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絮凝—芬顿氧化法处理制药污水的研究

【摘 要】芬顿试剂是以亚铁离子(Fe2+)为催化剂用过氧化氢(H2O2)进行化学氧化的废水处理方法。分别考察氯化铝用量、聚丙烯酰胺用量、H2O2/Fe投加比例、 FeSO4˙7H2O投入量、PH值对处理效果的影响。该工艺路线操作简便,成本低,适合制药厂的污水处理。

我国是一个水资源缺乏的国家,人均淡水资源只有世界人均水平的四分之一。制药污水含有糖类、有机色素类、纤维素、生物碱、木质素等多种复杂、难降解有机物,给人类生活的地表水体和地下水资源环境造成严重的水体污染危害[1-5]。絮凝是指悬浮于水中的细颗粒泥沙因分子力作用凝聚成#絮团状集合体的现象[6-10]。1894年, 化学家Fenton首次发现有机物在(H2O2)与Fe2+组成的混合溶液中能被迅速氧化,并把这种体系称为标准Fenton试剂[11-12]。本实验对絮凝-芬顿氧化法处理制药污水的工艺进行研究。

1.主要仪器及药品

FA1204B电子分析天平(上海精科天美贸易有限公司);CTL一12型化学需氧量速测仪(承德市汇通化工装备有限公司);HI98103型便携式酸度计(北京宝云兴业科贸有限公司)。聚合氧化铝(东莞市鑫磊化工有限公司)、聚丙烯酰胺(山东邹平新农化工厂)、硫酸亚铁(东莞市鑫磊化工有限公司)、过氧化氢(山东邹平新农化工厂)。

1.1不同氯化铝用量的影响

采用浓度为0.1g/L不同体积的氯化铝溶液进行实验,采用1毫升氯化铝溶液时PH为7.66,化学需氧量为729.1,去除率为11.66%;采用2毫升氯化铝溶液时PH为7.41,化学需氧量为711.3,去除率为13.81%;采用3毫升氯化铝溶液时PH为6.89,化学需氧量为650.1,去除率为21.23%;采用4毫升氯化铝溶液时PH为6.53,化学需氧量为579.1,去除率为29.83%;采用5毫升氯化铝溶液时PH为6.04,化学需氧量为603.2,去除率为25.85%;采用6毫升氯化铝溶液时PH为5.83,化学需氧量为621.3,去除率为24.72%;实验结果表明用量加大后,化学需氧量的去除率越来越多高,当投加量达到4mL时,化学需氧量的去除率达到最大,再加大投加量,化学需氧量去除率开始下降。实验结果表明使用4毫升氯化铝溶液时化学需氧量去除率最高。

1.2不同聚丙烯酰胺用量的影响

采用不同体积浓度为1mg/L聚丙烯酰胺溶液进行实验,采用0.5毫升聚丙烯酰胺溶液时PH为6.73,化学需氧量为497.1,去除率为9.94%;采用1毫升聚丙烯酰胺溶液时PH为6.49,化学需氧量为453.2,去除率为15.26%;采用2毫升聚丙烯酰胺溶液时PH为6.19,化学需氧量为397.1,去除率为22.05%;采用3毫升聚丙烯酰胺溶液时PH为6.08,化学需氧量为351.1,去除率为27.63%;采用4毫升聚丙烯酰胺溶液时PH为6.01,化学需氧量为397.2,去除率为22.04%;采用5毫升聚丙烯酰胺溶液时PH为5.89,化学需氧量为506.2,去除率为8.83%;采用6毫升聚丙烯酰胺溶液时PH为5.77,化学需氧量为535.2,去除率为5.32%。实验结果表明用量加大后,化学需氧量的去除率越来越多高,当投加量达到3mL时,化学需氧量的去除率达到最大,再加大投加量,化学需氧量去除率开始下降。实验结果表明使用3毫升聚丙烯酰胺溶液时化学需氧量去除率最高。

1.3 H2O2/Fe投加比例

采用不同比例的过氧化氢与铁进行实验。采用过氧化氢与铁的比例为2.5:1时化学需氧量为201.3,去除率为18.15%;采用过氧化氢与铁的比例为3:1时化学需氧量为196.5,去除率为18.73%;采用过氧化氢与铁的比例为3.5:1时化学需氧量为149.5,去除率为24.43%;采用过氧化氢与铁的比例为4:1时化学需氧量为168.2,去除率为21.98%。实验结果表明过氧化氢与铁的比例为3.5:1时化学需氧量去除率最高。

1.4 FeSO4˙7H2O投入量的影响

采用不同FeSO4˙7H2O投入量进行实验。采用FeSO4˙7H2O投入量为1.05mmol/L时化学需氧量为211.3,去除率为16.94%;采用FeSO4˙7H2O投入量为1.55mmol/L时化学需氧量为150.1,去除率为24.35%;采用FeSO4˙7H2O投入量为2.05mmol/L时化学需氧量为155.2,去除率为23.37%;采用FeSO4˙7H2O投入量为2.55mmol/L时化学需氧量为168.1,去除率为22.17%。实验结果表明FeSO4˙7H2O投入量为1.55mmol/L时化学需氧量去除率最高。

1.5不同PH值

采用不同的PH值进行实验。PH值为2.5时化学需氧量为256.3,去除率为11.49%;PH值为3.0时化学需氧量为150.3,去除率为24.33%;PH值4.0时化学需氧量为180.3,去除率为20.7%;PH值为5.0时化学需氧量为208.3,去除率为17.3%。实验结果表明PH值为3.0时化学需氧量去除率最高。

2.讨论

水,这种地球上的基本物资。让我们的生命能够持续下去。人类也离不开它,一旦没有了水,我们就不能继续生活下去。水是宝贵的自然资源,随着城市的高速发展,水的用量逐渐出现短缺,不少地区水资源日趋紧张。制药污水给人类生活的地表水体和地下水资源环境造成严重的水体污染危害。Fenton试剂由亚铁离子与过氧化氢组成的体系,在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏,最终氧化分解。影响Fenton试剂反应的因素包括溶液pH值、反应温度、H2O2投加量及投加方式、催化剂种类、催化剂与H2O2投加量之比等。本实验采用絮凝-芬顿氧化法对制药污水进行处理。分别考察氯化铝用量、聚丙烯酰胺用量、H2O2/Fe投加比例、 FeSO4˙7H2O投入量、PH值对处理效果的影响。最佳工艺为氯化铝溶液使用量为4毫升,聚丙烯酰胺溶液使用量为3毫升,过氧化氢与铁的比例为3.5:1,FeSO4˙7H2O投入量为1.55mmol/L。该工艺路线操作简便,成本低,适合制药厂的污水处理。

本文章由聚丙烯酰胺聚合氯化铝专业生产厂家巩义市怡清净水材料有限公司为您提供

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