì)化工類型（企業(yè)1、2）總氮含量75mg/L以下，而農(nóng)藥（企業(yè)3）、醫(yī)藥（企業(yè)5）、精細(xì)化工（企業(yè)7）總氮含量分別高達(dá)150 mg/L、125、300mg/L左右，相同化工類型精細(xì)化工企業(yè)7總氨含量高達(dá)300mg/L，而企業(yè)8的總氮含量約50mg/L左右。

3 結(jié)論

①Fenton藥劑的投加量直接影響Fenton氧化工藝對(duì)該化工（染料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、精細(xì)化工）廢水COD的去除效率?？傮w表現(xiàn)，F(xiàn)enton試劑藥劑量增大，該廢水COD的去除效率逐漸提高。但Fenton氧化工藝不同化工廢水類型的COD去除效果因化工企業(yè)類型及企業(yè)的具體水質(zhì)而異;

②Fenton氧化試驗(yàn)結(jié)果表明，廢水中藥劑的投加量對(duì)Fenton氧化工藝對(duì)該工業(yè)廢水氨氮、總氮的去除基本無(wú)影響。