Fenton法預處理高濃度焦化廢水的影響因素與動力學研究
Fenton法預處理高濃度焦化廢水的影響因素與動力學研究
作者：殷旭東 來源：當代化工 2016年4期
摘 要：采用Fenton預處理高濃度焦化廢水，以COD和揮發酚為評價指標，通過正交和單因素實驗研究了廢水初始pH值、H2O2量、[Fe2+]/[H2O2]和反應時間對處理效果的影響，同時對反應過程的動力學進行了探討。結果表明：同時降解COD和揮發酚的最佳控制條件是pH值為3、H2O2投加量為170 mL/L、Fe2+/H2O2摩爾比為1：80、反應時間為20 min，此時COD和揮發酚的去除率分別達到80%和95%以上；COD的降解反應符合一級動力學方程規律，相關系數R2=0.991 5，反應速率常數為0.446 9 min-1。
關 鍵 詞：Fenton法；高濃度焦化廢水；正交試驗；動力學
高濃度焦化廢水具有以下特點[1-3]：①有機物濃度高，可高達幾萬乃至幾十萬mg/L；②成分復雜，含大量難降解有機物、無機物、重金屬等；③色度較高，有刺激性氣味。高濃度焦化廢水對環境有著很強的毒害和危害性，降低此種廢水對環境的危害具有重要意義。因為該廢水各種污染物指標濃度較高，必須對其進行預處理到一定程度后，才可進入到生化階段。
目前，國內外對高濃度焦化廢水預處理的方法主要有[4-7]：物理法、化學法、物理化學法。Fenton試劑法屬于物理化學法中的一種，該方法利用Fe2+和H2O2反應生成·OH自由基，利用其氧化性來處理難降解有機污染物，氧化速率快，被廣泛的應用于各種高濃度廢水處理[8]。
本研究擬采用Fenton法處理廣東省某化工廠排放的高濃度焦化廢水，通過正交和單因素實驗研究廢水初始pH值、H2O2量、[Fe2+]/[H2O2]和反應時間對處理效果的影響，并分析其反應過程的COD降解動力學，為高濃度焦化廢水的預處理技術提供一定的參考和指導。
結 論
（1）正交實驗結果表明：決定COD去除率高低的影響因素優先順序為H2O2投加量、初始pH值、Fe2+/H2O2摩爾比、反應時間；決定揮發酚去除率高低的影響因素優先順序為初始pH值、H2O2投加量、Fe2+/H2O2摩爾比、反應時間。同時降解COD和揮發酚的最佳控制條件是pH值為3、H2O2投加量為170 mL/L、Fe2+/H2O2摩爾比為1：80、反應時間為20 min。
?。?）在各單因素最佳控制條件下穩定運行的實驗表明：COD去除率在78%～82%之間，揮發酚的去除率均在95%以上。
?。?）COD的降解反應符合一級動力學方程，線性方程為-ln（Ct/C0）=0.4469t-0.384 5，相關系數R2=0.991 5，反應速率常數為0.446 9 min-1。
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