部分金屬機(jī)械在加工生產(chǎn)過程中，會一定量的乳化液廢水，該廢水處理難度大，可生化性差，特點(diǎn)是水量少、有機(jī)污染物濃度高、油脂含量多等。
本研究主要針對廣州某機(jī)械加工企業(yè)產(chǎn)生的乳化液廢水處理項(xiàng)目開展前期實(shí)驗(yàn)性研究。查閱相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行分析后，提出采用“微電解+改良Fenton氧化處理”的組合工藝處理該乳化液廢水。
1、工程概況
項(xiàng)目：廣州某機(jī)械加工乳化液廢水。
1.1 水質(zhì)
該乳化液廢水水質(zhì)具體：pH：8.0~9.0，CODCr：15000~20000mg/L。
1.2 實(shí)驗(yàn)步驟
試驗(yàn)步驟：按照正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)表分別取多個(gè)500ml乳化液水樣，加入鐵炭填料(微電解成品填料)，曝氣不同時(shí)間后，再分別加入不同量的10%硫酸亞鐵和30%雙氧水進(jìn)行芬頓氧化，攪拌反應(yīng)不同時(shí)間，加入不同量的PAC、PAM后混凝沉淀，進(jìn)行靜置沉淀后，取上清液分別測試pH、COD等。
微電解反應(yīng)罐內(nèi)投加相同比例的鐵碳填料，采用小型曝氣機(jī)進(jìn)行空氣攪拌，安裝曝氣管網(wǎng)于反應(yīng)器底層，氣水比采用：5～8：1。通過控制雙氧水投加量和反應(yīng)時(shí)間調(diào)整測試芬頓氧化過程。
1.3 試驗(yàn)方法
微電解+改良Fenton氧化反應(yīng)的主要影響因數(shù)有雙氧水投加比例(雙氧水：CODCr，質(zhì)量比)、微電解+改良Fenton氧化處理的pH值、反應(yīng)時(shí)間等。本試驗(yàn)采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行試驗(yàn)分析，見表1;
2、試驗(yàn)結(jié)果與討論
2.1 正交試驗(yàn)結(jié)果
正交試驗(yàn)結(jié)果如表2所示：
采用簡單直觀分析法對正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析顯示。表2中，I1表示某個(gè)因素第i水平的實(shí)驗(yàn)結(jié)果之和，表2中三因素的I1值，求出極差Rj，極差越大表示該因素對去除率影響越大。由此得出，三因數(shù)對去除率影響大小為：A>B>C，雙氧水：CODCr的A(質(zhì)量比)最佳組合為：A3B1C3。
2.2 COD去除率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系
本實(shí)驗(yàn)的初始條件：微電解反應(yīng)pH值為3.5，雙氧水：CODCr的質(zhì)量比(A)為1.2：1。調(diào)整微電解+改良芬頓氧化的總反應(yīng)時(shí)間，通過測定COD去除率，確定合適的反應(yīng)時(shí)間。試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示，在反應(yīng)時(shí)間前6h，COD的去除率與反應(yīng)時(shí)間呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。在反應(yīng)時(shí)間6h時(shí)，COD的去除率可達(dá)到90%以上。
2.3 COD去除率與微電解反應(yīng)pH值的關(guān)系
本實(shí)驗(yàn)的初始條件：雙氧水：CODCr的質(zhì)量比(A)為1.2：1，反應(yīng)時(shí)間為6h。調(diào)整微電解反應(yīng)不同的pH值，通過測定COD去除率，確定最佳反應(yīng)的pH值。
試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，(1)COD的去除率與微電解反應(yīng)pH值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，pH值越低，COD的去除率則越高。(2)在酸性條件下pH3-4，微電解反應(yīng)可以得到較高的COD去除率。
3、反應(yīng)機(jī)理探討
3.1 電極反應(yīng)過程
根據(jù)團(tuán)隊(duì)之前的試驗(yàn)論文原理探討，微電解工藝電極反應(yīng)過程如下：
由上述電極反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位可知，在酸性充氧條件下標(biāo)準(zhǔn)電極點(diǎn)位最大，電化學(xué)腐蝕反應(yīng)進(jìn)行最快。同時(shí)，由于亞鐵的生成，在一定程度上克服了陽極的極化反應(yīng)，促進(jìn)了鐵的電化學(xué)腐蝕進(jìn)程。
3.2 Fenton氧化效應(yīng)
電化學(xué)氧化反應(yīng)過程中，在有氧的情況下，陰極產(chǎn)生大量新生態(tài)H·和OH·等自由基是強(qiáng)氧化基團(tuán)，在偏酸的條件下，能與廢水中許多有機(jī)污染物組分發(fā)生強(qiáng)烈的氧化還原反應(yīng)，使廢水中大分子有機(jī)物發(fā)生斷鏈降解成小分子物質(zhì)。
4、結(jié)語
(1)微電解+芬頓氧化處理工藝是兩種強(qiáng)氧化工藝的結(jié)合，微電解過程產(chǎn)生的新生態(tài)的亞鐵、羥基自由基等具有氫氧化性，及催化性能的氧化態(tài)物質(zhì)，給后續(xù)芬頓氧化提供了足夠的催化劑及氧化劑;兩者結(jié)合具有很強(qiáng)的氧化還原作用，起Fenton氧化效應(yīng)，對乳化液的去除具有良好的效果。
(2)微電解+芬頓氧化處理乳化液廢水的最佳工藝條件是雙氧水：CODCrA(質(zhì)比)1.2：1，pH值3.5，反應(yīng)時(shí)間6h。COD的去除率高達(dá)到90%。
(3)本試驗(yàn)微電解+芬頓氧化處理工藝具有COD去除率高，處理設(shè)備簡單等優(yōu)點(diǎn)，但運(yùn)行成較高，適用于難降解的高濃度有機(jī)廢水預(yù)處理系統(tǒng)，在實(shí)際工程應(yīng)用中具有一定的推廣使用價(jià)值。( >
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