高鐵酸鹽-Fenton聯(lián)合氧化法對(duì)焦化廢水的處理研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及人民生活水平的逐步提高，水環(huán)境的污染問題也日趨嚴(yán)重。焦化廢水是一類難降解的有機(jī)廢水，多環(huán)芳烴是其中一類典型的有機(jī)污染物，具有可生化性低、生物毒性高，且致畸、致癌、致突變的性質(zhì)，因其化學(xué)穩(wěn)定性較高，故在自然界中不易被降解，很可能通過食物鏈的形式進(jìn)入生物體內(nèi)，對(duì)人類的發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。除此之外，焦化廢水中還含有大量懸浮的原煤和焦煤顆粒，這種小粒度的懸浮顆粒沉降性能較差，為焦化廢水的凈化處理帶來了

2、一定的麻煩。本文嘗試將高鐵酸鹽氧化法與Fenton氧化法聯(lián)用，以菲作為研究對(duì)象，探索了高鐵酸鹽-Fenton聯(lián)合氧化法氧化降解菲的最佳反應(yīng)條件及其降解效果，隨后探究了高鐵酸鹽-Fenton聯(lián)合氧化法對(duì)水溶液中懸浮煤顆粒的絮凝效果，并考察了此方法對(duì)實(shí)際焦化廢水的處理效果，為實(shí)際焦化廢水的處理拓展了思路。
　　首先利用單因素實(shí)驗(yàn)探索了高鐵酸鹽氧化法對(duì)菲的氧化降解。結(jié)果表明，高鐵酸鉀與菲的反應(yīng)在100 s后就已基本結(jié)束，且 pH為中性時(shí)

3、，高鐵酸鉀對(duì)菲的氧化效果最好。溫度對(duì)反應(yīng)的影響不大，溫度的升高有助于高鐵酸鉀對(duì)菲的降解率和反應(yīng)速率的提升。通過改變反應(yīng)物濃度發(fā)現(xiàn)，高鐵酸鉀濃度與菲降解率呈現(xiàn)正相關(guān)趨勢(shì)，高鐵酸鉀濃度的增加能夠有效推動(dòng)反應(yīng)的進(jìn)行，而菲初始濃度對(duì)反應(yīng)的影響卻很小，隨著菲初始濃度的增加，菲的降解率及反應(yīng)速率有輕微的下降。通過對(duì)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)高鐵酸鉀或菲初始濃度過量時(shí)，高鐵酸鉀對(duì)菲的降解過程符合假一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。
　　在單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，設(shè)

4、計(jì)了高鐵酸鹽-Fenton聯(lián)合氧化法降解菲的正交試驗(yàn)。結(jié)合成本因素，高鐵酸鹽-Fenton聯(lián)合氧化法降解菲的最佳條件為：初始溶液pH=5、K2FeO4反應(yīng)時(shí)間為40 s、后續(xù)Fenton反應(yīng)時(shí)間為15 min，試劑投加比例為：PHE:K2FeO4（n/n）=3:1，PHE:H2O2（n/n）=1:2。通過對(duì)Fenton試劑硫酸亞鐵投加量的研究發(fā)現(xiàn)，過量的硫酸亞鐵會(huì)導(dǎo)致菲降解率的下降，而從經(jīng)濟(jì)方面考慮，硫酸亞鐵的投加并不是必要的。測(cè)定反應(yīng)

5、過程中的TOC可知，在本實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，對(duì)菲的完全降解并未能得以實(shí)現(xiàn)。對(duì)比高鐵酸鹽氧化法、Fenton氧化法和高鐵酸鹽-Fenton聯(lián)合氧化法發(fā)現(xiàn)，高鐵酸鹽-Fenton聯(lián)合氧化法有著明顯的優(yōu)勢(shì)。
　　通過對(duì)煤顆粒表面Zeta電位的測(cè)定，研究高鐵酸鹽-Fenton聯(lián)合氧化法對(duì)煤顆粒絮凝沉降的影響。結(jié)果表明，煤顆粒表面帶負(fù)電，降低溶液pH有利于降低煤顆粒表面Zeta電位的絕對(duì)值。高鐵酸鉀在中性溶液中對(duì)煤顆粒表面Zeta電位的影響較為

6、明顯，隨著高鐵酸鉀投加量的增加，煤顆粒表面Zeta電位的絕對(duì)值先降低后升高。在本實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，無機(jī)陽離子的適量加入能夠改善煤顆粒的沉降性能。過氧化氫的加入可以與高鐵酸鉀形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，說明高鐵酸鹽-Fenton聯(lián)合氧化法能夠起到促進(jìn)煤顆粒沉降的效果。
　　最后，考察了高鐵酸鹽-Fenton聯(lián)合氧化法對(duì)實(shí)際焦化廢水的處理效果。結(jié)果表明，當(dāng)pH為5、高鐵酸鉀投加量為6 mmol/L、反應(yīng)時(shí)間為40 s、Fenton試劑過氧化氫與高鐵酸