黃永雷，薛水波，田政操，陳廣勝，高洪標，溫彥鵬，楊杰

（新鄉(xiāng)市綠豐環(huán)保工程有限公司，河南新鄉(xiāng)453000）

為實現(xiàn)工業(yè)廢水的達標排放，用傳統(tǒng)的絮凝沉淀法、次氯酸鈉氧化法和芬頓高級氧化法對廢水處理效果并部理想。通過采用了鐵碳微電解-內(nèi)芬頓氧化法進行預處理，可以降解廢水中的大部分難降解的有機物，通過一系列的氧化還原，電化學腐蝕，絮凝沉淀協(xié)同作用，將有機物開環(huán)斷鏈變成無機物，經(jīng)混凝變成不溶性鹽而去除。

1 試驗

1.1 原水

試驗所用原水為新鄉(xiāng)市某阻燃布生產(chǎn)的工業(yè)廢水，廢水中含有多種難生化降解的有機物和無機物，其主要水質(zhì)指標見表1。

表1 水質(zhì)指標

為達到預處理出水與其設計的污水處理廠進水水質(zhì)要求，其水質(zhì)標準見表1。

1.2 主要試劑與儀器

主要試劑：鐵碳微電解填料；H2O2濃度為30%，工業(yè)純；重鉻酸鉀、氫氧化鈉、濃硫酸、硫酸亞鐵銨均為分析純試劑。主要儀器:752紫外可見分光光度計、HACH pH計和TOC-4100分析儀。

1.3 測量方法

氨氮的測定采用納氏試劑分光光度法,TP的測定采用鉬酸銨分光光度法，COD的測定采用重鉻酸鉀法。

2 試驗結(jié)果及討論

2.1 PH值對COD和TP去除率的影響

用濃硫酸調(diào)整原水為不同的pH值，每個水樣中均加入相同量的鐵碳微電解填料和等量的H2O2，充入等量、等時間的空氣后，靜止沉淀后加等量的氫氧化鈉溶液，等時間攪拌靜止沉淀后取上清液測定COD、TP值，繪制COD和TP去除率與pH值的關(guān)系曲線，見表2。

表2 pH值對去除效果的影響

由表2可見，pH值對COD和TP去除率有明顯影響，在pH值為2時去除率最高，隨著pH值的升高，去除率明顯下降。

2.2 反應時間對COD和TP去除率的影響

調(diào)節(jié)原水的pH值為2，每個水樣中均加入相同量的鐵碳微電解填料和等量的H2O2，充入等量的空氣，分別曝氣不同的時間后，加等量的氫氧化鈉溶液、等時間攪拌靜止沉淀后取上清液測定COD和TP值，繪制COD和TP去除率與反應時間的關(guān)系曲線，見表3。

表3 反應時間對去除效果的影響

由表3可見，反應時間在5 h之內(nèi)，COD和TP的去除率上升較快，隨著反應時間增加，去除率上升得比較緩慢。這主要是由于反應速度的降低。整個反應的前期主要是Fe2+催化芬頓試劑反應，反應速度很快，隨著反應的進行，H2O2的不斷消耗而逐漸減少到停止類芬頓反應，另外HRT過長不利于工程應用[3]。因此，HRT確定在5 h較為合適。

2.3 H2O2投加量對COD和TP去除率的影響

調(diào)節(jié)原水的pH值為2，每個水樣中均加入相同量的鐵碳微電解填料和不同量的H2O2，充入等量、等時間的空氣，反應5 h后，加等量的氫氧化鈉溶液、等時間攪拌靜止沉淀后，取上清液測定COD和TP值，繪制COD和TP去除率與H2O2投加量的關(guān)系曲線，見表4。

表4 H2O2投加量對去除效果的影響

由表4可見，隨著H2O2加入量的增加，去除率也隨著增大，H2O2的投加量與COD、氨氮的去除率成正比關(guān)系。增加到6‰，COD、氨氮的去除率上升緩慢。主要是因為反應過程中·OH的產(chǎn)生量受H2O2投加量的直接影響，最初體系中，·OH的數(shù)量是隨著H2O2投加量的增加而增加，并且全部參與了對有機物的反應，致使COD和TP的去除率也隨之增大，去除效果比較明顯[4]。當H2O2投加量大于6‰時，隨著H2O2投加量的增加，新生Fe2+的量不足以完成對H2O2的催化作用，生成·OH數(shù)量的減少，同時也導致了一部分H2O2的無效分解，釋放出了O2，致使COD和TP的去除率也隨之減小[5]。

2.4 鐵碳微電解填料填充量對COD和TP去除率的影響

調(diào)節(jié)原水的pH為2，每個水樣中均加入等量的H2O2，充入等量、等時間的空氣，反應完成后，加等量的氫氧化鈉溶液，等時間攪拌靜止沉淀后取上清液測定COD和TP值，繪制COD和TP去除率與鐵碳微電解填料填充量的關(guān)系曲線。

隨著鐵碳微電解填料填充量的增加，COD和TP去除率也隨著增大，達到一個最高值后，COD和TP的去除率不但不增加反而有所下降，其主要原因在H2O2濃度適宜時，有效消耗H2O2的量增加，產(chǎn)生的·OH量也增加，有更多的有效成分氧化有機物。當鐵碳微電解填料填充量增加到80%時，相應FeO+的數(shù)量也隨之增加，F(xiàn)eO+的大量存在快速消耗了H2O2生成Fe2+和堿，造成H2O2的有效利用率減少,·OH自由基的數(shù)量也隨之減少[6]，致使對COD和TP的去除率下降。

3 結(jié)論

通過正交試驗以及單因素考察，對微電解-內(nèi)芬頓試劑預處理處理阻燃布生產(chǎn)廢水進行了研究，得出結(jié)論如下。

（1）鐵碳微電解-內(nèi)芬頓最佳運行工藝條件為pH值2～3，反應時間5 h，H2O2投加量為6‰，鐵碳填料填充體積比為40%，曝氣量為60 L/min,在此反應條件下，廢水COD去除率達到了74%，TP的去除率達到了85%。

（2）通過此法預處理阻燃布生產(chǎn)廢水，達到了預期目的，可有效去除了廢水中毒性有機磷阻燃劑對生化的抑制，改善了后續(xù)生化處理條件，滿足了生化進水水質(zhì)指標，同時也提高了廢水的可生化性。

（3）鐵碳微電解-內(nèi)芬頓氧化法處理阻燃布生產(chǎn)廢水，比單一的應用鐵碳電解法和芬頓氧化法效果優(yōu)越，此方法操作簡單，運行流程短，設備需耐酸材料加工，在運行過程中需補加鐵碳填料來補充流失的鐵。鐵碳微電解-內(nèi)芬頓氧化法是一種很好的廢水處理技術(shù)，用于高難度化工廢水處理上必將具有廣闊的前景。

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[4] 李雯，王三反，孫震，等.鐵碳微電解預處理化工有機廢水研究[J].凈水技術(shù)，2008，27(5)：53-55.

[5] 張樹艷，程麗華，曹為祥.鐵碳微電解處理農(nóng)藥廢水的研究[J].化學工程師，2004，9(9)：35-37.

[6] 張瀟逸，何青春，蔣進元，等.類芬頓處理技術(shù)研究進展綜述[J].環(huán)境科學與管理，2015，40(6)：58-62.