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1、芬顿试剂法降解高浓度制药废水摘要：芬顿试剂具有非常高的氧化能力。本文以某制药厂车间废水为实验用水，调节 废水 pH 值、H2O2（30%）投加量、FeSO47H2O 投加量和反应时间的不同，分析探讨了降 解高浓度制药废水的最加条件，试验表明，在最佳条件下芬顿试剂对此废水 CODcr的处理 效率可达到 65%。 关键词：制药废水 芬顿试剂 CODcr去除率 某制药厂主要生产降血压药物及制剂，生产废水量约为 1000m3/d，水质成分复杂，污 染物浓度高，含有大量难降解物质。经分析调查决定对高浓度废水采取预处理措施，本研 究采用芬顿试剂法降解该废水取得了较为满意的结果，CODcr的去除率可达 65
2、%。 1.实验部分实验部分 1.1 废水水质 某制药厂车间生产所产生的废水水质水量见下表：表 1 车间产生的废水水质水量色度pHCODcrBOD5/CODcr水量51.52000024000 mg/l0.271000m3/d1.2 试验仪器和试剂：85-2 型恒温磁力搅拌器（上海司乐仪器有限公司） 、PHS-25 数显酸度计（中国杭州雷 磁分析仪器厂） 、30%H2O2（分析纯，莱阳经济技术开发区精细化工厂） 、FeSO47H2O（上 海第二钢铁厂） 、固体 NaOH（国药集团化学试剂有限公司） 、浓 H2SO4（分析纯，莱阳双 双化工有限公司） 。1.3 反应机理： Fe2+H2O2 Fe3
3、+ +OH+OH(1) Fe3+H2O2Fe2+HO2+H + （2） Fe2+ +OH Fe3+ +OH (3) Fe 3+ HO2 Fe2+ +O2+H + (4) OH+ H2O2H2 O+HO2 (5) OH+ 有机物分子 产物 (6) OH+OH H2O2 (7) Fenton 试剂是由 H2O2和 Fe2+组成的混合体系。它通过催化分解 H2O2产生OH 氧化 有机物分子，特大分子有机物降解为小分子，或矿化为 CO2和 H2O 等无机物。1.4 试验方法1.4.1 不同 pH 值影响温度在 10的条件下，取 200ml 水样调至不同的 pH 值，先后加入 0.8gFeSO47H2O
4、、8mlH2O2，搅拌反应 2 小时后，用定性滤纸过滤，分别测定其 CODcr值。1.4.2 H2O2投加量影响温度在 10的条件下，取 200ml 水样调至 pH 值 4，投加等量的 FeSO47H2O0.8g，H2O2投加量不同, 搅拌反应 2 小时后，用定性滤纸过滤，分别测定其 CODcr值。1.4.3 FeSO47H2O 投加量影响温度在 10的条件下，取 200ml 水样调至 pH 值 4，分别投加不等量的FeSO47H2O，H2O2投加 8ml, 搅拌反应 2 小时后，用定性滤纸过滤，分别测定其 CODcr值。1.4.4 反应时间影响温度在 10的条件下，取 200ml 水样调至
5、pH 值 4，分别投加等量的 FeSO47H2O 0.8g，H2O2投加 8ml, 搅拌，反应不同的时间后，用定性滤纸过滤，分别测定其 CODcr值。2.结果与讨论结果与讨论 2.1 pH 值不同对 CODcr去除率的影响10的条件下，FeSO47H2O 投加 0.8g，H2O2投加 8ml/L，反应时间 2 小时，不同 pH 值对 CODcr去除率的影响。PH1.5234567 COD 去除率（%）5.117.227.6523120.77 滤液 COD （mg/l）2277619872173761152016560193022232001020304050601234567 pH 值CODc
6、r (%)图 1 不同 pH 值对废水 CODcr去除率的影响 由图 1 可以看出，原水（pH=1.5）处理效果很差，随着 pH 值的升高，去除率也在不 断上升。这是因为 pH 值过低反应 Fe3+H2O2Fe2+HO2+H +（2） 、Fe 3+ HO2 Fe2+ +O2+H +（4）受到抑制，Fe3+ 不能顺利地被还原为 Fe2+，造成反应 Fe2+H2O2 Fe3+ +OH+OH（1）受到抑制，OH 很难生成。当废水 pH 值为 4 时，对 CODcr去除率达 到最高值，继续提高废水的 pH 值，CODcr去除率反而下降，这是因为 pH 值过高， Fe2+形成了氢氧化物沉淀，也不利于 F
7、e2+H2O2 Fe3+ +OH+OH（1）的进行，另一 方面，过高的 OH也不利于 Fe2+H2O2 Fe3+ +OH+OH（1）的进行。根据实验结果 得知，芬顿试剂在处理该废水的最佳 pH 值为 4.0。 2.2 H2O2投加量不同对 COD 去除率的影响10的条件下，pH 值取 4，FeSO47H2O 投加量为 0.8g，反应 2 小时的条件下， 投加不同量的 H2O2 对 CODcr去除率的影响 双氧水投加量(ml/L)25102030 COD 去除率（%）1730606263 滤液 COD （mg/l）19920168009600912088800102030405060702510
8、2030 H2O2投加量(ml/L)COD%图 2 不同 H2O2投加量对废水 CODcr去除率的影响 从图 2 中可以看出，反应开始 CODcr的去除效率是随着 H2O2投加量增加而增加的。在投 加量小于 10ml/L 时，其递增幅度较大，这是因为随着 H2O2投加量增加，有利于反应 Fe2+H2O2 Fe3+ +OH+OH（1）的进行，OH 的浓度也随之相应提高，去除率也就大大 增加。当继续增大 H2O2投加量时，过量的 H2O2会与OH 发生反应OH+ H2O2H2 O+HO2 （5） 。造成OH 的含量逐渐减少，另外，在酸性溶液中，K2Cr2O4的氧化能力要高于 H2O2，这会使一部分
9、 H2O2被氧化，测定出的 COD 浓度也就相应偏高。从经济和去除效率 的角度来看，H2O2投加量宜选择 10ml/L 2.3 FeSO47H2O 投加量不同对 COD 去除率的影响10的条件下，pH 值 4，H2O2投加 2ml，反应 2 小时的条件下，投加不同量的 FeSO47H2O 对 CODcr去除率的影响 FeSO47H2O 投加量(g/L)12345 COD 去除率（%）3048655853 滤液 COD （mg/l）16800124808400100801128001020304050607012345 FeSO47H2O 投加量（g/L)COD 去除率(%)图 3 不同 FeS
10、O47H2O 投加量对 CODcr去除率的影响从图 3 中可以看出，FeSO47H2O 投加量由 1g/L 升至 3g/L 时，CODcr的去除率逐步提高， 最高达到 65%。继续增加投加量，去除率有小幅降低，分析其原因是因为起初OH 的含量 会随着 Fe2+浓度的增加而增加，有利于 CODcr的降低，但是当 Fe2+浓度过高时 Fe2+将会与 生成的OH 发生反应，此时OH 的浓度随着 Fe2+浓度的增加而减小，所以去除率有所降低， 因此我们采用的 FeSO47H2O 投加量为 3g/L。 2.4 反应时间对对 COD 去除率的影响10的条件下，pH 值 4，FeSO47H2O 投加量为 0
11、.6g，H2O2的投加量为 2ml 的条件下，不 同反应时间对 COD 去除率的影响 反应时间(min)20406090120 COD 去除率 （%）5061.265.365.165.5 滤液 COD （mg/l）12000931283288376828001020304050607020406090120反应时间（min）COD 去除率（%）图 4 不同反应时间对 CODcr 去除率的影响 从图 4 中可以看出，随反应时间的增加去除率也在较小幅度的升高，但 1 小时后升幅明显 减慢，最终趋于稳定。故我们采用的反应时间为 1 小时。 结论结论 1） 在 pH 值为 4，FeSO4投加量为 3g
12、/L，H2O2的投加量为 10ml/L，反应时间为 1 小时的 条件下，芬顿试剂该厂高浓度制药废水的处理效率可以达到 65%。 2） 本研究所有试验均在 10左右进行，低于 Fenton 试剂反应的最加温度为 2540， 但处理效果较好，适用于温度低于最佳温度的废水处理。 3） 试验中加入 H2O2后产生较多量沉淀，在实际应用中应考虑沉淀的去除。参考文献： 1 彭贤玉，杨春平等，Fenton混凝沉淀法处理焦化废水的研究 环境科学与技术，20062 马承愚，彭英利编著.高浓度难降解有机废水的治理与控制 化学工业出版社，2007 3. 程学文，栾金义等，p H 调节一 Fenton 试剂氧化法预处理间甲酚生产氧化废水 化工环 保，2005
