工業(yè)廢水是我國水體的主要污染源之一。工業(yè)廢水的處理還未得到的解決，尤其是各大化工行業(yè)(石油、冶金、制藥、印染等)在生產(chǎn)過程中排放的高濃度難降解的高COD廢水，此類廢水水質(zhì)非常復(fù)雜，且難以被生物降解，其引起的環(huán)境污染問題極其嚴(yán)峻。因此，化工廢水進(jìn)行高效、經(jīng)濟的研究處理是一件非常有意義和價值的事情。
磷化鋁被廣泛用于糧食、種子、藥材、煙草等物品的薰蒸殺蟲、滅鼠，全國每年排放磷化鋁殘渣的量約為5萬噸。磷化鋁經(jīng)過無害化處理后殘渣中含有約70%的qing yang hua lv，具有回收和綜合利用的價值。如何將磷化鋁處置殘渣變害為利，也是危廢行業(yè)研究的重要課題之一。
本著以廢治廢，綜合利用的目的，尋找一種高效、經(jīng)濟的COD去除方法變得尤為重要。本文采用芬頓試劑結(jié)合磷化鋁處置殘渣進(jìn)行COD的去除實驗研究，實現(xiàn)了以廢治廢的目的。
1、試驗部分
1.1 試驗材料
工業(yè)廢水來自某化工淺處理后廢水，pH=6.65，COD=1380mg/L。磷化鋁殘渣來自某科技公司，經(jīng)過無害化處置后用于該實驗，其主要成分為qing yang hua lv、氫氧化鈣及少量磷酸鹽，pH=11.34。聚合氯化鋁(工業(yè)級)，雙氧水(工業(yè)級)，liu suan ya tie(工業(yè)級)，生石灰，硫酸(工業(yè)級)，PAM為市售聚丙烯酰胺。雷磁JB-1攪拌器，TDL-50臺式大容量離心機。
1.2 試驗流程及原理
工業(yè)廢水試驗流程圖如圖1所示。
通過簡單的離心分離，將水跟有機物進(jìn)行一個簡單的預(yù)處理，然后進(jìn)行過濾去除廢水中的部分有機物，再利用芬頓試劑進(jìn)行氧化處理。芬頓試劑主要是由Fe2+和H2O2按照一定的比例進(jìn)行混合，其具有很強的氧化性。在Fe2+的作用下，H2O2會分解成為羥基自由基。羥基自由基具有很強的氧化性，可以將有機廢水中的大部分有機物進(jìn)行分解，進(jìn)而達(dá)到COD的去除。
磷化鋁處置殘渣中含有大量的鋁鹽，可以配合PAM的使用，達(dá)到混凝沉淀的效果?；炷俏鬯幚淼闹匾椒ㄖ?，適用于各種工業(yè)廢水的處理，既可以去除廢水中的懸浮物和膠體物質(zhì)，還可以對廢水進(jìn)行除油和脫色。工業(yè)廢水中大多有機物都呈膠態(tài)或懸浮態(tài)，因此也可以利用磷化鋁處置殘渣中的鋁鹽來進(jìn)行混凝沉淀處理工業(yè)廢水。
2、過程與討論
2.1 離心預(yù)處理時間對去除COD的影響
取廢水50g，置于離心管中，分別進(jìn)行離心5，10，15，20，25min后過濾。過濾后檢測廢水的COD含量，結(jié)果見表1。
由表1可知，離心預(yù)處理可以去除部分有機物，隨著離心預(yù)處理時間的增加，COD去除率也隨之增加。當(dāng)離心預(yù)處理時間達(dá)到15min后，COD去除率基本不變。故預(yù)處理時間選擇15min。
2.2 磷化鋁處置殘渣與聚合氯化鋁去除COD的對比
將廢水進(jìn)行簡單離心15min后過濾。取過濾廢水300g，根據(jù)表2加入聚鋁和磷化鋁處置殘渣;充分?jǐn)嚢?，并加?%PAM1g，攪拌15min，靜置20min;過濾后檢測廢水的COD含量，結(jié)果見表2。
由表2可知，隨著聚鋁加入量的增加，廢水COD去除率隨之增加。當(dāng)聚鋁加入量為15g時，體系COD去除率達(dá)53%，隨后加大磷化鋁殘渣用量COD去除率基本不變。同時，隨著磷化鋁處置殘渣加入量的增加，廢水COD去除率隨之增加。當(dāng)磷化鋁處置殘渣加入量為30g時，體系COD去除率達(dá)56%(其COD去除率相當(dāng)于加入15g的聚鋁)，隨后加大聚鋁用量COD去除率基本不變。當(dāng)同時加入聚鋁和磷化鋁處置殘渣時，COD去除率僅達(dá)60%，略大于單獨加入聚鋁和磷化鋁處置殘渣(4%)?？梢?，磷化鋁處置殘渣可以替代聚鋁，但是由于磷化鋁處置殘渣中含有大量氫氧化鈣，使得處置后廢水體系pH值略大。
2.3 liu suan ya tie與雙氧水質(zhì)量比對COD去除效果的影響
將廢水進(jìn)行簡單離心15min后過濾。取過濾廢水300g，根據(jù)表3加入芬頓試劑;充分?jǐn)嚢瑁磻?yīng)120min，并加入1%PAM2g，靜置20min;過濾后檢測廢水的COD含量，結(jié)果見表3。
由表3看出，芬頓試劑配比對COD去除有顯著的影響，當(dāng)雙氧水質(zhì)量不變，增加liu suan ya tie的添加量時COD去除降低后不變;當(dāng)liu suan ya tie質(zhì)量不變，增加雙氧水的添加量時COD去除率隨之升高;當(dāng)liu suan ya tie與雙氧水質(zhì)量比達(dá)到1：2時，COD去除率最高，往后幾乎不變。故選擇liu suan ya tie與雙氧水質(zhì)量比為1：2。
2.4 芬頓試劑在不同pH值下對COD去除效果的影響
將廢水進(jìn)行簡單離心15min后過濾。取過濾工業(yè)廢水300g，利用生石灰、硫酸調(diào)節(jié)體系pH值分別為1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，并分別加入芬頓試劑;充分?jǐn)嚢?，反?yīng)120min，并加入1%PAM2g，靜置20min;過濾后檢測廢水的COD含量，結(jié)果如圖2所示。
由圖2看出，pH值對芬頓試劑去除COD的影響顯著。首先，隨著pH值的升高，COD去除率也隨之增加，當(dāng)pH值升高至3~4時，COD去除率最高;之后隨著pH值升高，COD去除率開始降低。同理，出水COD濃度首先也隨著pH值的升高而降低，當(dāng)pH值升至3~4時，COD出水濃度zui 低;之后隨著pH值的升高，出水COD濃度開始升高。故選擇芬頓氧化最佳pH值為3~4。
2.5 芬頓試劑加入量對COD去除效果的影響
將廢水進(jìn)行簡單離心15min后過濾。取過濾廢水300g，利用硫酸調(diào)節(jié)體系pH值為3~4，分別加入芬頓試劑(liu suan ya tie和雙氧水質(zhì)量比=1：2)5，10，15，20，25，30，35，40g;充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)120min，加入磷化鋁處置殘渣30g，并加入1%PAM3g，充分?jǐn)嚢桁o置20min;過濾后檢測廢水的COD含量，結(jié)果如圖3所示。
由圖3看出，芬頓試劑加入量對體系COD去除影響顯著，隨著芬頓試劑加入量的增加，COD去除率也隨之增加;當(dāng)芬頓試劑加入量為15g時，COD去除率達(dá)到最大;之后，隨著芬頓試劑量的增加，COD去除率基本不變。故芬頓試劑添加量選擇為廢水量的5%~10%。
2.6 氧化時間對COD去除效果的影響
將廢水進(jìn)行簡單離心15min后過濾。取過濾廢水300g，利用硫酸調(diào)節(jié)體系pH值為3~4，加入芬頓試劑(liu suan ya tie和雙氧水質(zhì)量比=1：2)15g;充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)30，60，90，120，150，180，210，240min，加入磷化鋁處置殘渣30g，并加入1%PAM3g，充分?jǐn)嚢桁o置20min，過濾后檢測廢水的COD含量。
由圖4看出，芬頓試劑氧化時間對COD去除影響顯著，隨著氧化時間的增加，COD去除率也隨之增加;當(dāng)氧化時間到達(dá)120min時，COD去除率最高;之后，隨著氧化時間的增加，COD去除率基本不變。故芬頓試劑氧化時間為120min。
3、結(jié)論
通過離心預(yù)處理，芬頓試劑氧化，再結(jié)合磷化鋁處置殘渣中廉價氫氧化鈣、qing yang hua lv的利用，在特定條件下可以實現(xiàn)工業(yè)廢水中COD的去除。此方法不僅節(jié)約成本，還達(dá)到以廢治廢的目的。
1)在含COD廢水體系中磷化鋁處置殘渣基本能代替聚鋁的使用，磷化鋁處置殘渣加入量為廢水量的10%，而聚鋁加入只需為廢水量的5%。但磷化鋁處置殘渣中含有大量氫氧化鈣，加入后廢水體系可以少加或者不加石灰，將pH值從3~4調(diào)制為7~8，而只加入聚鋁時需要再添加石灰進(jìn)行調(diào)節(jié)pH值。
2)含COD廢水經(jīng)離心15min預(yù)處理后過濾，在pH為3~4，芬頓試劑(liu suan ya tie質(zhì)量：雙氧水質(zhì)量=1：2)加入量為5%~10%，氧化時間120min，磷化鋁處置殘渣加入量為10%~15%，0.1%PAM加入量為1%~2%的條件下，廢水中COD從1380mg/L降至165.6mg/L，COD去除率達(dá)88%。處理后的廢水中COD含量小于GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中COD(200mg/L)的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。
3)芬頓試劑在處理含COD廢水的過程中，產(chǎn)生的二價鐵或在反應(yīng)后端產(chǎn)生的三價鐵，都能與氫氧化物反應(yīng)生成絡(luò)合物，這些絡(luò)合物具有絮凝、沉淀的功能。芬頓試劑在處理工業(yè)廢水過程中，不僅作為氧化劑，也發(fā)揮出一定的絮凝沉淀作用。
山東科林華特環(huán)?？萍加邢薰?
