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芬顿(Fenton)技术处理废水具有反应快,易操作、对环境友好等优点,但目前该技术仍然存在Fenton试剂消耗费用较高,反应后铁泥产量大且处置难的缺点,阻碍Fenton技术的进一步推广和应用。本文以蔗渣制浆中段废水好氧出水为研究对象,对比了传统Fenton法、催化助剂+Fenton法对其进行深度处理的效果,同时还对废水中的有机污染物降解进行了表征,得到的主要结论如下:
Fenton试剂分批投加方式可改善H2O2和Fe2+在废水中的浓度以促进羟基自由基(·OH)的产生及有效利用,从而提高传统芬顿处理制浆废水的效率。实验运行的优化参数和效果为:pH=4;H2O2总投加量5.2mmol/L,分两次等量投加;Fe2+投加量为0.78mmol/L,分三次等量的投加;投加试剂的间隔时间为10min,反应60min后,废水的CODCr和色度去除率为71.6%和87.2%,相比一次性投加分别提高了7.9%和12.0%。
Fenton反应后的铁泥对制浆废水具有一定的混凝效果,在投加量为0.4g/L时,可去除废水21.4%的CODCr以及31.8%的色度,然后再进行芬顿处理,达到相同处理效果时可节约18%的芬顿试剂。
过渡金属中的Mn2+、Fe3+、Cu2+和稀土,以及四乙酰乙二胺(TAED)对Fenton反应具有一定的协同促进作用,在提高处理效率的同时还扩展了反应的pH值,降低了废水酸调节量。与pH=5的传统Fenton处理制浆废水的效果(CODCr和色度去除率为64.5%和76.5%)相比,Mn2+的投加量为0.1mmol/L时,联合稀土氧化镧投加量为0.3mmol/L时,废水CODCr和色度去除率可提高7.7%和10.1%;TAED投加量为0.06mmol/L,CODCr去除率提高了10.3%,色度去除率提高了10.8%。
本文采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)、气质联用技术(GC-MS)、气相色谱法(GC)对TAED+Fenton处理前后的蔗渣制浆废水好氧出水中有机污染物变化情况进行分析。结果表明,废水经TAED+Fenton处理后,其中芳香族化合物的苯环开裂,成为脂肪族化合物,然后再进一步被降解。同时实验还初步确定苯酚模拟废水经TAED+Fenton氧化降解的表观反应级数为1.269。