摘要：采用Fenton氧化與活性炭吸附處理聚酯多元醇的生產廢水。實驗確定了Fenton氧化工序的工藝操作參數，經處理后可將廢水COD 由9 900 mg／L降至< 100 mg／L，出水水質達GB8978— 1996《污水綜合排放標準》I級。結果表明，該處理工藝具有廢水處理效果好、出水水質穩定、操作管理方便等優點，是處理該類化工廢水的有效方法之一。某化工企業以聚酯多元醇為主導產品， 該企業的生產廢水主要來源于沖洗地面及聚合車間的工藝廢水。其工藝廢水COD(化學需氧量)在8 000～20 000 mg／L之間，pH值4～6， 水量約3 m3／d； 沖洗水COD在40～1 50 mg／L之間，pH值6～9，水量30-40 m3／d。根據該廢水水質特點、
處理要求及實驗得出的最佳工藝條件，企業新建了l套“Fenton氧化+活性炭吸附”處理裝置，該裝置自201 0年7月投入運行以來， 運行狀況良好， 出水水質穩定，達到國家污水綜合排放一級標準。
1 廢水處理工藝的選擇
在總結國內外該類廢水處理方法的基礎上，工藝廢水采用“Fenton氧化+活性炭吸附”工藝對其進行實驗性研究； 沖洗水用活性炭吸附處理后可直接排放。并將該研究結果工程化運用，經過3年多的正常運行，各項指標均達設計要求，取得了滿意的處理效果。
2 實驗部分
2．1 實驗用水
實驗用水為某企業聚酯車間工藝廢水，無色或微白色液體，有刺激性氣味；主要含有乙二醇、含氧雜環類、醛類、酮類及低聚物等難降解有機污染物，COD為9 900 mg／L。
2．2 試劑、儀器及分析方法
NaOH和FeSO4·7H2O為分析純，H2O2(質量分數為27．5％)為工業級。自動恒溫加熱套：河南鞏義市英峪儀器廠；HH一111化學耗氧量測定儀、PHS一3C型數字式酸度計：江蘇江分電分析有限公司。pH值：玻璃電極法；COD：庫侖法。
2．3 實驗方法
取1 L聚酯工藝廢水，調節pH值為4～6，加熱到設定溫度，分別加入FeSO4·7H O、質量分數為27．5％ 的H2O2，反應一定時間，取樣調pH值約為7后過濾，測出水COD并計算COD去除效率。
3 實驗結果與討論
3．1初始pH值對聚酯廢水處理效果的影響
氧化體系初始pH值是Fenton氧化過程的關鍵因素之一，對Fe 催化分解H2O2，產生·OH有重要影響。按照實驗方法操作，在初始反應溫度為60℃ ，每升聚酯廢水中FeSO4·7H2O加入量為2．5 g、H2O2加入量為140 mL的條件下，分別調節反應體系的初始pH值為1、3、5、6、7、8，研究不同pH值條件下Fenton氧化處理效果， 出水COD和處理效率如圖1所示。
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從圖1可以看出： 當pH<3時，隨著pH值的升高，COD去除率也逐漸升高；當pH值接近于5時達到最大值； 當pH為3～7時，COD去除率變化不大； 當pH>7時， 隨著pH值的升高，COD去除率逐漸降低。產生這種現象的原因是Fenton氧化過程產生大量的小分子酸；當pH<3時，H 濃度過高會抑制氧化反應的進行；而當pH>7時氧化體系整體呈堿性，會促使H2O2加速分解，減小氧化體系中·OH濃度，從而使氧化體系COD去除率降低。選擇適宜的初始pH值應該綜合考慮聚酯廢水的氧化速率和·OH產生條件，實際應用中可將初始pH值控制在4～6之間。
3．2 FeSO4·7H2O加入量對聚酯廢水處理效果的影響
Fe 是H202分解時產生·OH的催化劑，按照實驗方法操作(以1 L聚酯廢水計)，在初始反應溫度為60℃ ，進水pH值為4～6，H2O2加入量為140 mL的條件下，分別加入1．0、1．5、2．0、2．5、5．0、10．0 g FeSO4·7H2O，通過改變體系FeSO4·7H2O濃度調節Fe ／H2O2比值，研究不同Fe 濃度下Fenton氧化處理效果。出水COD和處理效率如圖2所示。
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由圖2可見，廢水處理效率隨著Fe 濃度的加入先升高，升高到一定程度后變化緩慢，后又快速降低?？梢娫贖2O2濃度一定的條件下， 當P(FeSO4·7H2O)< 1．5 g／L時， 氧化體系中·OH的表觀濃度隨著Fe 濃度升高而升高；但當p(FeSO ·7H2O)>2．5 g／L時，·OH在與作用物反應的同時，過量Fe 自身被氧化成為Fe ，消耗大量·OH，從而使·OH表觀生成速率又開始下降，因而H2O2的利用率降低。因此， 考慮到COD去除率和H2O2的利用率，譚福環保FeSO4·7H2O的質量濃度應控制在2．5 g／L左右， 即每立方米聚酯污水應加入2．5 kg的FeSO4·7H2O 。
3．3 H2O2加入量對聚酯廢水處理效果的影響
H2O2是Fenton體系中·OH的來源，而·OH是氧化能力(F2除外)最強的氧化劑口，對污染物的去除起著決定性作用。按照實驗方法操作，在初始反應溫度為60℃ ， 進水pH值為4～6、FeSO4·7H2O質量濃度為2．5 g／L的條件下， 每升廢水中分別加入2O、40、6O、80、100、120、140 mL的H2O2，研究不同H2O2含量下的Fenton氧化處理效果， 出水COD和處理效率如圖3所示。
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由圖3可見，H2O2加人量對去除率有明顯影響。因此，COD去除率可以根據實際需要，通過調節H202加入量來實現。在H：O2含量為20～60 mL／L時， 隨H2O，加人量的增加，COD 去除率增加明顯； 而在H2O2含量為60-140 mL／L時，COD去除率增加緩慢。有研究表明，譚福環保， 當H202含量相對于目標物濃度較低時，·OH與目標物作用的幾率大， 副反應的影響較小,故H202的利用率較高； 而當H 0：含量增大到一定程度時， 由于單位時間提供的·OH、H0 ·數量過多， 發生副反應HO·+H202一HO2·+H20、HO ·+HO·一02·+H20，使其利用率降低。因此H2O2的投加量也應有一定限度。當H2O2含量為140 mL／L時， 出水COD為92 mg／L， 達到了國家一級排放標準。故H202含量應控制在140 mL／L左右， 即COD為10 000 mg／L的聚酯污水，H2O2加人量應為140 L／m3。
3．4 溫度和H O 加入速度對聚酯廢水處理效果的影響
在FeSO4·7H2O為2．5 mg／L、進水pH值為4～6、H2O2含量為140 mL／L條件下， 聚酯廢水Fenton氧化處理初始反應溫度從20℃升高到60℃ ， 出水COD可從237 mg／L降到92 mg／L。而當初溫為60 cc時，氧化處理過程中最高反應溫度可接近100℃，再升高初始溫度熱能效率明顯降低，處理成本較高。溫度升高能夠促進COD去除率的提高，是因為適當提高的溫度有利于Fenton試劑反應體系中自由基的激活 。另外，H O 加入速度也對氧化處理效果有顯著影響，譚福環保，在相同條件下，加入時間從0．5 h變化到6 h， 出水COD可從8 14 mg／L下降到68 mg／L。這是因為H2O2加入過快導致反應溫度接近沸騰溫度，H2O2未反應就分解了，H2O2利用率降低。綜合考慮，初始反應溫度應控制為60℃ ，H2O2加入速度應控制為120 L／(h．m3)
4 工程化應用
工程中采用“Fenton氧化+活性炭吸附”處理裝置對聚酯廢水進行處理。其工藝流程圖如圖4所示，譚福環保。
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該套處理裝置氧化處理能力為3t／d；吸附裝置處理能力為80l／d。工程總投資200萬元，總占地面積600 m2 。本工程于201 0年7月建成并運行至2013年1 1月，運行狀況良好， 出水水質穩定達標。其3年多來的氧化反應進出水記錄如圖5所示，譚福環保。
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從圖5可見，盡管進水COD波動很大，但出水COD基本穩定在100 mg／L以下。從3年多的運行管理來看，該處理工藝具有廢水處理效果好、出水水質穩定(出水水質達到GB 8978— 1996的一級標準)、操作管理方便等優點，是處理該類化工廢水的有效方法之一，譚福環保。
5 結論
① 根據實驗結果，Fenton氧化法對聚酯廢水具有很好的處理效果。最佳工藝條件是：初溫60℃ ，進水pH值5～6，H202加入速度為120 L／(h．m )， 每立方米聚酯污水應加入2．5 kg的FeSO4·7H2O，COD為l0 000 mg／L的聚酯污水應加入的H202量為140 L／m3，譚福環保。
② 工程中采用“Fenton氧化+活性炭吸附”處理工藝處理聚酯廢水， 自投入運行以來，運行狀況良好，操作管理方便；出水水質穩定，達到了國家污水綜合排放的一級標準。