电解-耦合类芬顿催化氧化技术处理印染废水

于印染废水深度处理方面的研究鲜有报道。 本研究以泉州某印染工业园区污水处理厂生化后沉 淀池出水为研究对象，采用铁炭微电解耦合类芬顿催化 氧化技术对其进行深度处理，考察不同Fe/C比、溶液pH 值、药剂投加量与反应时间对去除效果的影响，通过单 因素实验及正交实验确定最佳反应条件，以期为深度处 理印染废水的工程化应用提供依据。
纺织印染行业是重污染行业之一，排放的废水通常 具有色度大、含盐量高、表面活性剂和难降解浆料含量 高等特征，若排入水体中，对地表流域破坏性巨大，容 易导致重大的水体污染事件，因而需要对出水进行深度 处理。目前对于印染废水的深度处理技术包括物化法、 高级氧化法、生物化学法和组合技术处理法等，通常是 多种方法的组合应用。 芬顿氧化法是处理溶解性难降解有机物的有效办法 之一，芬顿氧化反应体系是通过Fe2+催化H2O2生成具 有高化学活性的羟基自由基（·OH），羟基自由基是 一种很强的氧化剂，能够将废水中的有机物氧化分解， 同时，Fe2+在被氧化成Fe3+的过程中会生产铁水络合 物，铁水络合物具有较强的絮凝沉降作用，不仅能够有 效降低废水的色度，还能去除部分有机物[1]。 铁炭微电解技术是以铁块和炭粒构成原电池，集氧 化还原、絮凝吸附、络合及电沉淀等作用于一体的水处 理技术，不但可以去除部分难降解物质，还可以改变部 分有机物形态和结构，提高废水的可生化性[2]。电解-耦 合类芬顿催化氧化技术是将微电解技术与类芬顿催化氧 化技术有机结合在一起的新型废水处理技术，该技术用
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中国环保产业
2016年第12期
Focus on Water Pollution Prevention and control
聚焦水污染防治
的测定方法：铂钴比色法；SS测定方法：103℃~105℃ 烘干法。 1.4 实验水样 水样为泉州某印染工业园区污水处理厂生化后沉淀 池出水，其水质见下表。深度处理目标是出水水质达到 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB189182002）下表中的一级A标准。
实验水样水质表
项目 水样 排放标准 pH 7～8.5 6～9 COD （mg/L） 90～140 60 BOD5 （mg/L） 25～40 20 SS 50～70 20 色度 64 30
图1 电解-耦合类芬顿催化氧化装置
1.5 实验方法 1.5.1 废铁屑活化预处理 将废铁屑投加到5mol/LNaOH溶液中，60℃下水浴加 热0.5h，之后用蒸馏水清洗干净，再浸泡在浓度为20%的 稀H2SO4溶液中0.5h，取出清洗后置于100℃～110℃烘箱 中烘干备用。 1.5.2 微电解材料的制备 将废铁屑、炭粒和黏土按照一定的质量比进行混 合，逐渐加水，缓慢地摇制成直径5～10mm的小球。将 制得的小球置于50℃烘箱中烘干后移至马弗炉中，于 300℃下焙烧2h，即可得所需微电解材料。 1.5.3 催化剂的制备 利用溶胶凝胶法制备过渡金属与稀土金属混合氧化 物催化剂与掺杂铁系氧化物的催化剂。 1.5.4 电解-耦合类芬顿催化氧化实验 实验采用装置如图1，先调节水样pH值，然后将水 样加入电解-耦合类芬顿催化氧化反应装置，依次通过 装有微电解材料与催化剂的三级反应罐，再将经过电解 类芬顿催化氧化的水样进行pH调节至中性，最后进行混 凝沉淀后，测出水水质。
2 结果与讨论
COD去除率（%）
图2 Fe/C比对COD去除率的影响
从图2可看出， Fe/C比对COD去除率具有很大的影 响， 随着Fe成分的比重不断增大， COD去除率不断增加， 当Fe/C比为1:1时， 达到最高值62.5%， 之后， COD去除率 大幅降低。这是因为， 在铁炭微电解体系中， Fe/C比决 定形成原电池的数量， 从而影响对废水的降解效率 [3]。 当Fe含量过多时，形成的原电池数量过少，多余的铁屑 会与水中的H+反应生成过量的[H]，密度过大，尚未与 废水中的污染物质反应就相互作用生成氢气放出，导致 COD去除效果不好；当C含量过多时，多余的炭粒表现 为吸附作用，与铁屑的接触面积减少，所进行的原电池 反应的数量也相应的减少，此外，炭粒的价格较高，没 有充分利用的话，会导致经济成本的增加。因此，最佳 反应Fe/C比为1:1。 2.2 初始pH值的影响 在Fe/C=1:1、H2O2的投加量为200mg/L、FeSO4的投加量 为200mg/L、反应时间为20min时，将初始pH值分别调至 2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、7和8，考察不同pH 条件下，COD去除率。结果如图3所示。
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电解-耦合类芬顿催化氧化技术 处理印染废水
Hale Waihona Puke 雷 斌（威士邦（厦门）环境科技有限公司，福建 厦门 361101） 摘 要：采用电解-耦合类芬顿催化氧化技术对纺织印染行业废水进行深度处理，分别考察不同Fe/C 比、溶液pH值、药剂投加量与反应时间对去除效果的影响，结果在pH值为3.5、Fe/C为1 ︰1、H2O2投加量 为200mg/L、FeSO4投加量为200mg/L时，反应时间控制在20min，废水的COD去除率可达62.5%。 关键词：纺织印染行业废水；电解-耦合类芬顿催化氧化技术；COD去除率 中图分类号：X703 文献标志码：A 文章编号：1006-5377（2016）12-0060-04
1 实验材料与方法
1.1 实验装置 溶药配药装置、pH计、蠕动泵、小型曝气器、烧 杯、量筒，电解-耦合类芬顿催化氧化装置。 1.2 实验药品 硫酸（500mL，AR）、双氧水（500mL，AR）、 硫酸亚铁（500g，AR）、复合碱（25kg，C.P）、 聚合氯化铝（PAC，25kg，C.P）、聚丙烯酰胺 （PAM，25kg，C.P），自制微电解材料，自制催化剂。 1.3 水质检测方法 pH值的测定方法：台式精密pH计；COD标准测定 方法：《COD测定重铬酸盐法》（GB11914-89）；色度