摘要：除草剂烯禾啶原药生产过程排放的废水COD浓度高、可生化性差。经常规的混凝沉淀/厌氧/好氧组合工艺处理后，可生化性难以改善，出水COD、色度值难以达标。采用芬顿试剂+三级活性炭纤维吸附组合工艺预处理高浓度烯禾啶有机废水，中试结果表明，在pH值=4、H2O2投量=40mg/L、Fe2+/ H2O2值=1、反应时间为3小时的条件下，COD由原来的75000mg.L-1降低至1500mg.L-1以下，去除率达到98%以上;出水色度由原来的2500倍降至64倍以下，为下一步生化处理提供了较好的可生化性。
关键词：Fenton氧化,烯禾啶废水,活性炭纤维吸附,废水预处理
除草剂烯禾啶原药生产工艺当中各个工序产生大量有机废水，COD浓度高达70000～80000mg/L，PH值为6～7，色度2000～3500倍，可生化性极差，常规物化或生化处理很难降低COD、色度，无法达标排放。针对该类废水所含有机物、盐类较多的特点，提出了Fenton试剂+活性炭纤维组合工艺预处理工艺，并开展了小试和中试的研究工作。Fenton氧化反应产生的·OH具有很强的氧化能力，能分解废水中难降解的有机物，大大提高了废水的可生化性，主要对于高浓度COD降解具有很高的效率，对于色度指标也有一定的作用。
1 试验材料与方法
废水水质
试验废水取自该厂集中收集的废水贮罐，其水质见表1。
工艺流程
试验室设立一套处理能力为6000ml的小试装置，其工艺流程如图1所示。
Fenton试剂氧化预处理装置：由3个2000ml四口瓶构成，配有浆式搅拌装置。废水加入反应罐，调节PH值后加入一定量的硫酸亚铁和双氧水，搅拌反应后投加30%NaOH溶液调整废水的PH值，同时投加一定量的PAM促进絮体沉降，静置沉淀后取上清液测定COD、色度。然后取上清液经三级活性炭纤维(ACF)吸附装置吸附后再取样测定COD、色度。
分析方法
COD、色度、pH值等指标均参照标准分析方法进行检测。通过绘制COD的生物降解曲线来评价废水的可生化性。
2 结果与讨论
Fenton氧化最佳条件的确定
2.1.1 初始pH对去除COD、色度的影响
在废水投量1000ml、H2O2投量40ml、Fe2+投量2.5g、反应时间为3h、搅拌转速80转/min的条件下，考察pH值对去除COD及色度的影响，结果如图所示。
由图2可知,随着pH值的增大，对COD、色度的去除率先增大后减小。当pH值为4时对COD去除率最高，为59%;当pH值从4增至8的过程中对COD的去除率急剧下降到20%。这是因为pH值的升高会抑制·OH的产生，并促使溶液中的Fe2+转化为Fe3+，生成氢氧化物沉淀而失去催化作用【1】，导致对COD的去除率显著降低。当pH值<4时，溶液中的H+浓度过高，直接影响到Fe2+、Fe3+的平衡体系，不利于Fe3+向Fe2+的转化，使催化反应受阻，对COD的去除率随之下降。在初始pH值为4时出水色度已经降至800倍。因此，我们将最佳初始pH值定为4。
2.1.2 H2O2投量对去除COD、色度的影响
在废水投量1000ml、反应时间为3h、搅拌转速80转/min的条件下，固定pH值=4，Fe2+投量2.5g ，考察H2O2投量对去除COD及色度的影响。结果表明，随着H2O2投量的增加，对COD和色度的去除率先升高后趋于平缓。这是因为随H2O2投量的增加，·OH的产生量迅速增加，对COD及色度的去除率随之增大;而当H2O2投量过高时，会将Fe2+氧化成Fe3+，使氧化过程转化为Fe3+催化类的Fenton反应，·OH的产生率大大降低【2】，不能进一步降解污染物，对COD的去除率增幅较小。当H2O2投量达到40mg/L时，对COD的去除率达到59%，出水色度明显降低，此后再增加H2O2投量，对COD去除率基本维持在59%~64%。考虑到投药成本确定最佳H2O2投量为40mg/L。
2.1.3 Fe2+/ H2O2值对去除COD、色度的影响
在初始pH值=4、H2O2投量为40mg/L、反应时间为3h的条件下，通过改变Fe2+的加入量研究了Fe2+/ H2O2值对Fenton氧化去除COD、色度的影响。结果表明，随着Fe2+/ H2O2值从0.25增加至1，对COD的去除率从35%上升至最大值(65%)，且出水色度最低;继续增大Fe2+/ H2O2值，则对COD的去除率有所下降。因为Fe2+作为Fenton反应的催化剂，是催化产生·OH的必要条件，当Fe2+/ H2O2值过低时不能产生足够的·OH，对COD的去除率较低;当Fe2+/ H2O2值过高时，过量的Fe2+会与H2O2发生氧化还原反应，导致H2O2被无效分解，而且Fe2+会被氧化为Fe3+，在造成对COD的去除率下降的同时还使水的色度增加;而且大量的Fe2+的引入使产泥率增大，造成运行费用的增加。因此，确定Fenton反应的Fe2+/ H2O2值为1。
2.1.4 ACF吸附去除COD效果
总COD去除率为：95.8%;色度去除率为92%。
3 结论
① 采用芬顿试剂+三级活性炭纤维吸附组合工艺预处理高浓度烯禾啶有机废水可使COD降低至1500mg.L-1以下，去除率达到98%以上，出水色度<64倍，为下一步生化处理提供了较好的可生化性。
② 反应初始pH值、H2O2投加量、Fe2+/ H2O2值是影响处理效果的主要因素。随着初始pH值的增大，对COD、色度的去除率先增大后减小，当pH值=4时去除效果最佳;最佳的pH值定为4，最适合H2O2投量为40mg/L，最佳Fe2+/ H2O2值为1。在最佳的反应条件下，芬顿试剂+三级活性炭纤维吸附组合工艺对COD、色度的去除率分别可达98%、97%左右。
参考文献：
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