工業(yè)廢水COD去除工藝

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徹底的解決，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)境污染問題極其嚴峻。因此，化工廢水進行高效、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%的氫氧化鋁，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，其主要成分為氫氧化鋁、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)，硫酸亞鐵(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，將水跟有機物進行一個簡單的預(yù)處理，然后進行過濾去除廢水中的部分有機物，再利用芬頓試劑進行氧化處理。芬頓試劑主要是由Fe2+和H2O2按照一定的比例進行混合，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行分解，進而達到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;充分攪拌，并加入1%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60%，略大于單獨加入聚鋁和磷化鋁處置殘渣(4%)?？梢姡谆X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 硫酸亞鐵與雙氧水質(zhì)量比對COD去除效果的影響

將廢水進行簡單離心15min后過濾。取過濾廢水300g，根據(jù)表3加入芬頓試劑;充分攪拌，反應(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，增加硫酸亞鐵的添加量時COD去除率先降低后不變;當(dāng)硫酸亞鐵質(zhì)量不變，增加雙氧水的添加量時COD去除率隨之升高;當(dāng)硫酸亞鐵與雙氧水質(zhì)量比達到1：2時，COD去除率最高，往后幾乎不變。故選擇硫酸亞鐵與雙氧水質(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;充分攪拌，反應(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出水濃度最低;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(硫酸亞鐵和雙氧水質(zhì)量比=1：2)5，10，15，20，25，30，35，40g;充分攪拌反應(yīng)120min，加入磷化鋁處置殘渣30g，并加入1%PAM3g，充分攪拌靜置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(硫酸亞鐵和雙氧水質(zhì)量比=1：2)15g;充分攪拌反應(yīng)30，60，90，120，150，180，210，240min，加入磷化鋁處置殘渣30g，并加入1%PAM3g，充分攪拌靜置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、氫氧化鋁的利用，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(硫酸亞鐵質(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88%。處理后的廢水中COD含量小于GB8978-1996《污水綜合排放標準》中COD(200mg/L)的二級排放標準。

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。（來源：云南大地豐源環(huán)保有限公司，云南大地綠坤環(huán)?？萍加邢薰荆?/span>