Fenton-絮凝法处理6-硝还原废水

李茂 邬伟国 陈庆林 陈宝兴（浙江闰土股份有限公司， 浙江 绍兴 312368）

Fenton-絮凝法处理6-硝还原废水

李茂 邬伟国 陈庆林 陈宝兴（浙江闰土股份有限公司， 浙江 绍兴 312368）

文章采用二次Fenton-絮凝法处理6-硝（6-硝基-1，2重氮氧基萘-4-磺酸）生产过程中还原转位工段所产生的1-2-4酸母液，确定了最佳处理条件。6-硝还原废水用石灰中和过滤，原水调节pH，经过一次Fenton试剂处理，用石灰和硫酸铝作为絮凝剂絮凝过滤；出水用原水调节pH，再次Fenton-絮凝处理，出水COD从18000mg/L降低到300mg/L，色度基本去除。

6-硝还原废水；中和；二次；静置；Fenton-絮凝

0 引言

6-硝基-1，2重氮氧基萘-4-磺酸，简称6-硝，是黄色至棕黄色膏状物，是一种重要的染料中间体，用于制造酸性媒介黑染料和金属络合染料。6-硝生产过程的废水主要有两种：6-硝还原废水、1，2，4-酸氧体废水。6-硝还原废水主要来源于6-硝生产过程中还原转位工段，此废水是萘系衍生物，其组成复杂含多种有机物，属于高浓度、高酸度、高含盐、深色度、难降解的有机废水，是最难处理的染料废水之一，很难采用一般的生化或物化方法处理［1，2］。目前6-硝废水的处理方法主要有吸附法、化学氧化法、混凝法、生化法，应用较多的主要有两种：6-硝属于Lewis酸，可以采用络合萃取法进行分离［3］，具有高效性和高选择性［4］，一般都使用N235/煤油体系进行萃取［5，6］，出水COD约600 mg/L，但反萃液较难处理；另一种采用絮凝- Fenton试剂法处理1，2，4-酸氧体废水［7］，出水COD约600 mg/L，但色度较深。文章采用二次Fenton-絮凝法处理6-硝还原废水，出水COD约300 mg/ L，色度去除率达到96%。

1 实验

1.1 主要仪器和试剂

电动搅拌器；SHB-IIS型循环水式多用真空泵；电子分析天平；烧杯；数字酸度计；CLT-12型COD速测仪。

FeSO4溶 液（30%）；H2O2（30%）；CaO（95%）；Al2（SO4）3溶液（20%）。

1.2 6-硝还原废水指标

棕黑色，酸值6.2，含固率16%，灰份8%，色度19000倍，COD=18000mg/L。

1.3 实验方法

1.3.1 中和

分别称取100g水样，搅拌加入CaO，调节不同的pH，过滤，测定各项指标。

1.3.2 Fenton-絮凝处理

分别称取100g中和滤液，搅拌加原水调节不同的pH，加一定量的FeSO4溶液和H2O2，静置，反应结束后加CaO调节pH，加Al2（SO4）3溶液回调pH，过滤，测定各项指标。取一次处理后滤液，用原水回调pH，加一定量的FeSO4溶液和H2O2，静置，加CaO调节pH，加Al2（SO4）3溶液回调pH，过滤，出水测定各项指标。

2 结果与讨论

2.1 中和过程pH的影响

用CaO分别调节废水pH为7、8、9、10、11、12，过滤。通过这组试验发现CaO对废水有絮凝作用，能带出一部分有机物，COD变化见表1。

表1 废水中和过滤pH与COD的关系

从表中可以看出，pH=11或12时，COD去除效果最好，但考虑两者相差不大，所以选择pH=11过滤。

2.2 Fenton-絮凝的影响因素

经过中和过滤后的废水COD=12150 mg/L，色度18000倍，现采用Fenton-絮凝法进一步处理。

2.2.1 芬顿试剂氧化时pH

分别取100g中和滤液，原水调节pH不同数值，加1gFeSO4溶液和1.5gH2O2，静置，加CaO调pH=9.5，加Al2（SO4）3溶液回调pH=7，过滤，结果见表2。

表2 一次氧化pH和出水COD/色度的关系

从表中可以确定，最佳条件为pH=2.5，此时出水COD和色度都最低。

2.2.2 FeSO4溶液的投加量

每100g中和滤液，调pH=2.5，加不同量的FeSO4溶液，加1.5g H2O2，静置，反应结束后加CaO调pH=9.5，加Al2（SO4）3溶液回调pH=7，过滤，结果见表3。

表3 一次氧化FeSO4溶液的投加量和出水COD/色度的关系

从表中可以确定，最佳FeSO4溶液的投加量为1.0g，加大量后，COD降低不明显，但色度倍数增加较多。

2.2.3 H2O2的投加量

每100g中和滤液，调pH=2.5，加1.0gFeSO4溶液，加不同量的H2O2，静置，反应结束后加CaO调pH=9.5，加Al2（SO4）3溶液回调pH=7，过滤，结果见表4。

表4 一次氧化H2O2投加量和出水COD/色度的关系

从表中可以看出，随H2O2投加量的增多，COD和色度都降低，1.5g以后效果不明显，从节约成本上考虑，确定H2O2投加量为1.5g。

2.2.4 氧化方式

Fenton反应主要是以亚铁离子为催化剂，和H2O2发生一系列反应：

通过以上反应，不断产生羟基自由基HO·，使得整个体系具有强氧化性，空气进入会减慢自由基的产生，却加快H2O2自身分解，所以选择静置氧化法，可提高H2O2的利用率。

2.2.5 絮凝

氧化后的废水pH=2.0～3.0，用CaO中和产生沉淀，但沉淀颗粒细小，过滤时容易渗漏，滤液放置一段时间后，会出现返色，从无色变成黄色。Al2（SO4）3溶于水后能使水中的细小微粒和自然胶粒凝聚成大块絮状物，易于过滤，从而自水中除去，控制水的颜色。因为Al2（SO4）3溶液是弱酸性，所以实验中采用CaO调节废水pH=9～10，再加入Al2（SO4）3溶液回调pH=7，絮凝效果明显，滤液接近无色，且无微粒析出，不返色。

2.2.6 二次氧化

经过一次氧化-絮凝，确定处理100g废水最佳条件pH=2.5， FeSO4溶液1.0g，H2O21.5g，用CaO和Al2（SO4）3溶液中和。出水COD=2050mg/L，色度3100倍。二次氧化采用相同处理条件，出水COD=300mg/L，色度200倍。

3 结语

二次Fenton-絮凝法处理6-硝还原废水的最佳处理工艺：100g废水加CaO调pH=11，过滤；出水用原水调节pH=2.5，加1.0gFeSO4溶液和1.5gH2O2，搅拌均匀后静置，反应结束加CaO调pH=9.5，加Al2（SO4）3溶液调pH=7，过滤；出水用原水调节pH=2.5，加1.0gFeSO4溶液和1.5gH2O2，搅拌均匀后静置，反应结束加CaO调pH=9.5，加Al2（SO4）3溶液调pH=7，过滤。出水COD=300mg/L，色度200倍，去除率都达到96%以上，大大提高可生化性， 是较好的预处理方法。

［1］章杰，张皆怡.我们染料工业的现状和发展［J］.现代化工，2000，20（1）:2-5.

［2］罗钰言.中国染料工业科技开发现状与发展对策［J］.精细化工，1996，13（6）:8-11.

［3］杨义燕，孙彦.有机磺酸类化合物络合萃取研究［J］.环境化学1998，17（1）:24-28.

［4］King C J.Handbook of Separation Process Technology［M］.Rowseau R W，ed.New York: John Wiley & Sons，1987，760-774.

［5］原金海，张敏.三辛胺/正辛醇/煤油体系络合萃取处理6-硝生产废水［J］.工业安全与环保，2011，37（4）:9-11.

［6］韩亚文，祝万鹏，杨志华.1，2，4-酸生产废水资源化技术研究［J］.环境污染与防治，2002，24（2）:3-6.

［7］谭 世 语，黄 映 如.絮 凝-Fenton试 剂 法 对1，2，4-酸氧体废水预处理的实验研究［J］.工业水处理，2008，28（7）:24-26.