Fenton试剂处理右旋糖酐铁生产废水的研究

李雯雯，黄春林，杨毅坚，施月雪，潘文杰，卢晓贵

(广西化工研究院，广西 南宁 530001)

Fenton试剂处理右旋糖酐铁生产废水的研究

李雯雯，黄春林，杨毅坚，施月雪，潘文杰，卢晓贵

(广西化工研究院，广西 南宁 530001)

用Fenton试剂对右旋糖酐铁的生产废水进行氧化处理试验，研究了n(H2O2)∶n(Fe2+)、H2O2浓度、温度和反应时间对废水COD去除率的影响。结果表明，在n(H2O2)∶n(Fe2+)=88∶1，H2O2投加量为53800mg·L-1，温度为90℃，反应时间为2h的条件下，废水COD去除率可达98%以上，处理效果良好。

Fenton试剂；废水处理；COD去除率；右旋糖酐铁

右旋糖酐铁是一种畜用抗贫血的补铁剂，是以微分子葡聚糖、三氯化铁等为原料经络合反应制取的高浓度的葡聚糖铁注射液。其生产废水是成分复杂、COD浓度高、含盐量高的有机废水，不适宜直接采用普通生物处理方法进行处理。Fenton试剂因其能反应生成活泼的·OH，具有很强的氧化性，所以能处理各种废水[1-4]。本文使用Fenton法对右旋糖酐铁生产废水进行处理实验，以COD的去除率为指标，考察氧化前后右旋糖酐铁生产废水的处理情况，确定最佳操作条件，为工业生产上该类废水的治理提供技术依据。

1 试验部分

1.1 废水来源与性质

水样取自某右旋糖酐铁注射液生产企业，主要含右旋糖酐铁、乙醇、氯化钠等，该废水COD的质量浓度约 20000mg·L-1，pH ≈ 3.5，水量 1000m3·d-1。

1.2 仪器与试剂

仪器：集热式磁力加热搅拌器，电子天平，酸度计，测定COD用的实验装置。

试剂：重铬酸钾、硫酸汞、硫酸、氢氧化钠、FeSO4·7H2O、硫酸银-硫酸溶液，1-10-菲罗啉指示剂，0.10mol·L-1的硫酸亚铁铵标准溶液，30%的H2O2溶液。

1.3 试验方法

取水样300mL置于1000mL圆底烧瓶中，放入磁力搅拌器搅拌，升温至所需温度时加入FeSO4·7H2O和H2O2。反应一段时间后调节其pH值至9并继续搅拌，取出静置一段时间后，取上清液分析COD的变化。

2 试验结果与讨论

2.1 n(H2O2)∶n(Fe2+)对COD去除率的影响

为考察n(H2O2)∶n(Fe2+)对右旋糖酐铁废水COD去除率的影响，试验改变FeSO4·7H2O的投加量，固定H2O2的投加量为53800mg·L-1，反应温度为90℃，搅拌反应时间为2h，静置20h后取上清液分析COD情况。实验结果见图1。

图1 n(H2O2)∶n(Fe2+)对COD去除率的影响Fig.1 Effect of n(H2O2)∶n(Fe2+) on COD removal

由图1可知，随着n(H2O2)∶n(Fe2+)的增大，废水中COD的去除率先增大，后又逐渐减小。这是因为当Fe2+投加量过少时，Fe2+催化分解H2O2产生的·OH很慢很少，当Fe2+适量时，H2O2的分解就会加快，增加了水中·OH的浓度，促进废水的降解。但是当Fe2+投加过多时，过量的Fe2+会和·OH反应生成Fe3+，使出水的色度变高，同时反应消耗掉了部分·OH，使·OH的浓度降低。从图1可看出，当n(H2O2)∶n(Fe2+)=88∶1时处理效果最好，去除率达到98.3%。所以本次研究选择n(H2O2)∶n(Fe2+)=88∶1。

2.2 H2O2投加量对COD去除率的影响

试验中固定n(H2O2)∶n(Fe2+)=88∶1，反应温度为90℃，搅拌反应时间为2h，静置20h，考察不同H2O2投加量对COD去除率的影响，实验结果见图2。

图2 H2O2用量对COD去除率的影响Fig.2 Effect of H2O2dosage on COD removal

由图2可以看出，随着H2O2投加量的增加，COD去除率增加，当H2O2的投加量增加到53800mg·L-1时，COD去除率最高，继续增加H2O2的投加量，COD去除率反而降低。这是因为当H2O2投加量过少时，H2O2产生的·OH较少，随着H2O2投加量的增加，水中·OH的浓度也会增加，促进了废水的降解。但是当H2O2投加过多时，过量的H2O2会和·OH反应生成HO2-和H2O，消耗掉了部分·OH，使·OH的浓度降低，所以降低了COD的去除率。

2.3 反应温度对COD去除率的影响

试验中保持相同的Fenton试剂使用量，改变反应温度，搅拌反应时间为2h，静置20h，考察不同反应温度对COD去除率的影响。实验结果见图3。

由图3可以看出，随着废水温度由室温（约25℃）逐渐升高，COD的去除率明显升高。当温度升高到超过70℃时，COD的去除率略微降低，但是当温度升高到90℃时，COD去除率出现最高，温度继续升高，COD去除率开始降低。这是因为升高温度能促进催化氧化反应，使COD的去除率升高，但是当反应温度过高时，H2O2分解过快，使部分H2O2还未来得及参加催化氧化反应就被分解成H2O和O2，降低了H2O2产生·OH的利用率，使COD的去除率降低，所以当这两个反应达到最佳的平衡点时，COD的去除效果才会达到最高。

图3 反应温度对COD去除率的影响Fig.3 Effect of temperature on COD removal

2.4 反应时间对COD去除率的影响

试验中保持相同的Fenton试剂使用量，反应温度为90℃，考察不同的搅拌反应时间，静置20h后对COD去除率的影响。实验结果见图4。

图4 反应时间对COD去除率的影响Fig.4 Effect of reaction time on COD removal

由图4可看出，随着反应时间的延长，COD的去除率逐渐增大，当时间超过2h以后，COD的去除率基本不变，说明2h时已基本反应完全。

3 结论

经过一系列的试验研究，获得Fenton试剂处理右旋糖酐铁生产废水的最佳工艺条件为：n(H2O2)∶n(Fe2+)=88∶1，H2O2的 投 加 量 为53800mg·L-1，反应温度 90℃，反应时间 2h。该条件下废水中COD的去除率达到98%以上，处理后的废水已达到《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）三级限值的要求。这对解决同类废水在实际生产中处理达标排放的问题具有重要的指导意义。

[1] 邓小晖，张海涛，等. 芬顿试剂处理废水的研究与应用进展[J].上海化工，2007，32(8)：1-5.

[2] 梅国平，卢莲英，等. Fenton试剂处理硝苯地平医药废水的研究[J].工业水处理，2010，30(9)：25-27.

[3] 王春敏，吴少艳，等. Fenton试剂处理苯酚废水的研究[J].当代化工，2006，35(1)：26-30.

[4] 宋艳华，赵硕伟，等. Fenton试剂预处理聚酯树脂废水的研究[J].甘肃科技，2009，25(22)：61-64.

Abstract:Fenton reagent was used to treat iron dextran production wastewater. The effects of n(H2O2):n(Fe2+), H2O2quality concentration, temperature and reaction time on the COD removal rate of the wastewater were investigated. The results showed that the removal ef fi ciency of COD was more than 98% when n(H2O2):n(Fe2+)=88:1, H2O2quality concentration was 53800mg/L, reaction temperature was 90℃, reaction time was 2h.

Key words:Fenton reagent; wastewater treatment; COD removal; iron dextran

Study on Treatment of Iron Dextran Production Wastewater with Fenton Reagent

LI Wenwen, HUANG Chunlin, YANG Yijian, SHI Yuexue, PAN Wenjie, LU Xiaogui
(Guangxi Research Institute of Chemical Industry, Nanning 530001, China)

X 703.1

A

1671-9905(2017)09-0049-02

2017-06-19