絮凝—芬頓氧化法處理制藥污水的研究

【摘 要】芬頓試劑是以亞鐵離子（Fe2+）為催化劑用過氧化氫（H2O2）進行化學(xué)氧化的廢水處理方法。分別考察氯化鋁用量、聚丙烯酰胺用量、H2O2/Fe投加比例、 FeSO4·7H2O投入量、PH值對處理效果的影響。該工藝路線操作簡便，成本低，適合制藥廠的污水處理。

【關(guān)鍵詞】處理；污水；研究

我國是一個水資源缺乏的國家，人均淡水資源只有世界人均水平的四分之一。制藥污水含有糖類、有機色素類、纖維素、生物堿、木質(zhì)素等多種復(fù)雜、難降解有機物，給人類生活的地表水體和地下水資源環(huán)境造成嚴(yán)重的水體污染危害[1-5]。絮凝是指懸浮于水中的細(xì)顆粒泥沙因分子力作用凝聚成#絮團狀集合體的現(xiàn)象[6-10]。1894年， 化學(xué)家Fenton首次發(fā)現(xiàn)有機物在（H2O2）與Fe2+組成的混合溶液中能被迅速氧化，并把這種體系稱為標(biāo)準(zhǔn)Fenton試劑[11-12]。本實驗對絮凝-芬頓氧化法處理制藥污水的工藝進行研究。

1.主要儀器及藥品

FA1204B電子分析天平（上海精科天美貿(mào)易有限公司）；CTL一12型化學(xué)需氧量速測儀（承德市匯通化工裝備有限公司）；HI98103型便攜式酸度計（北京寶云興業(yè)科貿(mào)有限公司）。聚合氧化鋁（東莞市鑫磊化工有限公司）、聚丙烯酰胺（山東鄒平新農(nóng)化工廠）、硫酸亞鐵（東莞市鑫磊化工有限公司）、過氧化氫（山東鄒平新農(nóng)化工廠）。

1.1不同氯化鋁用量的影響

采用濃度為0.1g/L不同體積的氯化鋁溶液進行實驗，采用1毫升氯化鋁溶液時PH為7.66，化學(xué)需氧量為729.1，去除率為11.66%；采用2毫升氯化鋁溶液時PH為7.41，化學(xué)需氧量為711.3，去除率為13.81%；采用3毫升氯化鋁溶液時PH為6.89，化學(xué)需氧量為650.1，去除率為21.23%；采用4毫升氯化鋁溶液時PH為6.53，化學(xué)需氧量為579.1，去除率為29.83%；采用5毫升氯化鋁溶液時PH為6.04，化學(xué)需氧量為603.2，去除率為25.85%；采用6毫升氯化鋁溶液時PH為5.83，化學(xué)需氧量為621.3，去除率為24.72%；實驗結(jié)果表明用量加大后，化學(xué)需氧量的去除率越來越多高，當(dāng)投加量達(dá)到4mL時，化學(xué)需氧量的去除率達(dá)到最大，再加大投加量，化學(xué)需氧量去除率開始下降。實驗結(jié)果表明使用4毫升氯化鋁溶液時化學(xué)需氧量去除率最高。

1.2不同聚丙烯酰胺用量的影響

采用不同體積濃度為1mg/L聚丙烯酰胺溶液進行實驗，采用0.5毫升聚丙烯酰胺溶液時PH為6.73，化學(xué)需氧量為497.1，去除率為9.94%；采用1毫升聚丙烯酰胺溶液時PH為6.49，化學(xué)需氧量為453.2，去除率為15.26%；采用2毫升聚丙烯酰胺溶液時PH為6.19，化學(xué)需氧量為397.1，去除率為22.05%；采用3毫升聚丙烯酰胺溶液時PH為6.08，化學(xué)需氧量為351.1，去除率為27.63%；采用4毫升聚丙烯酰胺溶液時PH為6.01，化學(xué)需氧量為397.2，去除率為22.04%；采用5毫升聚丙烯酰胺溶液時PH為5.89，化學(xué)需氧量為506.2，去除率為8.83%；采用6毫升聚丙烯酰胺溶液時PH為5.77，化學(xué)需氧量為535.2，去除率為5.32%。實驗結(jié)果表明用量加大后，化學(xué)需氧量的去除率越來越多高，當(dāng)投加量達(dá)到3mL時，化學(xué)需氧量的去除率達(dá)到最大，再加大投加量，化學(xué)需氧量去除率開始下降。實驗結(jié)果表明使用3毫升聚丙烯酰胺溶液時化學(xué)需氧量去除率最高。

1.3 H2O2/Fe投加比例

采用不同比例的過氧化氫與鐵進行實驗。采用過氧化氫與鐵的比例為2.5：1時化學(xué)需氧量為201.3，去除率為18.15%；采用過氧化氫與鐵的比例為3：1時化學(xué)需氧量為196.5，去除率為18.73%；采用過氧化氫與鐵的比例為3.5：1時化學(xué)需氧量為149.5，去除率為24.43%；采用過氧化氫與鐵的比例為4：1時化學(xué)需氧量為168.2，去除率為21.98%。實驗結(jié)果表明過氧化氫與鐵的比例為3.5：1時化學(xué)需氧量去除率最高。

1.4 FeSO4·7H2O投入量的影響

采用不同F(xiàn)eSO4·7H2O投入量進行實驗。采用FeSO4·7H2O投入量為1.05mmol/L時化學(xué)需氧量為211.3，去除率為16.94%；采用FeSO4·7H2O投入量為1.55mmol/L時化學(xué)需氧量為150.1，去除率為24.35%；采用FeSO4·7H2O投入量為2.05mmol/L時化學(xué)需氧量為155.2，去除率為23.37%；采用FeSO4·7H2O投入量為2.55mmol/L時化學(xué)需氧量為168.1，去除率為22.17%。實驗結(jié)果表明FeSO4·7H2O投入量為1.55mmol/L時化學(xué)需氧量去除率最高。

1.5不同PH值

采用不同的PH值進行實驗。PH值為2.5時化學(xué)需氧量為256.3，去除率為11.49%；PH值為3.0時化學(xué)需氧量為150.3，去除率為24.33%；PH值4.0時化學(xué)需氧量為180.3，去除率為20.7%；PH值為5.0時化學(xué)需氧量為208.3，去除率為17.3%。實驗結(jié)果表明PH值為3.0時化學(xué)需氧量去除率最高。

2.討論

水，這種地球上的基本物資。讓我們的生命能夠持續(xù)下去。人類也離不開它，一旦沒有了水，我們就不能繼續(xù)生活下去。水是寶貴的自然資源，隨著城市的高速發(fā)展，水的用量逐漸出現(xiàn)短缺，不少地區(qū)水資源日趨緊張。制藥污水給人類生活的地表水體和地下水資源環(huán)境造成嚴(yán)重的水體污染危害。Fenton試劑由亞鐵離子與過氧化氫組成的體系，在水溶液中與難降解有機物生成有機自由基使之結(jié)構(gòu)破壞，最終氧化分解。影響Fenton試劑反應(yīng)的因素包括溶液pH值、反應(yīng)溫度、H2O2投加量及投加方式、催化劑種類、催化劑與H2O2投加量之比等。本實驗采用絮凝-芬頓氧化法對制藥污水進行處理。分別考察氯化鋁用量、聚丙烯酰胺用量、H2O2/Fe投加比例、 FeSO4·7H2O投入量、PH值對處理效果的影響。最佳工藝為氯化鋁溶液使用量為4毫升，聚丙烯酰胺溶液使用量為3毫升，過氧化氫與鐵的比例為3.5：1，F(xiàn)eSO4·7H2O投入量為1.55mmol/L。該工藝路線操作簡便，成本低，適合制藥廠的污水處理。 [科]

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