[摘要]研究了低劑量Fenton氧化—混凝法對3種不同模擬水樣和實際印染廢水的處理效果。結(jié)果表明,Fenton氧化—混凝法特別適合于處理成分復雜(同時含有親水性和疏水性染料)的染料廢水。pH值對Fenton氧化一混凝法的處理效果影響最大,適宜的pH值為4—6。Fe2+,H2O2及PAM的加入量與污染物濃度有關,處理前需通過實驗確定。實際印染廢水的處理結(jié)果令人滿意,COD和色度的去除率分別達到84%和95%。Fenton氧化—混凝法處理印染廢水效果好。成本低,操作簡便,值得推廣。

[關鍵詞]芬頓試劑;混凝;化學氧化-混凝法；青州譚福環(huán)保設備有限公司

目前染料正朝著抗光解、抗氧化和抗生物降解的方向發(fā)展.從而導致了印染廢水的治理越來越難。印染廢水處理方法常見的有物理法、化學法和生化法。一般而言。采用以上單一的處理方法往往難以達到理想的效果。如物理法中的活性炭吸附能有效去除水中的溶解性有機物，對水溶性染料的脫色效果很好，但不能去除水中的膠體和疏水性染料�；瘜W法中的化學混凝對疏水性染料有效，但對水溶性染料收效甚微;化學氧化法對水溶性染料有效，但對疏水性染料無效。且處理成本高。以往得到廣泛應用的生物法也由于新型助劑、染料、整理劑等難生物降解有機物在印染行業(yè)的大量使用而失去往日的輝煌。已有的研究表明，F(xiàn)enton試劑氧化法對水溶性染料的處理效果很好。而且，低劑量的Fenton反應能降低有機物的水溶性，有助于混凝，而混凝法對疏水性染料的處理效果極佳。因此，筆者將采用低劑量Fenton氧化-混凝法對印染廢水的處理效果進行探討，以期為成分復雜多變的難處理印染廢水的處理技術提供新途徑。

l、試劑、儀器與試驗方法

1.1試劑、儀器

試劑:雙氧水(質(zhì)量分數(shù)為30%,分析純)；七水硫酸亞鐵(分析純),使用時用蒸餾水配成質(zhì)量分數(shù)為5%水溶液；聚丙烯酰胺(分析純),平均相對分子質(zhì)量1.5×10⁷~2.00×l0⁷,使用時用蒸餾水配成質(zhì)量分數(shù)為0.2%水溶液。模擬廢水水樣:分別由直接黃、活性艷橙和n(分散橙):n(活性艷橙)=l:l混合染料加自來水配成,共三種，質(zhì)量濃度均為200mg/L。實際廢水取自廣州美業(yè)針織印染有限公司,主要含酸性染料、活性染料、直接染料、元明粉、表面活性劑和草酸等,呈紫紅色,pH為9,色度為800倍,COD為565mg/L。

儀器:50mL具塞比色管一套;微波密封消解COD快速測定儀一套。

1.2、試驗方法

取150mL水樣于250mL燒杯中，試驗pH值、硫酸亞鐵、雙氧水和PAM加入量等因素對色度、COD去除效果的影響，探討Fenton氧化-混凝法的適宜處理對象及其處理工藝參數(shù)。

分析方法:COD采用重鉻酸鉀法測定,色度采用稀釋倍數(shù)法測定。

2、結(jié)果與討論
2.1、H2O2加入量對處理效果的影響

經(jīng)初步試驗,確定水樣pH為5,FeSO·7H₂0的加入質(zhì)量濃度為150mg/L.PAM的加入質(zhì)量濃度為1.25mg/L,反應時間為40min。試驗H202加入量(以質(zhì)量分數(shù)為30%的H20計)對不同模擬水樣的色度和COD。去除率的影響。試驗結(jié)果表明,經(jīng)Fenton-混凝法處理后.不同模擬水樣都能獲得很好的處理效果,只是對于活性染料.處理后的絮團比直接染料和混合染料的小,沉降速度慢。這是因為水溶性染料水樣中原來不存在膠體和懸浮顆粒.經(jīng)Fenton-混凝法處理后,Fenton試劑使水中的水溶性污染物氧化聚合,形成可通過混凝除去的聚合產(chǎn)物,絮團便是由這些聚合產(chǎn)物經(jīng)凝聚、絮凝形成的。因此，與同時含有疏水和親水染料廢水相比。顯得細小,不易下沉。從試驗結(jié)果看,H202的適宜加入量為1mL/L。

2.2、FeSO₄·7H₂0加入量對處理效果的影響

根據(jù)以上試驗結(jié)果,取H₂O₂的加入量為lmL/L,其余同上,試驗FeSO₄·7H₂O加入質(zhì)量濃度對不同模擬水樣色度和COD去除率的影響。試驗結(jié)果表明,FeSO₄·7H₂O的加入質(zhì)量濃度達到150mg/L后,三種水樣的處理效果都很好,但是，當FeSO₄·7H₂O的加入質(zhì)量濃度增至350mg/L時,水樣出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,色度和COD的去除率降低,所以FeSO₄·7H₂O的適宜加入質(zhì)量濃度為150—30mg/L之間。三種水樣的處理效果類似,只是活性染料廢水的絮團細小很多.原因同前。

2.3、pH值對處理效果的影響

根據(jù)以上試驗結(jié)果,取H202加入量為lmL/L,FeSO₄·7H₂O加入質(zhì)量濃度為150mg/L,其余同上,試驗pH值對不同水樣的處理效果.試驗結(jié)果見圖l和圖2。

試驗結(jié)果表明,pH值對不同模擬水樣的影響都很明顯,而且對不同模擬水樣的影響不盡相同.對于親水性染料(活性染料)廢水,pH低至2時，色度和COD的去除率較高,且水樣無絮團沉淀;pH值在3—6之間時,色度、COD的去除率最高;pH值>7時,處理效果最差。這是因為Fenton反應與混凝反應的適宜pH值不同,pH值低時.有利于Fenton反應進行,但對混凝反應不利,故無絮團。此時之所以色度和COD的去除率不太高,是因為Fenton試劑的加入量不足所致。pH值在3~6之間時，F(xiàn)enton反應和混凝反應都能進行,盡管此時氧化劑劑量不足，但低劑量的Fenton試劑能使廢水中的有機污染物發(fā)生聚合,形成相對分子質(zhì)量不太大的聚合產(chǎn)物,從而改變它們在水中的溶解性能及混凝沉降性能。而且由于Fe兼有凝聚作用,所以，當pH為3~6時,低劑量的Fenton氧化和混凝聯(lián)合起作用，使廢水的色度、COD去除率達到最高,但與處理同時含有親水性染料和疏水性染料的廢水相比,絮團顯得細小、沉速慢。當pH值>7時,Fenton氧化基本停止。未能使廢水中的水溶性污染物發(fā)生氧化聚合,因而未能改變它們在水中的溶解性能及混凝沉降性能,這時,雖有絮團沉降,但絮團主要是硫酸亞鐵和PAM本身,廢水的色度和COD去除率極低。

對于含有疏水性染料的廢水。pH為l~3時,處理效果差。pH值越低,效果越差。這是因為這時混凝反應不起作用。而Fenton反應一方面是劑量低,另一方面Fenton反應對疏水性污染物的去除效果差,所以廢水的色度和COD的去除率低。當pH為4~6時,低劑量的Fenton反應使廢水中的水溶性污染物氧化或氧化聚合成可通過混凝除去的聚合產(chǎn)物。而混凝反應則能有效去除廢水中的疏水性污染物和氧化聚合產(chǎn)物。因此，對于同時含有疏水性染料和親水性染料的染料廢水。通過Fenton氧化-混凝法聯(lián)合處理。色度和COD。的去除率高,效果好,且絮團大,沉速快。當pH值>7時,Fenton氧化基本停止,而混凝反應只能去除廢水中的疏水性污染物。因此,色度和COD的去除率都不高。從混合染料的處理效果可知,當pH>8時，處理后,分散橙得到有效去除。而澄清液與活性艷橙染料廢水沒有區(qū)別。說明混凝只能去除廢水中的疏水性污染物,而對親水性污染物的作用甚微。

從以上的分析可見,成分復雜(同時含有疏水性和親水性染料)的染料廢水。單一的Fenton氧化或化學混凝都未能獲得理想的處理效果,而低劑量Fenton氧化-混凝法處理效果很好。且與深度氧化相比,可節(jié)省氧化劑用量。對于親水性染料廢水,化學混凝的作用甚微，F(xiàn)enton氧化效果較好,但氧化劑量必須足夠,這樣一來處理成本往往太高。而低劑量Fenton氧化-混凝法處理效果不錯。但混凝沉淀速度太慢,實際應用也受到限制。實際上,印染廢水成分不可能那么單一,絕大多數(shù)既含有親水性污染物又含有疏水性污染物。所以，特別適合采用低劑量Fenton氧化-混凝法進行處理。

2.4、PAM加入量對處理效果的影響

取pH為5,H₂0₂加量為lmL/L,加入FeSO₄-7H₂O的質(zhì)量濃度為150mg/L。試驗PAM加入量對不同模擬水樣的處理效果。

試驗結(jié)果表明，當加入PAM的質(zhì)量濃度為0.75~1.75mg/L時,色度和COD都達到較高的去除率,進一步增加PAM加入量。雖然色度不受影響,但COD的去除率必將降低,而且過量的PAM還將產(chǎn)生毒性,又增加處理成本,所以,加入PAM合適的質(zhì)量濃度以0.75~1.75mg/L為宜。

2.5、實際印染廢水的處理效果

實際印染廢水取自廣州美業(yè)針織印染有限公司,廢水組成成分復雜。具體水質(zhì)情況如前所述,公司目前采用的生化法處理效果較差，根據(jù)以上對模擬染料廢水的試驗結(jié)果，本研究先用硫酸將原水pH值調(diào)整為6，然后采用低劑量Fenton氧化-混凝法對其進行處理,取得了令人滿意的效果。見表l。

3、結(jié)論
(1)、低劑量Fenton氧化-混凝法處理成分復雜的難處理印染廢水效果良好,處理后COD。和色度去除率分別達到84%和95%。而且該法處理成本低廉,操作簡便,值得推廣。

(2)、為兼顧Fenton反應和混凝反應,應用Fenton氧化-混凝法時控制合適的pH值顯得特別重要,適宜的pH值為4~6,Fe²⁺,H₂O₂及PAM的加入量與污染物濃度有關,處理前需通過實驗確定。