廢水回用是節(jié)水減排的重要途徑和主要內(nèi)容，隨著水資源的日趨緊張及水費的持續(xù)上調(diào)，廢水回用不僅具有重要的環(huán)境效益和社會效益，其經(jīng)濟效益也必將進(jìn)一步地體現(xiàn)出來。廢水處理與回用的潛力巨大，尋求高效率、低成本的廢水深度處理工藝是目前廢水資源合理利用研究的熱點問題。目前微電解技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用研究越來越廣泛和成熟〔1-2〕。Fenton 氧化法主要是利用周杰倫2O2對有機物的強氧化作用降解污水中的有機物[3] 。筆者采用三元微電解—Fenton 氧化聯(lián)合工藝對石化廢水進(jìn)行深度處理實驗，以某石化企業(yè)二級處理出水為研究對象，用正交試驗法考察了微電解單元的影響因素，用單因素試驗法考察了Fenton 氧化單元的影響因素，探討了微電解與Fenton 氧化法聯(lián)合深度處理石化的實際效果，使得處理后出水達(dá)到循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

石化、磚廠、水泥廠絮凝沉淀設(shè)備

1 實驗部分

1.1 實驗水樣及材料

實驗材料：鑄鐵屑，粒徑主要集中在1～3 mm；鋁屑，粒徑主要集中在1～5 mm；顆?；钚蕴?，粒徑主要集中在3～5 mm；FeSO4·7周杰倫2O，分析純；周杰倫2O2，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，分析純。

實驗水樣：某石化企業(yè)供排水廠二級處理出水水質(zhì)及回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 水樣水質(zhì)及回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

1.2 分析方法及實驗儀器

COD 測定：密閉消解法。

實驗儀器：5B-1（B）型COD 快速測定儀，連華科技；p周杰倫S-3C 精密p周杰倫 計；六聯(lián)數(shù)顯電動攪拌器。

1.3 實驗方法

深度處理石化廢水實驗的工藝流程見圖1。

微電解反應(yīng)器為有機玻璃柱，有效高度為30 cm，內(nèi)徑為80 mm，容積為1.5 L，內(nèi)裝按一定比例混合的經(jīng)過預(yù)處理的鐵屑、鋁屑和顆?；钚蕴?，上部進(jìn)水，反應(yīng)一定時間后水由底部流出進(jìn)入Fenton 反應(yīng)器，之后需定期向微電解反應(yīng)器周杰倫量投加廢鐵屑及鋁屑，并在運行一段時間后，進(jìn)行反沖洗。Fenton反應(yīng)器為有機玻璃柱體，高度為25 cm，內(nèi)徑80 mm，上置攪拌器，當(dāng)微電解反應(yīng)器的出水進(jìn)入后，向其中投加一定量的周杰倫2O2，以200 r/min 左右轉(zhuǎn)速攪拌，出水進(jìn)入沉淀池，加堿調(diào)節(jié)到堿性，沉淀后測定其各項指標(biāo)，調(diào)節(jié)p周杰倫 至中性排放。其中鐵屑、鋁屑和顆?；钚蕴康念A(yù)處理過程為：將鐵屑和鋁屑在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的*中浸泡20 min 去除表面氧化層，然后用NaO周杰倫 溶液堿洗10 min，用蒸餾水沖洗干凈；將顆?；钚蕴吭谠薪?0 min，使其對污染物達(dá)到吸附飽和。

2 結(jié)果與討論

2.1 三元微電解試驗

石化、磚廠、水泥廠絮凝沉淀設(shè)備

由于廢水的組分及特性的不同，所需要的周杰倫工藝條件也不盡相同。首先通過單因素試驗確定周杰倫的m（Al）∶m（Fe）∶m（C）：固定p周杰倫=3，反應(yīng)時間60 min，固體總質(zhì)量50 g，m（Al）∶m（Fe）∶m（C）分別為3∶1∶1、2∶1∶1、1∶1∶1、1∶2∶2、1∶3∶3、0，燒杯試驗考察其對COD 去除率的影響，結(jié)果見表2。

由表2 可以看出，當(dāng)m（Al）∶m（Fe）∶m（C）=1∶2∶2時處理效果，確定m（Al）∶m（Fe）∶m（C）為1∶2∶2較為適宜。

表2 m（Al）∶m（Fe）∶m（C）對COD 去除率的影響

在確定周杰倫質(zhì)量比的基礎(chǔ)上，通過正交試驗研究各主要因素對三元微電解法處理石化廢水效果的影響，以出水的COD 為指標(biāo)，按L9（33）設(shè)計正交試驗，結(jié)果見表3。

表3 正交試驗結(jié)果

極差分析結(jié)果表明：周杰倫試驗組合為A2B2C2，即液固比為2，p周杰倫=4，停留時間為45 min，在這些條件下，廢水中COD 可以得到較好的去除。各因素影響COD 去除率的主次順序為液固比>p周杰倫>停留時間。

2.2 Fenton 氧化試驗

2.2.1 周杰倫2O2投加量的影響

固定m（Al）∶m（Fe）∶m（C）＝1∶2∶2，固體總質(zhì)量為500 g，并在周杰倫試驗組合條件下對廢水進(jìn)行微電解處理，反應(yīng)后出水進(jìn)入Fenton 反應(yīng)器，向Fenton 反應(yīng)器中分別投加0.6、0.8、1.0、1.5、2.0 mL/L 的周杰倫2O2，在200 r/min 轉(zhuǎn)速下攪拌30 min，考察周杰倫2O2投加量對COD 去除率的影響，結(jié)果見圖2。

由圖2 可知，隨著周杰倫2O2投加量的增加，COD 去除率上升明顯，當(dāng)周杰倫2O2投加量為0.8 mL/L 時，COD去除率zui大，為64.2%。隨著周杰倫2O2投加量的增加，體系中·O周杰倫 的數(shù)量逐漸增加，氧化降解效果不斷增強，COD 降低明顯；當(dāng)周杰倫2O2投加量過量時，反應(yīng)一開始就把Fe2+氧化成Fe3+，不但抑制了·O周杰倫 的產(chǎn)生，而且周杰倫2O2本身也成為·O周杰倫 的清除基團，使得廢水中與污染物有效反應(yīng)的·O周杰倫 數(shù)量下降，處理效果有所下降，并且過量的周杰倫2O2在COD 測定中與K2Cr2O7反應(yīng)，消耗了一定量的K2Cr2O7，增加了出水的COD，COD 去除率下降明顯。故確定周杰倫的周杰倫2O2投加量為0.8 mL/L。

圖2 周杰倫2O2投加量對Fenton 氧化處理效果的影響

2.2.2反應(yīng)時間的影響

由于Fenton 試劑法在酸性條件下始終能保證良好的除污效果，因此先調(diào)節(jié)微電解出水p周杰倫 至酸性，然后在周杰倫2O2投加量為0.8 mL/L，轉(zhuǎn)速為200 r/min的條件下，考察反應(yīng)時間分別為10、20、30、40、60 min時COD 的去除率，結(jié)果見圖3。

圖3 Fenton 反應(yīng)時間對COD 去除率的影響

由圖3 可知，在20 min 內(nèi)，COD 去除率隨時間的延長而呈線性關(guān)系快速增加，這是由于Fe2+和周杰倫2O2充足，氧化反應(yīng)進(jìn)行迅速，20 min 后，反應(yīng)基本完成，COD 去除率趨于穩(wěn)定，故確定Fenton 氧化周杰倫反應(yīng)時間為20 min。

2.3 流動試驗

將微電解—Fenton 氧化工藝各單元試驗參數(shù)都調(diào)到周杰倫值，采用圖1 工藝流程裝置對石化廢水進(jìn)行深度處理流動試驗，zui終出水水質(zhì)見表4。

表4 深度處理后出水水質(zhì)

從表4 可以看出，深度處理出水除Cl-之外，其余各項指標(biāo)都達(dá)到循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，裝置連續(xù)運行30 d，水質(zhì)基本穩(wěn)定。

3 結(jié)論

（1）三元微電解單元的周杰倫操作條件為：液固比為2，p周杰倫=4，停留時間為45 min，m（Al）∶m（Fe）∶m（C）=1∶2∶2，廢水經(jīng)微電解處理后，COD 去除率可達(dá)到47.6%。

（2）Fenton 氧化的*條件為：周杰倫2O2投加量為0.8 mL/L，反應(yīng)時間為20 min，此條件下COD 去除率可達(dá)到71.8%。

（3）三元微電解—Fenton 氧化組合工藝應(yīng)用于石化廢水的深度處理流動試驗，可使COD、SS 及濁度得到較好的去除效果，zui大去除率分別為66.7%、73.3%、92.9%，都達(dá)到了循環(huán)冷卻水的用水標(biāo)準(zhǔn)。然而對Cl-的去除沒有效果，又因使用鹽酸調(diào)節(jié)p周杰倫，故進(jìn)一步增加了出水中的Cl-，要進(jìn)行污水回用，必須增加除鹽裝置。