Fenton试剂氧化法去除染料废水色度的实验研究

王代芝 蒋惠梦

湖北师范大学城市与环境学院 （湖北黄石 435002）

我国是纺织印染工业第一大国，而纺织印染行业又是工业废水排放的大户，其废水排放量约占整个工业废水排放量的35%。据不完全统计，我国印染废水排放量为3×106～4×106m3/d，印染厂每加工100 m织物，会产生3～5 t废水，故由此造成的生态环境破坏及经济损失是不可估量的。因此，要实现印染行业的可持续发展，必须首先解决印染行业的污染问题。

目前，国内的印染废水处理方法以生化法为主，有的还将化学法与之串联。任南琪等[1]概述了染料废水处理的研究现状及最新研究进展。林间侠[2]综述了我国染料工业废水处理方法的现状及特点，介绍了处理印染废水的实例以及一些新技术，其中包括吸附法（活性炭、天然黏土），无机混炼剂法，氧化法，以及生物法等。王绍温等[3-6]综述了近几年来国内外采用吸附、混凝、膜分离等物理方法和光氧化、电氧化、湿式氧化、Fenton氧化、微波诱导、超声催化氧化等化学氧化技术处理印染废水的进展情况和优缺点，并指出物化法与生物法相耦合将是处理印染废水经济有效的工艺。

本着人与自然和谐相处的目标，以环境承载力为基础、以绿色科技为动力，研究Fenton试剂氧化法对去除染料废水色度的条件，对于实现废水减量化、无害化、资源化，构建资源节约型、环境友好型社会，加快转变经济发展方式，全面贯彻落实科学发展观起着至关重要的作用。

1 实验方法

实验用水是取自某印染厂的工业废水，pH为4.78，色度为1250度。探讨了反应时间、H2O2用量、FeSO4·7H2O 用量、FeSO4·7H2O与 H2O2的质量比、pH、温度等6个单因素对染料废水色度去除率的影响，确定影响效果比较大的因素。

2 实验结果与讨论

2.1 反应时间对去除染料废水色度的影响

在6个洁净的烧杯中分别加入100 mL原水，再各加入0.02 g FeSO4·7H2O、0.2 mLH2O2（质量分数为30%），分别搅拌 10，20，30，40，50 及 60 min 后静置，取上清液测其色度，结果见图1。

图1 反应时间对去除染料废水色度的影响

从图1可见：反应刚开始时，染料废水的脱色率随着反应时间的增加而明显升高；当反应时间为50 min时，染料废水的脱色率已经达到84.33%；继续增加反应时间，废水脱色率有所下降，这说明50 min的时间已基本使反应趋于完全。因此，后续实验的反应时间定为50 min。

2.2 H2O2用量对去除染料废水色度的影响

在6个洁净的烧杯中分别加入100 mL原水，0.02 g FeSO4·7H2O，再分别加入 0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6 mLH2O2，搅拌 50 min 后静置，取上清液测其色度，结果见图2。

图2 H2O用量对去除染料废水色度的影响

从图2可见：当H2O2用量小于0.3 mL/100 mL废水时，随着H2O2用量的增加，脱色率明显升高；当H2O2用量达到0.3 mL/100 mL废水时，其脱色率已达到94.44%，此时废水已基本无色，色度已达到《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB 4287—2012）规定的废水间接排放标准（色度≤80度）；当H2O2用量超过0.3 mL/100 mL废水时，脱色率基本保持不变。因此，后续实验中H2O2的用量定为0.3 mL/100 mL废水。

2.3 FeSO4·7H2O用量对去除染料废水色度的影响

在6个洁净的烧杯中分别加入100 mL原水，各加入 0.01，0.02，0.03，0.04，0.05，0.06 g FeSO4·7H2O，再分别加入0.3 mL H2O2溶液，搅拌50 min后静置，取上清液测其色度，结果见图3。

从图3可见：当FeSO4·7H2O用量小于0.000 2 g/mL时，脱色率随着FeSO4·7H2O用量的增加而升高；当FeSO4·7H2O用量达到0.0002 g/mL时，脱色率已达到94.44%，此时废水已基本无色，色度已达到GB 4287—2012规定的间接排放标准，并且此后脱色率基本保持不变。因此，后续实验FeSO4·7H2O的用量定为0.0002 g/mL。

图3 FeSO4·7H2O用量对去除染料废水色度的影响

2.4 pH对去除染料废水色度的影响

在6个洁净的烧杯中各加入100 mL原水，分别调节 pH 为 2.0，4.0，6.0，8.0，10.0，12.0，各加入 0.02 gFeSO4·7H2O，0.3 mL H2O2，搅拌 50 min 后静置，取上清液测其色度，结果见图4。

图4 pH对去除染料废水色度的影响

从图4可见：当染料废水的pH小于4.0时，脱色率随着pH的增大而升高；当pH为4.0时，脱色率达到94.44%；pH超过4.0后，脱色率随着pH的增大而呈现降低的趋势。这说明当染料废水的pH为4.0时，色度去除效果较好。

2.5 温度对去除染料废水色度的影响

在6个洁净的烧杯中分别加入100 mL原水，分别调节 pH 为 4.0，各加入 0.02 g FeSO4·7H2O，0.3 mL H2O2，置于恒温振荡器上，分别在 15，20，25，30，35，40℃条件下振荡50 min后静置，取上清液测其色度，结果见图5。

从图5可见：当染料废水的温度低于25℃时，脱色率随着水温的升高而升高；当水温为25℃时，脱色率达到最大；当水温超过25℃后，脱色率随着水温的升高而明显降低。这说明当染料废水的温度为25℃时，色度去除效果较好。因此，在实际处理该废水时，要将生产废水降至合适温度后再处理。

图5 温度对去除染料废水色度的影响

3 结论

（1）随着反应时间的延长，废水脱色率逐渐升高，较佳反应时间为50 min；脱色率随着H2O2用量的增加而升高，较佳用量为0.3 mL/100 mL废水；FeSO4·7H2O的较佳用量为0.0002 g/mL。

（2）实验范围内，pH为4时，废水的色度去除效果较好，而生产废水的pH为4.78，因此进行脱色处理时不必调节其酸碱度。

（3）当染料废水的温度为25℃时，色度去除效果较好。在实际处理该废水时，要将生产废水降至合适温度后再处理。

[1]任南琪,周显娇,郭婉茜,等.染料废水处理技术研究进展[J].化工学报,2013,64(1):84-94.

[2]林间侠.染料废水脱色方法研究 [J].商情,2013,3(19):190.

[3]王绍温,陈胜,孙德智.物化法处理印染废水的研究进展[J].工业水处理,2010,30(1):8-12.

[4]CHEN X,SUN H L.Dyeing and printing wastewater treatment usingfly-ash coated with chitosan[J].Chinese Journal ofOceanologyand Limnology,2009,27(4):875-881.

[5]王九思,卯晖.活性炭吸附—化学氧化处理印染废水[J].兰州铁道学院学报(自然科学版),2000,19(6):77-80.

[6]罗海航.絮凝和化学氧化法处理染料及印染废水研究的近况[J].染料工业,2001,38(4):42-46.