文貴榮 卞為林

（江蘇建農(nóng)植物保護(hù)有限公司 江蘇鹽城 224000)

5-氯水楊酸是一種染料與醫(yī)藥中間體，其工藝廢水水質(zhì)較復(fù)雜。毒性高，可生化性差已成為化工廢水共性，如何找尋一種高效且經(jīng)濟(jì)，技術(shù)可靠穩(wěn)定的處理方法是具有極大現(xiàn)實(shí)意義的。

常規(guī)傳統(tǒng)的物化預(yù)處理方法有活性炭吸附，混凝等工藝，活性炭面臨再生、吸附穩(wěn)定性問(wèn)題，而混凝則因?yàn)樗巹┩都恿康冗\(yùn)行費(fèi)用成為技術(shù)瓶頸。黃天寅[1]等人研究使用萃取法處理5-氯水楊酸生產(chǎn)工藝廢水，使用EPT-1為絡(luò)合劑，煤油作為稀釋劑，CODCr去除率能達(dá)到70%左右，然而萃取劑每次都需再生，當(dāng)萃取劑使用十余次，萃取能力急劇下降，CODCr去除率不足8%。本研究從資源化角度出發(fā)，首先使用酸析法處理5-氯水楊酸母液廢水[2]，酸析出水混合其他工藝廢水，經(jīng)過(guò)鐵碳微電解耦合芬頓氧化處理[3]，去除CODCr的同時(shí)，提高了廢水的可生化性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 廢水來(lái)源及水質(zhì)

此化工廢水包括母液中和水、蒸餾母液水、靜置分層廢水以及水洗離心廢水四股廢水，約112m3/d。其中w1與w3水質(zhì)相仿，主要含有5-氯水楊酸鈉。研究所用原水為鹽城濱海某精細(xì)化工廠5-氯水楊酸車(chē)間的排放廢水，其水質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 5-氯水楊酸生產(chǎn)廢水水質(zhì)表

1.2 試驗(yàn)步驟

因w1與w3水質(zhì)相仿，這兩股廢水可按廢水排放比例混合酸析處理，添加鹽酸機(jī)械攪拌，過(guò)濾，測(cè)定酸析液5-氯水楊酸及CODCr值。經(jīng)過(guò)酸析的廢水w1、w3與廢水w4混合后，經(jīng)過(guò)鐵碳微電解耦合芬頓氧化處理，中和沉淀后測(cè)定出水CODCr值。

1.3 試驗(yàn)原理

經(jīng)過(guò)工藝及水質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，w1與w3有機(jī)物種類(lèi)相似，主要含有5-氯水楊酸鈉，少量副產(chǎn)等，通過(guò)酸析，5-氯水楊酸鈉可生成5-氯水楊酸析出。酸析出水與w4廢水混合，經(jīng)過(guò)鐵碳微電解耦合芬頓氧化處理，其中w2廢水CODCr值較低，無(wú)需強(qiáng)化預(yù)處理，可節(jié)省投資成本及廢水處理成本。主要利用鐵與碳之間形成的無(wú)數(shù)個(gè)微電池，其中鐵為陽(yáng)極，碳為陰極，在酸性條件下通過(guò)電子傳遞破壞有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)，添加雙氧水芬頓氧化后，體系中羥基自由基氧化有機(jī)物，從而去除廢水中CODCr。

2 結(jié)果與分析

2.1 酸析pH 對(duì)回收廢水中5-氯水楊酸的影響

取w1與w3混合廢水200mL，添加20%鹽酸，60rpm攪拌10分鐘，過(guò)濾取濾液測(cè)其5-氯水楊酸含量及CODCr值。結(jié)果見(jiàn)表2。廢水w1與w3混合后pH為4.84，隨著酸析pH降低，5-氯水楊酸回收率、CODCr去除率同時(shí)提高，當(dāng)酸析pH達(dá)到1.5時(shí)，廢水中5-氯水楊酸的回收率可達(dá)到99.9%，廢水中CODCr去除率可達(dá)到92.7%。

表2 酸析pH 對(duì)于回收5-氯水楊酸的影響

2.2 鐵碳微電解耦合芬頓氧化對(duì)于綜合廢水CODCr 去除的影響

2.2.1 鐵碳投加量對(duì)綜合廢水CODCr去除的影響

將w1與w3酸析出水與w4混合，其廢水pH為3.2，鐵碳粉粒徑100目以下，投加鐵碳粉，反應(yīng)時(shí)間120min，，雙氧水用量0.5%，反應(yīng)120min后，中和沉淀出水檢測(cè)。

表3 鐵碳粉用量對(duì)綜合廢水CODCr 去除率的影響

由表3可知，隨著鐵碳粉用量增加，廢水CODCr去除率也隨之增加。當(dāng)鐵粉超過(guò)0.05%時(shí)，廢水CODCr的去除率增長(zhǎng)緩慢。其原因?yàn)殡S著廢水中鐵碳粉量增加，酸性條件下鐵碳之間組成的微電池陽(yáng)極釋放電子越多，廢水中有機(jī)物得到的電子就越多，分子結(jié)構(gòu)破壞的就越嚴(yán)重，相應(yīng)的CODCr去除率就越高。但是當(dāng)鐵粉量增加，陰極上氫氣的釋放量增加，使廢水pH值升高，從而影響陽(yáng)極反應(yīng)，影響CODCr去除率的升高。綜合鐵碳粉價(jià)格，及CODCr去除率考慮，鐵碳粉投加量暫定為0.05%。

2.2.2 鐵碳反應(yīng)時(shí)間對(duì)綜合廢水CODCr去除率的影響廢水同上，改變鐵碳粉用量，中和出水檢測(cè)結(jié)果如下表。

表4 鐵碳粉用量對(duì)綜合廢水CODCr 去除率的影響

表6 雙氧水反應(yīng)時(shí)間對(duì)綜合廢水CODCr 去除率的影響

由表6可知，雙氧水反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，綜合廢水CODCr去除率越高。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過(guò)120min后，反應(yīng)時(shí)間對(duì)于廢水中CODCr去除率影響較小，也許這跟該廢水水質(zhì)相關(guān)。雙氧水反應(yīng)時(shí)間增加，其廢水停留時(shí)間就會(huì)增加，勢(shì)必會(huì)增加其廢水處理投資成本。綜合考慮經(jīng)濟(jì)成本及CODCr去除率，雙氧水反應(yīng)時(shí)間定為120min。

3 結(jié)語(yǔ)

由表4可知，反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，廢水CODCr去除率增高。當(dāng)鐵碳微電解時(shí)間大于120min時(shí)，廢水中CODCr的去除增幅降低，主要是該微電解反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。綜合經(jīng)濟(jì)成本考慮，鐵碳微電解時(shí)間定為120min。

2.2.3 雙氧水投加量對(duì)綜合廢水CODCr去除率的影響

廢水同上，改變雙氧水用量，中和出水檢測(cè)結(jié)果如下表。

表5 雙氧水投加量對(duì)綜合廢水CODCr 去除率的影響

由表5可知，雙氧水投加量越多，反應(yīng)體系中雙氧水在鐵離子催化下所生成的羥基自由基就越多，綜合廢水CODCr去除率越高。但是當(dāng)體系中雙氧水投加量超過(guò)0.5%時(shí)，其CODCr去除率降低，其主要原因是體系中鐵離子含量一定，導(dǎo)致其催化能力有限。綜合考慮雙氧水的投加成本以及CODCr去除效率，雙氧水投加量定為0.5%。

2.2.4 雙氧水反應(yīng)時(shí)間對(duì)綜合廢水COD去除率的影響廢水同上，改變雙氧水反應(yīng)時(shí)間，中和出水檢測(cè)結(jié)果如下表。

3.1 根據(jù)廢水水質(zhì)，對(duì)w1與w3混合廢水進(jìn)行酸析處理，可有效回收其有效成分5-氯水楊酸，降低其CODCr值。酸析出水混合w4廢水，利用鐵碳微電解耦合芬頓氧化處理，可有效降低其廢水CODCr值，提高其廢水可生化性。

3.2 廢水w1與w3廢水酸析最佳pH值為1.5,5-氯水楊酸回收率為99.9%，廢水COD去除率為92.7%；酸析廢水混合廢水w4后，其pH為3.2，鐵碳微電解耦合芬頓氧化處理最佳條件為：鐵碳粉用量0.05%，微電解時(shí)間120min，雙氧水投加量為0.5%，芬頓時(shí)間120min，可實(shí)現(xiàn)CODCr55%左右的去除率。

3.3 經(jīng)過(guò)強(qiáng)化預(yù)處理出水與低濃度廢水w2混合，平均CODCr為2055mg/L左右，可進(jìn)入生化調(diào)節(jié)池，進(jìn)行相應(yīng)生化系統(tǒng)處理，其出水可滿(mǎn)足其園區(qū)廢水接管標(biāo)準(zhǔn)。

[1]黃天寅,葉曉文.環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè).絡(luò)合萃取法處理5-氯水楊酸生產(chǎn)廢水的研究與實(shí)踐,2002,3(8):74-78.

[2]張恒,趙娜娜等.酸析-絮凝-Fenton氧化偶聯(lián)工藝預(yù)處理制漿黑液.環(huán)保與綜合利用，2009(10):51-54.

[3]鞠琰,陳嘉川,薛嶸.Fenton試劑氧化法及其在造紙工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用[J].環(huán)境保護(hù)，2007(3)：30-32.