Fenton氧化法对四类化工生化尾水深度处理的研究

卞为林 张威 王林刚

摘 要：以江苏某化工园区四类（染料、农药、医药、精细化工）共八家企业污水处理站生化尾水为研究对象，研究了Fenton氧化法对废水COD、NH3-N、TN的去除影响，综合Fenton氧化法对于化工废水深度治理的适用性进行评价。试验结果表明：Fenton氧化法对生化尾水COD去除效果总体较好，且与Fenton试剂表现正相关，但对废水中NH3-N和TN去除效果欠佳。

关键词：化工废水;Fenton氧化;COD;NH3-N;TN

随着工业的迅猛发展，环境污染与环境保护之间的矛盾日益嚴重。化工废水中大多含有毒有害且难生物降解的污染物，较难去除，所以选择高效且经济的技术方法实现废水稳定达标排放，显得尤为重要。法国化学家Fenton HJ在1893年发现，在酸性条件下，过氧化氢与二价铁离子的混合溶液具有较强的氧化性，用芬顿试剂引发的反应称为芬顿反应。20世纪70年代开始，学者发现芬顿反应具有去除难降解有机污染物的氧化能力，后来学者逐渐开展Fenton氧化反应处理现实工业废水的研究工作。

Fenton氧化目前应用较为广泛，在实际工业废水处理过程中，既可单独选用，也可以作预处理，或者深度处理。该法有如下优势：一是常温常压下即可反应，反应条件温和;二是反应简单、对大部分污染物物质都有破坏效果，应用较为广泛。

1 实验部分

1.1 材料与试剂

所有药品均采购自国药集团化学试剂有限公司。试验废水来自江苏某化工园区四类（染料、农药、医药、精细化工）共八家污水处理站，废水水质如下表1所示：

1.2 测试分析方法

水质指标均按照《水和废水监测分析方法》（第四版）分析方法进行检测。

1.3 试验设计

取200mL污水至于250mL烧杯中，用H2SO4调节pH至3，放置于磁力搅拌器上。按照设计药剂量分别投加FeSO4·7H2O，打开磁力搅拌器，保持150r/min左右的转速，边搅拌边加入设计量的H2O2。搅拌3h后，停止搅拌，投加30%质量浓度的NaOH水溶液，调节pH至9，静置沉淀2h。选取不同药剂投加量，及处理条件，如表2所示。

2 结果与讨论

2.1 不同药剂投加量对COD去除率的影响

废水中药剂的投加量直接影响Fenton氧化工艺对该工业废水COD的去除效率。总体表现，Fenton试剂药剂量增大，该废水COD的去除效率逐渐提高。针对企业1至企业7的生化尾水，当采用Fenton试剂组合3，即双氧水投加量0.5%，七水硫酸亚铁投加0.60g/200mL废水，废水COD去除率可保持40%-80%左右，而当采用Fenton试剂组合1，废水COD去除率只有5%-30%之间。

Fenton氧化法对不同化工废水类型的COD去除效果表现不同。比如对于医药废水企业6，不同试剂组合，其COD去除率32%、37%、39%，差别不大;而对于精细化工企业7，不同试剂组合，其COD去除率表现差异较大，去除率从21%、77%、83%。

2.2 药剂投加量对NH3-N去除率的影响

不同化工类型生化尾水氨氮含量差别较大。比如说，精细化工类型（企业7、8）氨氮含量40mg/L以下，而农药（企业3）与医药（企业5）氨氮含量高达120mg/L。相同化工类型不同企业生化尾水含量差别也较大，比如农药类企业3氨氮含量高达120mg/L，而企业4的氨氮含量约10mg/L左右。

Fenton氧化试验结果表明，废水中药剂的投加量对Fenton氧化工艺对该工业废水氨氮的去除基本无影响。

2.3 药剂投加量对TN去除率的影响

图1所示，不同化工类型、相同化工类型不同企业生化尾水总氮含量差别较大。比如说，精细化工类型（企业1、2）总氮含量75mg/L以下，而农药（企业3）、医药（企业5）、精细化工（企业7）总氮含量分别高达150 mg/L、125、300mg/L左右，相同化工类型精细化工企业7总氨含量高达300mg/L，而企业8的总氮含量约50mg/L左右。

3 结论

①Fenton药剂的投加量直接影响Fenton氧化工艺对该化工（染料、农药、医药、精细化工）废水COD的去除效率。总体表现，Fenton试剂药剂量增大，该废水COD的去除效率逐渐提高。但Fenton氧化工艺不同化工废水类型的COD去除效果因化工企业类型及企业的具体水质而异;

②Fenton氧化试验结果表明，废水中药剂的投加量对Fenton氧化工艺对该工业废水氨氮、总氮的去除基本无影响。