0 引言
6-硝基-1, 2重氮氧基萘-4-磺酸, 簡稱6-硝, 是黃色至棕黃色膏狀物, 是一種重要的染料中間體, 用于制造酸性媒介黑染料和金屬絡合染料。6-硝生產過程的廢水主要有兩種:6-硝還原廢水、1, 2, 4-酸氧體廢水。6-硝還原廢水主要來源于6-硝生產過程中還原轉位工段, 此廢水是萘系衍生物, 其組成復雜含多種有機物, 屬于高濃度、高酸度、高含鹽、深色度、難降解的有機廢水, 是最難處理的染料廢水之一, 很難采用一般的生化或物化方法處理[1,2]。目前6-硝廢水的處理方法主要有吸附法、化學氧化法、混凝法、生化法, 應用較多的主要有兩種:6-硝屬于Lewis酸, 可以采用絡合萃取法進行分離[3], 具有高效性和高選擇性[4], 一般都使用N235/煤油體系進行萃取[5,6], 出水COD約600 mg/L, 但反萃液較難處理;另一種采用絮凝-Fenton試劑法處理1, 2, 4-酸氧體廢水[7], 出水COD約600 mg/L, 但色度較深。文章采用二次Fenton-絮凝法處理6-硝還原廢水, 出水COD約300 mg/L, 色度去除率達到96%。
1 實驗
1.1 主要儀器和試劑
電動攪拌器;SHB-IIS型循環水式多用真空泵;電子分析天平;燒杯;數字酸度計;CLT-12型COD速測儀。
Fe SO4溶液 (30%) ;H2O2 (30%) ;Ca O (95%) ;Al2 (SO4) 3溶液 (20%) 。
1.2 6-硝還原廢水指標
棕黑色, 酸值6.2, 含固率16%, 灰份8%, 色度19000倍, COD=18000mg/L。
1.3 實驗方法
1.3.1 中和
分別稱取100g水樣, 攪拌加入Ca O, 調節不同的p H, 過濾, 測定各項指標。
1.3.2 Fenton-絮凝處理
分別稱取100g中和濾液, 攪拌加原水調節不同的p H, 加一定量的Fe SO4溶液和H2O2, 靜置, 反應結束后加Ca O調節p H, 加Al2 (SO4) 3溶液回調p H, 過濾, 測定各項指標。取一次處理后濾液, 用原水回調p H, 加一定量的Fe SO4溶液和H2O2, 靜置, 加Ca O調節p H, 加Al2 (SO4) 3溶液回調p H, 過濾, 出水測定各項指標。
2 結果與討論
2.1 中和過程p H的影響
用Ca O分別調節廢水p H為7、8、9、10、11、12, 過濾。通過這組試驗發現Ca O對廢水有絮凝作用, 能帶出一部分有機物, COD變化見表1。
從表中可以看出, p H=11或12時, COD去除效果最好, 但考慮兩者相差不大, 所以選擇p H=11過濾。
2.2 Fenton-絮凝的影響因素
經過中和過濾后的廢水COD=12150 mg/L, 色度18000倍, 現采用Fenton-絮凝法進一步處理。
2.2.1 芬頓試劑氧化時p H
分別取100g中和濾液, 原水調節p H不同數值, 加1g Fe SO4溶液和1.5g H2O2, 靜置, 加Ca O調p H=9.5, 加Al2 (SO4) 3溶液回調p H=7, 過濾, 結果見表2。
從表中可以確定, 最佳條件為p H=2.5, 此時出水COD和色度都最低。
2.2.2 Fe SO4溶液的投加量
每100g中和濾液, 調p H=2.5, 加不同量的Fe SO4溶液, 加1.5g H2O2, 靜置, 反應結束后加Ca O調p H=9.5, 加Al2 (SO4) 3溶液回調p H=7, 過濾, 結果見表3。
從表中可以確定, 最佳Fe SO4溶液的投加量為1.0g, 加大量后, COD降低不明顯, 但色度倍數增加較多。
2.2.3 H2O2的投加量
每100g中和濾液, 調p H=2.5, 加1.0g Fe SO4溶液, 加不同量的H2O2, 靜置, 反應結束后加Ca O調p H=9.5, 加Al2 (SO4) 3溶液回調p H=7, 過濾, 結果見表4。
從表中可以看出, 隨H2O2投加量的增多, COD和色度都降低, 1.5g以后效果不明顯, 從節約成本上考慮, 確定H2O2投加量為1.5g。
2.2.4 氧化方式
Fenton反應主要是以亞鐵離子為催化劑, 和H2O2發生一系列反應:
通過以上反應, 不斷產生羥基自由基HO·, 使得整個體系具有強氧化性, 空氣進入會減慢自由基的產生, 卻加快H2O2自身分解, 所以選擇靜置氧化法, 可提高H2O2的利用率。
2.2.5 絮凝
氧化后的廢水p H=2.0~3.0, 用Ca O中和產生沉淀, 但沉淀顆粒細小, 過濾時容易滲漏, 濾液放置一段時間后, 會出現返色, 從無色變成黃色。Al2 (SO4) 3溶于水后能使水中的細小微粒和自然膠粒凝聚成大塊絮狀物, 易于過濾, 從而自水中除去, 控制水的顏色。因為Al2 (SO4) 3溶液是弱酸性, 所以實驗中采用Ca O調節廢水p H=9~10, 再加入Al2 (SO4) 3溶液回調p H=7, 絮凝效果明顯, 濾液接近無色, 且無微粒析出, 不返色。
2.2.6 二次氧化
經過一次氧化-絮凝, 確定處理100g廢水最佳條件p H=2.5, Fe SO4溶液1.0g, H2O21.5g, 用Ca O和Al2 (SO4) 3溶液中和。出水COD=2050mg/L, 色度3100倍。二次氧化采用相同處理條件, 出水COD=300mg/L, 色度200倍。
3 結語
二次Fenton-絮凝法處理6-硝還原廢水的最佳處理工藝:100g廢水加Ca O調p H=11, 過濾;出水用原水調節p H=2.5, 加1.0g Fe SO4溶液和1.5g H2O2, 攪拌均勻后靜置, 反應結束加Ca O調p H=9.5, 加Al2 (SO4) 3溶液調p H=7, 過濾;出水用原水調節p H=2.5, 加1.0g Fe SO4溶液和1.5g H2O2, 攪拌均勻后靜置, 反應結束加Ca O調p H=9.5, 加Al2 (SO4) 3溶液調p H=7, 過濾。出水COD=300mg/L, 色度200倍, 去除率都達到96%以上, 大大提高可生化性, 是較好的預處理方法。
摘要：文章采用二次Fenton-絮凝法處理6-硝 (6-硝基-1, 2重氮氧基萘-4-磺酸) 生產過程中還原轉位工段所產生的1-2-4酸母液, 確定了最佳處理條件。6-硝還原廢水用石灰中和過濾, 原水調節p H, 經過一次Fenton試劑處理, 用石灰和硫酸鋁作為絮凝劑絮凝過濾;出水用原水調節p H, 再次Fenton-絮凝處理, 出水COD從18000mg/L降低到300mg/L, 色度基本去除。
關鍵詞：6-硝還原廢水,中和,二次,靜置,Fenton-絮凝
參考文獻
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