高鐵酸鉀氧化法處理廢水論文高鐵酸鉀氧化法處理電子工業(yè)清洗廢水

1、高鐵酸鉀氧化法處理廢水論文：高鐵酸鉀氧化法處理電子工業(yè)清洗廢水的試驗(yàn)研究摘 要：電子工業(yè)清洗廢水是較難生物降解的工業(yè)污水之一，因此，須采用其他方法對其進(jìn)行處理。文章通過室內(nèi)燒杯試驗(yàn)研究了采用高鐵酸鉀氧化法處理該種廢水的影響因素和方法，當(dāng)該種廢水的COD濃度在500800mg/L范圍內(nèi)時(shí)，調(diào)整廢水pH=2左右，投加量高鐵酸鉀3g/L左右，并分次投加，則當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過30min后，其COD的去除率可達(dá)40%左右，且效果穩(wěn)定?；钚蕴课娇梢赃M(jìn)一步去除高鐵酸鉀反應(yīng)出水的COD，當(dāng)活性炭投加量高于10g/L，吸附反應(yīng)5h時(shí)，出水COD低于100mg/L，符合排放標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：電子工業(yè)；清洗廢水；高鐵酸鉀

2、氧化；活性炭吸附電子工業(yè)產(chǎn)品在清洗過程中會產(chǎn)生大量的清洗高效吸附絮凝劑，可以在很寬的pH值范圍內(nèi)吸附絮廢水，而這種廢水中含有大量的合成洗滌劑和表面活性劑，這些物質(zhì)很難被生物氧化，電子工業(yè)清洗廢水是較難生物降解的工業(yè)污水之一，因此，須采用其他方法對其進(jìn)行處理。文章通過室內(nèi)燒杯試驗(yàn)研究了采用高鐵酸鉀氧化法處理該種廢水的影響因素和方法，當(dāng)該種廢水的COD濃度在500800mg/L范圍內(nèi)時(shí)，調(diào)整廢水pH=2左右，投加量高鐵酸鉀3g/L左右，并分次投加，則當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過30min后，其COD的去除率可達(dá)40%左右，且效果穩(wěn)定?；钚蕴课娇梢赃M(jìn)一步去除高鐵酸鉀反應(yīng)出水的COD，當(dāng)活性炭投加量高于10g/L

3、，吸附反應(yīng)5h時(shí)，出水COD低于100mg/L，因此，屬于難生物降解的工業(yè)廢水1，在我國環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中被列為第二類污染物質(zhì)。高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種強(qiáng)氧化劑，其中的鐵表現(xiàn)為+6價(jià)態(tài)，在整個(gè)pH值范圍內(nèi)都具有極強(qiáng)的氧化性。在酸性和堿性溶液中，電對Fe()/Fe(（1）FeO42-+4H2O+3e-=5Fe(OH)3+5OH-（2）同時(shí)，高鐵酸鹽分解產(chǎn)生的氫氧化鐵可作為一種凝大部分陰陽離子、有機(jī)物和懸浮物，能起到很好的凈水作用3。在去除水中無機(jī)污染物和有機(jī)污染物方面都有較為成功的應(yīng)用案例4-5。將高鐵酸鉀氧化法應(yīng)用到含合成洗滌劑的清洗廢水處理方面的報(bào)道較少。筆者通過實(shí)驗(yàn)研究了高鐵酸鉀氧化法與活性

4、炭吸附等常規(guī)處理單元聯(lián)用，以COD為主要目標(biāo)污染物，探討了高鐵酸鉀氧化法對清洗廢水的氧化處理效果和主要影響因素，并探尋了最佳工藝條件，為以后工程應(yīng)用提供理論依據(jù)。1試驗(yàn)材料與方法1.1試驗(yàn)材料主要試驗(yàn)儀器（1）MY3000-6混凝試驗(yàn)攪拌儀；（2）SKY-2102C恒溫培養(yǎng)振蕩箱；（3）Inolab pH720試驗(yàn)室臺式pH測定儀。主要試驗(yàn)試劑（1）高鐵酸鉀，主要含量86%，重鉻酸鉀；（2）顆?；钚蕴縞arbsorb30,硫酸銀；（3）七水合硫酸亞鐵,硫酸亞鐵銨。廢水配制試驗(yàn)水樣采用廈門市某電子工企業(yè)所用的工業(yè)清洗劑與自來水配制而成，經(jīng)過調(diào)配使配制廢水的COD濃度為700mg/L左右，其組分包

5、括：表面活性劑，10%30%；脂肪醇，2%12%；助劑，1%13%。1.2試驗(yàn)方法正交試驗(yàn)采用高鐵酸鉀氧化法處理清洗廢水，其主要影響因素有廢水的pH值、高鐵酸鉀的投加量、反應(yīng)時(shí)間及反應(yīng)溫度、及廢水的初始濃度等，本試驗(yàn)僅考查高鐵酸鉀投加量、反應(yīng)時(shí)間及初始濃度這三個(gè)因素。廢水的pH值均定為2左右，反應(yīng)溫度為室溫（25）。試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性在正交試驗(yàn)最佳反應(yīng)條件下，進(jìn)行三組高鐵酸鉀氧化重復(fù)性試驗(yàn)，考察試驗(yàn)的重現(xiàn)性?；钚蕴课教幚砀哞F酸鉀反應(yīng)出水向一系列250mL聚乙烯瓶中加入最佳反應(yīng)條件下的高鐵酸鉀氧化出水各100mL，依次加入2、4、6、8、10、20g/L活性炭，于25下振蕩反應(yīng)24h，將測定結(jié)果

6、對吸附等溫線進(jìn)行擬合。另取同樣序列水樣和活性炭投加量于25下振蕩反應(yīng)5h，考察吸附處理效果。數(shù)據(jù)顯示：只有當(dāng)pH=2左右時(shí)，高鐵酸鉀對廢水的COD才有去除效果，而在pH3時(shí)甚至出現(xiàn)COD負(fù)去除的情況。為了進(jìn)一步研究pH值對COD去除的影響情況，在2附近再選幾個(gè)pH值進(jìn)行試驗(yàn)研究。數(shù)據(jù)表明pH值在1.852.24之間，COD去除率較高，pH值小于1.85時(shí)，COD去除率反而降低。電子工業(yè)清洗廢水是較難生物降解的工業(yè)污水之一，因此，須采用其他方法對其進(jìn)行處理。文章通過室內(nèi)燒杯試驗(yàn)研究了采用高鐵酸鉀氧化法處理該種廢水的影響因素和方法，當(dāng)該種廢水的COD濃度在500800mg/L范圍內(nèi)時(shí)，調(diào)整廢水pH

7、=2左右，投加量高鐵酸鉀3g/L左右，并分次投加，則當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過30min后，其COD的去除率可達(dá)40%左右，且效果穩(wěn)定?；钚蕴课娇梢赃M(jìn)一步去除高鐵酸鉀反應(yīng)出水的COD，當(dāng)活性炭投加量高于10g/L，吸附反應(yīng)5h時(shí)，出水COD低于100mg/L，這是因?yàn)楦哞F酸根在不同酸堿條件下可氧化分解的物質(zhì)不同6-7，當(dāng)pH值低于5時(shí)，水中的FeO42-迅速分解8，且酸性越強(qiáng)，分解速度越快。本試驗(yàn)中，當(dāng)pH<1.8時(shí)，溶液較高的酸度導(dǎo)致高鐵酸鉀迅速分解，不能有效發(fā)揮其氧化能力?？偟膩碚f，用高鐵酸鉀氧化處理電子工業(yè)清洗廢水對pH值的要求較為苛刻。2.2高鐵酸鉀投加量對氧化效果的影響，當(dāng)投加量為35g

8、/L時(shí)，COD去除率較高且相差不大，大約為37%左右。起初，隨著高鐵酸鉀投加量的增加，對COD的去除也隨之迅速提高。隨著投加量進(jìn)一步增加，COD有一個(gè)下降過程，這可能是因?yàn)閺U水中可降解的大分子或某些難降解的大分子有機(jī)物被打碎成小分子有機(jī)物，增加了處理廢水中的COD濃度，從而導(dǎo)致COD的去除率變現(xiàn)出來下降。當(dāng)繼續(xù)增大高鐵酸鉀的投加量，中間產(chǎn)物被降解，COD去除率又呈現(xiàn)上升趨勢。弓曉峰等9對高鐵酸鉀濾液處理垃圾滲濾液的研究顯示對COD的去除呈現(xiàn)出相似的趨勢。電子工業(yè)清洗廢水是較難生物降解的工業(yè)污水之一，因此，須采用其他方法對其進(jìn)行處理。文章通過室內(nèi)燒杯試驗(yàn)研究了采用高鐵酸鉀氧化法處理該種廢水的影響

9、因素和方法，當(dāng)該種廢水的COD濃度在500800mg/L范圍內(nèi)時(shí)，調(diào)整廢水pH=2左右，投加量高鐵酸鉀3g/L左右，并分次投加，則當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過30min后，其COD的去除率可達(dá)40%左右，且效果穩(wěn)定?；钚蕴课娇梢赃M(jìn)一步去除高鐵酸鉀反應(yīng)出水的COD，當(dāng)活性炭投加量高于10g/L，吸附反應(yīng)5h時(shí)，出水COD低于100mg/L，水平/因素高鐵酸鉀（g/L）初始濃度（mg/L）反應(yīng)時(shí)間（min）1 1 1307 602 3 717 303 6 358 120表1正交試驗(yàn)各影響因素水平取值第6E期馮浩，等高鐵酸鉀氧化法處理電子工業(yè)清洗廢水的試驗(yàn)研究項(xiàng)目數(shù)值初始COD（mg/L）717氧化出水COD（

10、mg/L）437 421 440COD去除率（%）39.0 41.3 38.6去除率相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（%）3.7結(jié)合單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)結(jié)果分析，對于這種試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性性質(zhì)的廢水，當(dāng)COD濃度為700mg/L左右時(shí)，調(diào)整pH=2，高鐵酸鉀投加量選取3g/L，且分2次投加，總反應(yīng)時(shí)間控制在30min左右，其COD的去除率可達(dá)到40%左右。2.6試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性在上述最佳試驗(yàn)條件下，重復(fù)三組高鐵酸鉀氧化試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，高鐵酸鉀氧化對電子清洗廢水中COD物質(zhì)的去除有較好的重現(xiàn)性。2.7高鐵酸鉀氧化出水經(jīng)活性炭吸附吸附等溫線（25）。由參數(shù)可知，活性炭對高鐵酸鉀氧化出水的吸附較符合Langmuir等

11、溫式，電子工業(yè)清洗廢水是較難生物降解的工業(yè)污水之一，因此，須采用其他方法對其進(jìn)行處理。文章通過室內(nèi)燒杯試驗(yàn)研究了采用高鐵酸鉀氧化法處理該種廢水的影響因素和方法，當(dāng)該種廢水的COD濃度在500800mg/L范圍內(nèi)時(shí)，調(diào)整廢水pH=2左右，投加量高鐵酸鉀3g/L左右，并分次投加，則當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過30min后，其COD的去除率可達(dá)40%左右，且效果穩(wěn)定?；钚蕴课娇梢赃M(jìn)一步去除高鐵酸鉀反應(yīng)出水的COD，當(dāng)活性炭投加量高于10g/L，吸附反應(yīng)5h時(shí)，出水COD低于100mg/L，在吸附過程中，是單分序號高鐵酸鉀（g/L）初始濃度（mg/L）反應(yīng)時(shí)間（min）反應(yīng)后COD（mg/L）COD去除率（%）1

12、 1 1307 60 1102 15.72 1 717 30 691 3.63 1 358 120 346 3.34 3 717 120 499 30.35 3 358 60 332 7.46 3 1307 30 906 30.77 6 358 30 365-0.38 6 1307 120 1294 19 6 717 60 655 8.6K1 22.6 47.4 31.7K2 68.4 42.5 34K3 9.3 10.4 34.62.4投加方式對氧化效果的影響總體來看，分次投加比單次投加時(shí)，COD去除率高出約10%左右。主要原因是由于高鐵酸鉀在酸度較高的情況下迅速分解，電子工業(yè)清洗廢水是較難

13、生物降解的工業(yè)污水之一，因此，須采用其他方法對其進(jìn)行處理。文章通過室內(nèi)燒杯試驗(yàn)研究了采用高鐵酸鉀氧化法處理該種廢水的影響因素和方法，當(dāng)該種廢水的COD濃度在500800mg/L范圍內(nèi)時(shí)，調(diào)整廢水pH=2左右，投加量高鐵酸鉀3g/L左右，并分次投加，則當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過30min后，其COD的去除率可達(dá)40%左右，且效果穩(wěn)定。活性炭吸附可以進(jìn)一步去除高鐵酸鉀反應(yīng)出水的COD，當(dāng)活性炭投加量高于10g/L，吸附反應(yīng)5h時(shí)，出水COD低于100mg/L，雖然分解后其氧化性仍然存在，但是已不能被充分利用，總體來說，分次投加更能夠有效利用高鐵酸鉀的氧化性。2.5正交試驗(yàn)結(jié)果分析由數(shù)據(jù)以及極差分析可以看出，在

14、所選定的影響因素和水平下，高鐵酸鉀的投加量是最重要的影響因素，其次是待處理廢水的濃度，再次是反應(yīng)時(shí)間的影響。355類型Freundlich方程q（mmg/g）K（LL/mg）K 1/n R2出水吸附76.3 7.155×10-3 3.3231 0.4235 0.6881Langmuir方程R20.862表5高鐵酸鉀氧化出水與清洗廢水經(jīng)活性炭吸附的吸附方程參數(shù)活性炭量（g/L）2 4 6 8 10 20吸附前COD（mg/L）442吸附后COD（mg/L）383 272 185 110 94 93高鐵酸鉀出水經(jīng)活性炭吸附前后的COD變化子層的化學(xué)吸附起主要作用。這可能由于高鐵酸鉀對廢水

15、的氧化程度有限，廢水中大部分污染物質(zhì)的結(jié)構(gòu)沒有被破壞，仍以原來的存在方式被吸附。出水COD表6所示為在最佳反應(yīng)條件下，高鐵酸鉀氧化出水經(jīng)活性炭吸附前后的COD值。經(jīng)過5h的吸附，當(dāng)投加的活性炭量大于10g/L時(shí)，出水COD降至100mg/L以下，符合國家污水綜合排放一級標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）。3結(jié)論（1）高鐵酸鉀氧化法對電子工業(yè)清洗廢水有一定的氧化處理作用，在pH值為2，電子工業(yè)清洗廢水是較難生物降解的工業(yè)污水之一，因此，須采用其他方法對其進(jìn)行處理。文章通過室內(nèi)燒杯試驗(yàn)研究了采用高鐵酸鉀氧化法處理該種廢水的影響因素和方法，當(dāng)該種廢水的COD濃度在500800mg/L范圍內(nèi)時(shí)，調(diào)整廢水p

16、H=2左右，投加量高鐵酸鉀3g/L左右，并分次投加，則當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過30min后，其COD的去除率可達(dá)40%左右，且效果穩(wěn)定?；钚蕴课娇梢赃M(jìn)一步去除高鐵酸鉀反應(yīng)出水的COD，當(dāng)活性炭投加量高于10g/L，吸附反應(yīng)5h時(shí)，出水COD低于100mg/L，分次投加高鐵酸鉀共3g/L，氧化反應(yīng)30min的條件下，對COD初始濃度為700mg/L左右的清洗廢水，其去除率達(dá)到40%左右。（2）活性炭吸附可以進(jìn)一步去除高鐵酸鉀反應(yīng)出水的COD，當(dāng)活性炭投加量高于10g/L，吸附反應(yīng)5h時(shí)，出水COD低于100 mg/L，符合排放標(biāo)準(zhǔn)。參考文獻(xiàn)1劉程,米裕民.表面活性劑性質(zhì)理論與應(yīng)用M.北京:北京工業(yè)大學(xué)出版社,2003：348-368. 2孫德智.環(huán)境工程中的高級氧化技術(shù)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002：46-55. 3孔凡貴.高級氧化技術(shù)處理油田水中污染物的研究D.大慶:大慶石油學(xué)院,2003,12-14. 4李瑞珍,張坤玲,張瑋.綠色多功能材料高鐵酸鉀的應(yīng)用研究進(jìn)展J.石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2008,20(4):47-49. 5王利平,徐金妹,董旭.高鐵酸鉀藥劑處理廢水的研究現(xiàn)狀J.工業(yè)水處理,2007,27(10):9-13. 6Graham N,Jiang C C,Li X Z,et al.The influence of pH on