铁碳微电解-H2O2混凝法处理焦化废水的试验研究
微电解反应处理化工废水的实验研究
微电解反应处理化工废水的实验研究摘要:对于难降解的有机化工污水的处理,是环保高新产业技术中的一部分。
本文针对大连天源基化学有限公司的化工废水进行预处理,找出微电解法处理该化工废水的影响因素,总结适宜化工废水的处理工艺。
通过对大连天源基化学有限公司的化工废水进行微电解处理,确定最佳处理条件pH为3.0,水力停留时间为1h,Fe/C为1∶1,H2O2的加入量为3.5ml/L。
处理结果表明:通过对大连天源基化学有限公司的化工废水的微电解处理,COD的去除率达到44%,可生化性由0.25提高到0.41。
关键词:化工废水微电解影响因素引言微电解法是利用金属腐蚀原理,在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生高低电位差对废水进行电解处理,以达到降解有机污染物的目的[1]。
微电解规整填料主要成分为铁、炭、低电位合金及催化剂,并且以极小颗粒的形式分散在微电解剂内;有很高的比表面积,可以与废水充分地接触。
由于炭、合金的电极电位比铁低,加上催化剂的催化作用,当电解剂处在电解质溶液中时就形成无数个腐蚀微电池,铁作为阳极被腐蚀消耗,电极反应生成的Fe2+及进一步氧化成Fe3+及它们的水合物具有较强的吸附-絮凝活性,特别是在加碱调pH值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂,它们的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体,能大量吸附水中分散的微小颗粒,金属粒子及有机大分子[2]。
在中性或偏酸性的环境中,微电解剂本身及其产生的新生态[H]、Fe2+等与废水中的许多组分发生氧化还原反应。
比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团,甚至断链,可以脱色,降低CODCr提高可生化性,还可以氧化金属离子,降低其毒性[3]。
其相关反应如下:阳极反应Fe－2e→Fe2+E(Fe2+／Fe)＝-0.44V阴极反应2H+＋2e→H2↑ E(H2+／H2)＝0.00V当有氧气时O2＋4H+＋4e→2H2O Eθ(O2)＝1.23VO2＋4H2O＋4e→4OH-E(O2／OH-)＝0.40V近年来微电解法在许多行业废水处理中都有大量应用,工艺已日趋成熟[4]。
铁碳微电解技术在难治理废水中的研究进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第8期·3188·化 工 进展铁碳微电解技术在难治理废水中的研究进展王毅博1，2，冯民权1，刘永红2，李耀中2（1西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室，陕西 西安 710048；2西安工程大学环境与化学工程学院，陕西 西安 710048）摘要：铁碳微电解技术具有处理效率高、操作方便、占地面积小、原材料廉价和适用范围广等优点。
但在机理研究以及具体的实际应用过程中，仍存在一些问题有待解决。
因此，本文综合分析了铁碳微电解技术去除难治理废水中污染物的过程和机理，指出微电解作用机理的定量化及耦合关系是一个重要研究方向。
在应用研究方面，目前主要存在两个问题：①微电解材料的板结和钝化问题；②如何提高微电解工艺适用的pH 范围。
本文从材料合成和反应器的改进方面进行分析，针对前者问题，提出可采用纳米技术以及高温烧结技术合成新型微电解材料，以及采用流化床和内循环微电解反应器也可解决该问题；针对后者问题，提出可改性微电解材料，以及在微电解反应器上外加电场和采用臭氧曝气微电解。
最后，系统总结了该技术在印染废水、垃圾渗沥液、制药废水和重金属废水的应用概况。
关键词：铁碳；电解；材料；反应器；废水；环境中图分类号：X703 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）08–3188–09 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-2272Recent advances on iron-carbon micro-electrolysis technology forrefractory wastewaterWANG Yibo 1, 2, FENG Minquan 1, LIU Yonghong 2, LI Yaozhong 2（1State Key Laboratory of Eco-hydraulics in Northwest Arid Region, Xi'an University of Technology, Xi’an 710048, Shaanxi, China; 2College of Environment and Chemical Engineering, Xi’an Polytechnic University, Xi’an 710048,Shaanxi, China ）Abstract ：The iron-carbon micro-electrolysis technology has obvious advantages, such as high efficiency, ease of operation, less area requirement and cheap raw materials, and has a broad application prospect as well. But there are still some problems remaining to be solved for the mechanism research and practical application. Therefore, the removal mechanism of contaminant from refractory wastewater was comprehensively analyzed. The quantification and coupling relationship of the micro-electrolysis functional mechanism is an important research direction. There are still two major problems in the applied research. The first is agglomeration and passivation of the material. The second is how to improve the applicable pH range of micro-electrolysis. Synthesis of materials and improvement of the reactor were systematically analyzed in this paper. For the former problem, the nanotechnology and high-temperature sintering process could be applied to synthesize new material, and the employment of fluidized bed and internal circulation micro-electrolysis reactor were the solution to the problem. For the latter, modification of the micro-electrolysis material, and employment第一作者：王毅博（1987—），男，博士研究生，研究方向为污水处理。
铁炭微电解法预处理废水的研究
铁炭微电解法预处理废水的研究铁炭微电解法预处理废水的研究摘要：废水处理是一项重要的环境保护任务。
铁炭微电解法是一种有效的预处理方法，通过在电解池中同时加入铁粉和活性炭粉，引入电流作用下的化学反应，可以有效去除废水中的有机物和重金属离子。
本文通过实验研究了铁炭微电解法处理废水的效果，并对其机理进行了分析。
一、引言废水处理是环境保护的重要任务之一。
目前，废水处理技术主要包括物理方法、化学方法和生物方法等。
然而，这些方法存在着效果不佳、成本高等问题。
因此，发展一种高效、低成本的废水预处理技术势在必行。
二、铁炭微电解法的原理铁炭微电解法是一种将铁粉和活性炭粉同时加入电解池中处理废水的方法。
通过加入直流电流，使得铁粉和活性炭粉在电解池中发生化学反应。
铁粉可以被氧化成Fe2+，而活性炭粉则在电流的作用下释放出氢气。
这些反应产生的还原剂和氧化剂能够有效地降解废水中的有机物和重金属离子。
三、实验设计本实验使用了一台电容量为1 L的电解池，并在其中加入了适量的铁粉和活性炭粉。
废水样品经过调整后，作为实验对象。
调整后的废水中含有有机物和重金属离子。
实验设置了不同的电流强度和电解时间，以研究其对废水处理效果的影响。
四、实验结果与讨论通过实验观察和数据分析，我们发现铁炭微电解法能够有效去除废水中的有机物和重金属离子。
随着电流强度的增加和电解时间的延长，处理效果逐渐提高。
在一定范围内，电流强度对去除有机物的效果具有正面影响。
然而，当电流强度过高时，电解过程中产生的气体将会影响反应的进行，从而降低废水处理的效果。
此外，实验还发现，铁炭微电解法对去除重金属离子的效果也较好，其原因是重金属离子能够与铁粉发生还原反应。
五、机理分析铁炭微电解法的废水处理机理主要包括还原、氧化和吸附效应。
铁粉能够通过被氧化为Fe2+的反应产生还原剂，从而加速有机物和重金属离子的降解。
活性炭粉释放出的氢气则促进了废水中有机物的氧化降解。
此外，铁粉和活性炭粉的表面也具有吸附性，能够吸附部分废水中的有机物和重金属离子。
铁炭微电解组合工艺预处理高浓度难降解有机废水的研究
铁炭微电解组合工艺预处理高浓度难降解有机废水的研究摘要：通过对高浓度难降解的宁波某制药企业反应釜底液进行了预处理实验，试验结果表明本工艺可以去除废水中大部分CODCr，解决高浓度槽液或底液对常规废水处理系统带来的负荷冲击问题，并改善其可生化性。
关键词：高浓度废水槽液底液预处理铁炭微电解目前处理高浓度难降解有机废水的主要方法有溶剂萃取法、吸附法、湿式氧化法、催化湿式氧化法、超临界水氧化法、化学氧化法、生化处理法和焚烧法等。
吸附法对废水中污染物的去除有明显的效果，但吸附法吸附剂容易饱和。
化学氧化法对废水中污染物浓度有明显的降解效果，设备占地面积也较小，但都存在处理成本较高的问题。
生化处理法对废水色度和COD的去除上都有较好的效果，但其设备占地面积大，而且在日益严格的环保要求下，单一的生化法处理也难以满足印染废水达标排放和回用的要求。
焚烧法处理废水的水量受相配锅炉的限制，且处理成本相对较高。
因而，用组合工艺降解高浓度难降解有机废水是今后的发展方向。
一、实验方案本实验以宁波某制药企业生产车间反应釜底液为主要研究对象，研究了铁炭微电解组合预处理工艺对高浓度难降解有机废水中CODCr的降解效果，具体有四个方面的实验：第一，确定铁炭微电解工艺最佳实验条件：铁屑与废水的体积比、铁炭体积比、反应时间、微电解次数，以及铁炭微电解联合微波振荡对CODCr去除率的影响；第二，确定絮凝沉淀工艺最佳实验条件：初始pH值和絮凝剂的使用量对CODCr去除率的影响；第三，确定臭氧工艺最佳实验条件：处理时间对CODCr去除率的影响；第四，确定铁炭微电解组合预处理工艺流程和实验室最佳工艺条件，考察组合工艺预处理效果，以CODCr的去除率和B/C变化及其它一些水质指标作为评价依据，并作初步经济性分析。
二、实验对象本实验所用废水取自宁波某制药企业的反应釜底液，该企业主要从事医药新产品、中药中间体和化工中间体的研制开发、批发和零售，主要产品有盐酸恩丹西酮、盐酸格拉斯琼和枸橼酸托瑞米芬等。
铁碳微电解预处理工业废水研究进程
本页面为作品封面，下载文档后可自由编辑删除！环境保护行业污水单位：姓名：时间：铁碳微电解预处理工业废水研究进程［摘要］铁碳微电解作为一种高效率、普适性强、可提高难降解污染物可生化性等特点的低能耗、低成本废水预处理技术，应用前景广泛。
阐述了铁碳微电解反应机理，综述了包括微电解pH、停留时间、曝气量、铁碳比、铁水比等工艺优化研究现状，对其超声耦合、Fenton耦合等改进技术和在焦化、染料、制药、石油和造纸废水中的应用情况进行了分析，并指出了铁碳微电解存在的易板结等方面问题及该技术在理论、与其他技术耦合联用等方面需重点研究的发展趋势。
［关键词］铁碳微电解；Fenton技术；废水处理铁碳微电解法又称内电解法、零价铁法〔1-2〕等，是最近30多年来兴起的废水处理方法〔3-4〕。
微电解法利用铁和碳在反应中形成具有较强还原能力的亚铁离子，去还原某些氧化态的有机物，并使得部分有机物开环裂解，从而达到提高废水可生化性的目的。
当前，铁碳微电解技术仍存在铁屑结块、填料钝化、活性衰减导致的处理成本偏高等技术难题，笔者就铁碳微电解技术的基本原理，重点对铁碳微电解工艺优化、新技术的研发和应用进展进行简述，并对其发展方向提出了展望。
1原理铁碳微电解技术是基于金属腐蚀电化学的基本原理，将具有不同电化学电位的金属和非金属置于导电性较好的废水中，利用低电位的Fe和高电位的C在废水中所产生的电位差，形成无数的原电池，由此引起一系列作用并用于工业废水处理。
目前微电解技术处理污染物的主要反应涉及到电极反应、铁还原作用以及吸附和絮凝作用等〔5 -6〕。
微电解产生的新生态Fe2+具有较强的还原能力，可破坏发色基团的结构而降低色度，并且使部分难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物，从而提高废水的可生化性〔7-8〕；同时通过电极反应得到的新生态H+也具有较强的活性，也可改变有机物发色基团和助色基团的分子结构，如使偶氮键破裂、大分子分解为小分子、硝基化合物还原为氨基化合物，从而达到脱色的目的〔9-1 0〕。
铁碳微电解预处理化工有机废水研究
李 雯，王三反，孙 震，等. 铁碳微电解预处理 化工有机废水研究
Vol. 27, No. 5, 2008
的废水， 主要成分是有机物和大量无机盐,CODCr 浓 度 高 达 227 000 mg/L，SS 值 高 达 18 000 mg/L，BOD5 为 32 600 mg/L， 含 盐 量 15 % ， 色 度 1 600 （ 倍 ），pH 值为 9.3，废水产量为 20 m3/d。
730070, China;
Abstract The main compositions of a chemical plant wastewater are ethanol and some small organic molecules, CODCr value of the wastewater is from 2 000 to 4 000 mg/L and BOD5 /CODCr is only 0.15 after distilling treatment. The micro-electrolysis of iron-carbon method is used to disposal the organic chemical wastewater. The results indicated that the optimized condition of the method is pH= 3.0,Fe/C=1:1,HRT=1.5h of the water penetration. By this condition, the removal rate of CODCr is above 95％,and the value of BOD5 / CODCr is above 0.45,the biochemical feature of the wastewater is also improved after the pretreatment. Key words chemical wastewater micro-electrolysis of iron-carbon pH value Fe/C ratio HRT
铁碳微电解法处理某化工厂废水的研究
铁碳微电解法处理某化工厂废水的研究高彦林，张雁秋，薛方亮（中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州２２１００８）摘要：某化工厂废水主要成份为乙醛、少量三聚乙醛、四聚乙醛、吡啶和一些乙醛聚合物。
经吸附塔处理后出水ρ（ＣＯＤＣｒ）值在３０００￣４０００ｍｇ・Ｌ－１之间，ＢＯＤ５／ＣＯＤＣｒ只有０．０５，采用铁碳微电解方法进行预处理。
实验结果表明，最合适反应条件是进水ｐＨ值为２、铁碳比１∶２、停留时间为２ｈ，在此条件下ＣＯＤＣｒ去除率可达６４％以上，且进水浓度的变化对去除率影响不大。
而且，ＢＯＤ５／ＣＯＤＣｒ值在０．４５以上，提高了可生化性。
关键词：化工废水；铁碳微电解；ｐＨ值；铁碳比；停留时间；可生化性中图分类号：Ｘ３文献标识码：Ａ文章编号：１００４－８６４２（２００６）０５－００１１－０３收稿日期：２００６－０４－０９作者简介：高彦林（１９８１－），男，河北邯郸人，中国矿业大学在读硕士研究生，研究方向：水污染控制．ＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＷａｓｔｅｗａｔｅｒｂｙＦｅｒｒｉｃ－ｃａｒｂｏｎＭｉｃｒｏ－ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓＭｅｔｈｏｄＧＡＯＹａｎ－ｌｉｎ，ＺＨＡＮＧＹａｎ－ｑｉｕ，ＸＵＥＦａｎｇ－ｌｉａｎｇＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍａｉｎｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｉｓｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｓａｃｅｔａｌｄｅｈｙｄｅ，ｐａｒａｌｄｅｈｙｄｅ，ｍｅｔａｌｄｅｈｙｄｅ，ｐｙｒｉｄｉｎｅａｎｄｓｏｍｅａｃｅｔａｌｄｅｈｙｄｅｐｏｌｙｍｅｒｓ．ρ（ＣＯＤＣｒ）ｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｓｆｒｏｍ３０００ｔｏ４０００ｍｇ・Ｌ－１ａｎｄＢＯＤ５／ＣＯＤＣｒｉｓｏｎｌｙ０．０５，ｗｈｉｃｈｗａｓｔｒｅａｔｅｄｂｙｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｆｅｒｒｉｃ－ｃａｒｂｏｎｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓｉｓｐＨ＝２，Ｆｅ／Ｃ＝１∶２，ＨＲＴ＝２ｈ．Ｕｎｄｅｒｔｈｉｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｏｆＣＯＤＣｒｗａｓａｂｏｖｅ６４％．ＡｎｄｔｈｅｖａｌｕｅｏｆＢＯＤ５／ＣＯＤＣｒｗａｓａｂｏｖｅ０．４５，ｔｈｅｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒａｌｓｏｇｏｔｉｍｐｒｏｖｅｄａｆｔｅｒｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔＫｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｈｅｍｉｃａｌｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；Ｆｅｒｒｉｃ－ｃａｒｂｏｎｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ；ｐＨｖａｌｕｅ；Ｆｅ／Ｃ；ＨＲＴ；Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｉｌｉｔｙ０引言化工废水一般具有成分复杂、毒性大、浓度高、治理难等特点，对于它的处理始终是环境工程领域的难题之一。
铁碳微电解法在废水处理中的研究进展及应用现状
铁碳微电解法在废水处理中的研究进展及应用现状铁碳微电解法在废水处理中的研究进展及应用现状摘要：废水处理是保护环境、维护生态平衡的重要环节，而传统的废水处理方法存在工艺复杂、耗能高等问题。
近年来，铁碳微电解法作为一种新型废水处理技术，受到了广泛关注。
本文将对铁碳微电解法在废水处理中的研究进展和应用现状进行综述，以期为进一步推进废水处理技术提供参考。
1. 引言随着工业化进程的加快和人口的快速增长，废水排放成为了环境污染的主要源头之一。
为了达到环境保护和资源回收的目的，人们不断寻求高效、低成本的废水处理方法。
传统的废水处理方法如生物降解法、化学沉淀法等存在工艺复杂、资源浪费等问题。
因此，开发新型废水处理技术具有重要意义。
2. 铁碳微电解法的原理铁碳微电解法是一种以零价铁和碳材料为电极材料的微电解技术。
其处理过程中主要通过电化学反应来净化废水。
该方法主要包括氧化还原反应、电解沉淀、吸附等步骤。
在电极的作用下，铁和碳材料可以有效地催化废水中的有机物氧化、重金属沉淀等反应，实现对废水的净化。
3. 铁碳微电解法在废水处理中的研究进展3.1 铁碳微电解法的工艺优化针对铁碳微电解法的工艺优化研究，学者们通过调节电解反应参数、改变电解池结构等手段，提高了废水处理效果。
例如，调节电流密度、电解时间和电极间距等参数可以改变电化学反应的速率，进而提高有机物降解效率。
此外，改变电解池结构可以增加电极与废水接触面积，加快反应速率。
3.2 铁碳微电解法与其他技术的结合研究将铁碳微电解法与其他废水处理技术结合，可以进一步提高废水处理效能。
有学者将铁碳微电解法与生物降解法相结合，通过电极催化反应和微生物分解联合处理废水，取得了良好的处理效果。
此外，铁碳微电解法还可以与化学沉淀法、膜技术等结合，实现对废水中有机物和重金属的高效去除。
4. 铁碳微电解法在废水处理中的应用现状目前，铁碳微电解法已经广泛应用于工业废水处理、城市污水处理等领域。
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处理，COD 和色度去除率分别可达 97%和 99%以上，均可达到污水综合排放标准（GB 8978－1996）中的一级标准。
关键词：铁碳微电解；H2O2；混凝；焦化废水
中图分类号：X784
文献标识码：A
文章编号：1000-3770(2010)08-0117-004
焦化废水是在原煤的高温干馏、煤气净化和化 工产品精制过程中产生的，废水成分复杂，其水质随 原煤组成和炼焦工艺而变化，是典型的高色度、高 COD、高毒性有机工业废水，含酚、氨氮、氰、苯、吡 啶、吲哚和喹啉等几十种污染物。
由表 4 极差分析可知，影响色度去除率的关键 是 FeCl3 的投加量，且混凝处理后水的色度与反应水 的色度一样，仍呈淡黄色，甚至稍有提高，这可能是 由于混凝出水中含有 Fe3+ 而略显黄色；影响 COD 去
水平
1 2 3
表 3 因素与水平表 Tab.3 Factors and levels
A
B/mg·L-1
3
1
3
3
87.5
80.1
4
2
1
2
96.9
69.7
5
2
2
3
75.0
56.0
6
2
3
1
75.0
72.0
7
3
1
3
75.0
46.0
8
3
2
1
75.0
51.0
9
3
3
2
75.0
55.6
色度 k1 83.3 82.3
75
k2 82.3 79.2
86.5
k3
75
79.2
79.2
R 8.3 3.1
11.5
COD k1 73.8 59.9
除率已基本达到最大，而色度的去除率仍随着活性炭 投加量的增加而增大，由此可知 COD 的去除主要是 靠铁碳微电解和 Fenton 氧化作用，而色度的去除则是 依靠活性炭的吸附作用为主。综合考虑到原料投加量 对处理成本的影响，选择 m(Fe)：m(C)为 3：1 最适。 2.1.2 铁碳用量的确定
固定m(Fe)：m(C)为 3：1、pH 为 3、H2O2 投加量为 3.6 mL·L-1、反应时间为 60 min，改变铁碳投加总量 （Fe+C），分析其对 COD 和色度去除率的影响，结 果如图 2 所示。
对此类废水的处理目前采用的处理方法主要 有：（1）物理化学法，包括蒸氨法、焚烧法、混凝沉淀 法、萃取法、吸附法、膜分离法等。（2）生物化学法， 包括普通活性污泥法、生物脱氮法（A/O、A2/O）、 SBR 法等[1]。近年来，微电解工艺和高级氧化技术处 理难降解有机废水正成为国内外研究的热点。微电 解[2]是 20 世纪 70 年代发展起来的一种废水处理方 法，其工艺简单、操作方便、运行费用低、处理效果 好。高级氧化技术在处理难降解有机物方面也取得 了一定进展，尤其是受到广泛研究的 Fenton 法几乎 可以去除废水中的任何有机物，具有广阔的应用前 景。研究先通过铁碳微电解反应，然后加入 H2O2，使 H2O2 与微电解生成的 Fe2+ 构成 Fenton 试剂，反应产 生的具有强氧化性的羟基自由基进攻有机分子，并 使其矿化分解，而达到去除有机物的目的[3]。将铁碳 微电解与 H2O2 联用生成 Fenton 试剂不仅能实现废
由表 2 极差分析可知，影响色度去除率的 3 个 因素的主次关系为：反应时间 > pH > H2O2 投加量，
由图 1 可知，在m(Fe)：m(C)为 3：1 时，COD 的去 色度去除率达到最高的最佳条件为 A2B1C2，即 pH
朱乐辉等，铁碳微电解 /H2O2 混凝法处理焦化废水的试验研究
119
铁碳微电解 / H2O2 正交试验：根据上述单因素 试验得到的最佳条件，进行正交试验进一步确定最 佳 pH、H2O2 用量以及反应时间。
混凝沉淀正交试验：根据铁碳微电解 / H2O2 试 验得到的最佳条件，制备一定量的处理水，进行混凝 正交试验确定最佳 FeCl3 的投加量、PAM 的投加量 以及 pH。
60
Tab.1 Factors and levels
50
水平
A
B/mL·L-1
C/min
40
1
2
1.8
60
30 01234567 m(Fe):m(C)
2
3
3.6
120
3
4
4.4
180
图 1 m(Fe)：m(C)对 COD 和色度去除率的影响
Fig.1 Effect of iron/carbon ratio on COD removal and color reduction
第 36 卷 第 8 期 2010 年 8 月
水处理技术 TECHNOLOGY OF WATER TREATMENT
Vol.36 No.8
Aug.,2010
117
铁碳微电解 /H2O2 混凝法处理焦化废水 的试验研究
朱乐辉 1，裴浩言 1，邱 俊 2
（１．南昌大学环境与化学工程学院，江西 南昌 330031； 2.江西省畜牧技术推广站，江西 南昌 330029）
确定影响铁碳微电解 / H2O2 法对 COD 去除率
和色度去除率的影响，结果如图 1 所示。
的主要正交试验变量为：反应初始 pH（A）、H2O2 投
加量（B）、反应时间（C）。根据初试试验结果，选取
100
90
各因素水平（见表 1），按照 L9（34）进行正交试验，
80
结果如表 2 所示。
70
表 1 因素与水平表
联合处理试验：根据上述试验结果确定的最佳 条件，进行铁碳微电解 /H2O2 混凝联合处理试验。
2 结果与讨论
2.1 铁碳微电解 / H2O2 单因素试验 2.1.1 铁碳比的确定
为确定铁碳微电解 / H2O2 法反应的最佳 m(Fe)： m(C)，根据初步试验结果，固定 pH 为 3、铁屑投加量 为 30 g·L-1、H2O2 投加量为 3.6 mL·L-1、反应时间为 60 min，改变活性炭投加量，分析m(Fe)：m(C)对 COD
铁碳微电解 / H2O2 单因素试验：取 2 pH，投加 一定量经活化处理后的铁屑和活性炭，反应 20 min 后滴加 H2O2 溶液，再反应一段时间，沉淀 30 min 后 取上清液测 COD 及色度，确定最佳 m(Fe)：m(C)和 铁碳总用量。
由此可知，pH 为主要因素，是决定处理效果的 关键，因此必须严格控制反应的 pH。 2.3 混凝沉淀正交试验设计与分析
确定影响混凝沉淀对 COD、色度去除率的主要 正交试验变量为：反应初始 pH（A）、FeCl3 的投加 量（B）、PAM 的投加量（C）。根据初试试验结果， 选取各因素水平（见表 3），按照 L（9 34）进行正交试 验，混凝试验反应水是经铁碳微电解 /H2O2 法处理 后的出水，结果如表 4 所示。
铁屑的回收利用，减少 H2O2 的添加量，而且能加强 铁碳微电解的氧化能力，因而具有很大的发展潜力。 为了给焦化废水的处理提供新的思路，本文对铁碳 微电解 /H2O2 混凝沉淀法处理高色度、高 COD、高毒 性焦化废水的工艺进行了试验研究。
1 试验部分
1.1 废水水质 焦化废水取自江西省南昌市某钢铁生产厂，废
药剂：重铬酸钾、硫酸亚铁铵、浓硫酸、硫酸银、硫 酸汞、氢氧化钠、H2O2 溶液（体积分数 30%）、FeCl3、 PAM 等试剂均为分析纯，试亚铁灵指示剂，铁屑 （取自校金工实习厂）。
收稿日期：2009-11-05 作者简介：朱乐辉（1963－），男，教授，硕士研究生导师，主要从事废水处理及资源化技术的教学、研究和设计工作 联系作者：裴浩言，硕士研究生；联系电话：13767443126；E-mail：peihaoyan1985@
摘 要：采用一次铁碳微电解 /H2O2 混凝 - 二次铁碳微电解 /H2O2 混凝法处理高色度、高 COD、高毒性的焦化废水。 试验确定的工艺条件：（1）铁碳微电解 /H2O2 法去除 COD 的最佳条件：pH 为 2、H2O2 投加量为 4.4 mL·L-1、反应时 间为 180 min、铁屑投加量为 30 g·L-1、m(Fe)：m(C)为 3：1。（2）铁碳微电解 /H2O2 法去除色度的最佳条件：pH 为 3、 H2O2 投加量为 1.8 mL·L-1、反应时间为 120 min、铁屑投加量为 30 g·L-1、m(Fe)：m(C)为 3：1。（3）混凝的最佳条件： pH 为 7、FeCl3 的投加量为 100 mg·L-1、PAM 的投加量为 2 mg·L-1。结果表明，在上述最佳工艺条件下对该废水进行
62.3
k2 65.9 61.5
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k3 50.9 69.2
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R 23.0 9.3
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为 3、H2O2 投加量为 1.8 mL·L-1、反应时间为 120 min；影响 COD 去除率的 3 个因素的主次关系为： pH > H2O2 投加量 > 反应时间，COD 去除率达到最 高的最佳条件为 A1B3C3，即 pH 为 2、H2O2 投加量为 4.4 mL·L-1、反应时间为 180 min；在强酸性条件下， COD 的去除率较高，提高 pH 则去除率降低。这是 由于加入的铁屑先进行微电极反应 [2（] 阳极反应： Fe-2e- →Fe2+；E0 (Fe2+/Fe)=-0.44 V； 阴 极 反 应 ： 2H++2e-→H2；E0(H+/H2)=0 V），此时 H+ 越多生成的 Fe2+ 就 越 多 ； 当 加 入 H2O2 溶 液 后 ，Fe2+ 就 会 催 化 H2O2 分解产生具有强氧化性的·OH （Fe2++ H2O2→ Fe3++OH-+·OH）[6]，由·OH 进一步分解废水中的有 机污染物。因此，反应的 pH 较低，有利于·OH 的产 生，提高处理效果。