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芬頓氧化技術用于甲醛工業廢水處理

文章出處:未知發表時間:2021-12-11 14:56:18



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  季戊四醇是以甲醛和乙醛為原料,在堿性縮合劑存在下反響而得。原資料以一定的摩爾配比,于25~32℃反響6~7h,經中和過濾即得季戊四醇。由于該產品普遍用于各行業,近年來,在國內季戊四醇的開展十分疾速,其產生的衍生品也在市場上占有越來越大的份額。故而造成生產該類產品所產生的廢水也在廢水品種中占有很大的比例。因其生產原資料的特性,季戊四醇廢水中含有高濃度的甲醛,約為1200~1500mg/LCOD含量均勻在6000mg/L左右。具有一定毒性。不經處置排放會對環境和生物產生極大的危害。目前國內針對季戊四醇廢水制定的廢水處置大多為混凝沉淀、生化等傳統工藝,但高含量的甲醛對生化作用的抑止十分明顯,造成處置效果常常不理想。本文討論了一種可以在前端大幅度去除甲醛的工藝,即前端芬頓高級氧化工藝。

 

  芬頓的本質是二價鐵離子和雙氧水之間的鏈反響催化生成羥基自在基。羥基自在基具有較強的氧化才能,據計算在pH=3的溶液中,其氧化電位高達2.73V,其氧化才能在溶液中僅次于氫氟酸。而且其氧化性沒有選擇性,氧化速率也較高,能順應各種廢水的處置。另外,羥基自在基具有很高的電負性或親電性,其電子親和能高達569.3kJ,具有很強的加成反響特性,很容易進攻高電子云密度點,因此Fenton試劑可無選擇的氧化水中的大多數有機物,特別適用于生物難降解或普通化學氧化難以奏效的有機廢水的氧化處置。對廢水中干擾物質的接受才能較強,既能夠單獨運用,也能夠與其他工藝結合運用,以降低本錢,提升處置效果。

 

  芬頓氧化反響采用Fenton試劑,其根本組成是硫酸亞鐵與雙氧水,其本質為亞鐵離子和雙氧水之間的鏈式反響催化生成高活性的自在基與難降解有機物反響,使之發作局部氧化、耦合或氧化,構成分子量較小的中間產物,從而改動它們的可生化性、溶解性和混凝沉淀性。絡合物屬于難降解的一類污染物,采用Fenton試劑實行氧化是比擬好的工業廢水處辦法,能夠到達很好的出水效果,其反響機理如下:

 

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  本文經過對季戊四醇廢水實行芬頓高級氧化實驗,并對實驗中各個運轉參數和實驗效果做了剖析,為預處置該類廢水的理論工程提供理論參考。

 

  一、資料與辦法

 

  1.1實驗資料

 

  實驗所取廢水為甲醛廢水,其廢水水質指標見表1

 

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  1.2實驗工藝流程

 

  取甲醛廢水,首先經過芬頓氧化工藝實行芬頓反響,反響完成的出水再曝氣實行脫氣反響,在脫氣完成后在廢水中參加液堿,提升污水的pH6.5~7.0之間,使污水中的三價鐵與污水中的SS、膠體和色度等一同發作絮凝反響,然后再投加陽離子PAM,強化絮凝反響,使污泥匯集,完成反響過程后靜置沉淀,完成水泥別離。實驗肯定的工藝流程見圖1

 

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  1.3實驗儀器及剖析辦法

 

  曝氣儀器采用電磁式空氣泵配合曝氣石,實驗容器采用500mL250mL燒杯若干只及其他隸屬配件。COD的測定采用消解比色法,甲醛測定采用乙酰丙酮分光光度法。

 

  1.4實驗辦法

 

  取FeSO4(純度95%)20g置于300mL燒杯中,參加清水至200mL,配置成濃度約為10%FeSO4溶液,攪拌平均待用。取500mL的燒杯,參加廢水300mL,用pH測定儀檢測廢水配件pH3.8,隨后投加FeSO4溶液及H2O2(濃度27.5%),反響時間定為35min。期間用玻璃攪拌棒不停攪拌。

 

  芬頓反響完成后將曝氣石置于杯底并銜接空氣泵向水中鼓氣,曝氣時間暫時定為3hr,脫氣完畢后,往廢水中投加液堿(濃度30%),調整廢水的pH6.5~7.0,使Fe3+OH-生成Fe(OH)3,最后投加PAM(分子量1200),利于Fe(OH)3混凝反響,構成大顆粒的礬花。靜置沉淀約1hr后,取上清液用濾紙過濾出水。實驗安裝表示圖見圖2

 

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  二、實驗結果與討論

 

  2.1芬頓氧化運轉控制剖析

 

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  在原水pH3.8時,投加FeSO4H2O2,攪拌使兩種藥劑與廢水充沛混合平均。首先將反響時間控制在35min,參加廢水中的FeSO4H2O2加藥量分別是0.2g/L廢水和0.1g/L廢水開端,檢測反響后出水甲醛含量,以后逐次增加FeSO4H2O2的投加量并同時檢測出水水質,記載數據見圖3。從圖3可知,在pH=3.8HRT=35min時,當FeSO4H2O2加藥量分別是0.6g/L廢水和0.5g/L廢水,出水甲醛濃度能夠低至130mg/L,去除率到達90%以上。當FeSO4H2O2加藥量逐次增加后,出水甲醛濃度根本無太大變化。

 

  經上述第一步實驗過程肯定FeSO4H2O2的最佳投加量后,反響時間從10min開端逐次增加至50min,并記載出水甲醛濃度,整理數據見圖4。由圖4能夠看出反響時間在40min時,在同樣的藥劑投加量前提下,出水甲醛濃度能夠低至126mg/L,以后逐次遞增反響時間,出水甲醛濃度無太大變化。由此可知處置季戊四醇廢水的芬頓氧化反響的時間宜在35~40min,最優選為40min

 

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  2.2脫氣反響過程運轉控制剖析

 

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  在經過上述兩部反響肯定加藥量及反響時間的前提下,得到最佳反響效果的廢水進入脫氣實驗過程。脫氣過程主要是經過曝氣去除剩余及未反響的H2O2,使其合成為H2OO2;使Fe2+氧化成Fe3+。在脫氣過程完畢后投加液堿,將廢水的pH調整在7.0左右,使Fe3+OH-生成Fe(OH)3,并經過投加PAM,使Fe(OH)3完成絮凝反響,構成大顆粒礬花。并在隨后的靜置沉淀過程中泥水別離。取上清液經過濾紙過濾后檢測出水甲醛及COD濃度。

 

  整個脫氣反響過程控制曝氣量從6L/m2?min逐次增加并檢測出水甲醛濃度。記載數據見圖5,由圖5可知,曝氣強度對脫氣的效果及甲醛的去除有重要影響,其中在曝氣強度為16L/m2?min,出水甲醛濃度為120mg/L,去除率到達90%以上,COD也從6000mg/L降解至5000mg/L,去除率可到達17%

 

  三、結論

 

  (1)采用Fenton氧化法預處置季戊四醇廢水的過程主要由芬頓氧化、脫氣、混凝沉淀構成,經過實驗剖析,該工藝對廢水中的甲醛去除效果顯著,利于后續生化處置,最終達標排放。

 

  (2)經實驗剖析肯定,在原水pH3~4,反響時間為40minFeSO4H2O2反響的加藥量分別是0.6g/L廢水和0.5g/L廢水時,出水的甲醛濃度最低,將甲醛濃度從1450mg/L降解到126mg/L,去除率90%以上。

 

  (3)經實驗剖析肯定,脫氣過程中的曝氣強度在16L/m2?min時,出水甲醛濃度低至120mg/LCOD的去除率同時可達17%

 

  (4)芬頓氧化工藝對季戊四醇廢水中甲醛去除效果顯著,能夠提供工程理論參考。

 


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