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PROBAN阻燃布的生產常應用四羥甲基氯化磷(THPC)實行處置,其工藝過程通常是浸軋—烘干—氨熏—氧化—水洗,該工藝產生含磷廢水。通常含磷工業(yè)廢水處理除磷的辦法有生化法、物理法、化學法或電化學法,例如厭氧或好氧活性污泥法、臭氧氧化、Fenton氧化、黏土吸附、反滲透工藝、混凝沉淀、微電解等。本文研討了鐵碳微電解聯(lián)用Fenton氧化去除含THPC的阻燃布生產廢水,著重研討了鐵碳微電解處置該類廢水的影響要素,并對各影響要素實行了顯著性剖析.
1、實驗辦法
鐵碳微電解法是基于鐵的電化學腐蝕原理,將鐵屑、炭粒浸泡在電解質溶液中構成無數微小的腐蝕原電池來處置廢水,通常以為其具有絮凝、吸附、卷掃、共沉、電化學復原等多種作用.鐵屑在電解質溶液中作為陽極被腐蝕,而炭粒作為陰極,反響體系中產生大量有較強活性的Fe2+、H•,可使廢水中有機物的構造和特性發(fā)作變化,因而對有機物具有斷鏈、開環(huán)等作用.Fenton氧化是一種高級氧化辦法,在酸性條件下,H2O2在Fe2+的催化作用下產生具有強氧化性的羥基自在基(•OH),Fe2+來源于鐵碳微電解反響.•OH與大多數有機污染物都能夠發(fā)作快速的鏈式反響,無選擇性地把有害物質氧化成CO2、H2O或礦物鹽,無二次污染.
2、原料的預處置
廢鐵屑先在熱的肥皂水中浸泡去除外表油污,洗凈后在5%稀鹽酸中浸泡30min以去除外表氧化層,洗凈備用.
活性炭采用市售椰殼活性炭,粒度約2~3mm.預先在需處置廢水中浸泡1d,使其吸附飽和,再洗凈備用,以降低活性炭吸附對鐵碳微電解反響的影響.
廢水的預處置依據實驗需求添加5%的稀硫酸調理pH值,用phs-3C型酸度計測定,原水的pH=6.
3、單要素剖析
綜合文獻所述鐵碳微電解的影響要素剖析,選擇鐵碳質量比、反響時間、曝氣量、原水pH值作為變量,繪制出各變量的單要素影響曲線以肯定本次實驗的最佳條件.鐵碳投加量固定按所處置廢水量體積的5%實行投加。Fenton法處置經鐵碳微電解處置后廢水上清液時,H2O2添加量為0.4%,即每升廢水中參加約13L體積分數為30%的H2O2.
3.1 不同鐵碳質量比的除磷效果
調理pH=4,反響時間為60min,曝氣量1.5L?min-1,鐵屑和活性炭在反響體系中構成鐵-炭原電池,到達去除廢水中污染因子的效果.取鐵炭質量比5∶1、10∶1、15∶1、20∶1、25∶1,實驗結果見圖1.
從圖1能夠看出,當鐵碳質量比增大時,廢水中總磷的去除率呈現不時增大趨向,剖析思索,緣由為鐵的增加使體系中產生了更多的原電池,處置才能逐漸增強.但是當鐵碳比大于10∶1時,處置效率的提升是很遲緩的,從廢水處置的經濟性思索,選取恰當的鐵碳質量比為10∶1.
3.2 不同曝氣量的除磷效果
固定pH=4,鐵碳質量比為10∶1,反響時間為60min,不同曝氣量0.5、1、1.5、2、3L?min-1,實驗結果如圖2.
從圖2能夠看出,曝氣量增加可以進步磷的去除率,但是曝氣量到達1L?min-1時,處置效果提升變得遲緩,繼續(xù)增大曝氣量時,處置效果反而有降落的趨向,思索是過量曝氣招致Fenton反響不能順利實行,影響了處置效果.綜合思索選擇最佳曝氣量為1.5L?min-1.
3.3 不同反響時間的除磷效果
固定pH=4,鐵碳質量比10∶1,曝氣量1.5L?min-1,在不同反響時間30、45、60、75、90min下的實驗結果如圖3.
從圖3能夠看出,當反響時間越長,廢水中總磷的去除率越高.剖析思索是隨著反響時間的延長,鐵碳微電解反響越完整,并且在此過程中更多的Fe(0)轉化為Fe2+,而Fe2+正是后續(xù)Fenton反響所必需.反響60min后,處置效率提升遲緩,因而取最佳反響時間為60min.
3.4 不同廢水pH值時的除磷效果
固定鐵碳質量比10∶1,反響時間60min,曝氣量1.5L?min-1,思索到后續(xù)Fenton法在中性或堿性條件下Fe2+不能激起H2O2產生羥基自在基?OH,只能在酸性條件下發(fā)作作用,廢水的pH值依據原水狀況實行加酸調整pH=2、3、4、5、6,結果見圖4.
從圖4能夠看出,在pH值為3~4時,處置效果最好,思索是由于廢水越接近中性,后續(xù)Fenton反響處置效果越差招致最終去除率降低,因而調理廢水pH=4為最佳.
4、正交實驗剖析
經過單要素實驗肯定了各變量的合適條件,為肯定在沒有參加H2O2時,各要素對處置廢水除磷的影響主次次第,選擇了四要素三程度的正交實驗,表1為要素程度,表2為實驗結果.
從表2能夠看出,極差大小次第依次為RpH>Rt>Rr>RQ,闡明在鐵碳微電解處置廢水時,廢水pH對去除效果的影響最大,其次是反響時間的影響,而曝氣量對去除磷的作用影響最小.由于曝氣量Q各程度間極差最小,將該列取為誤差列,對正交實驗結果實行方差剖析,結果見表3.
查F-散布臨界值表,F0.01(2,2)=99.01<要素pH的F比值,因而pH值的改動對結果存在極顯著的影響;F0(.12,2)=9.00<反響時間的F比值,因而反響時間的改動對結果存在顯著的影響;而鐵碳質量比和曝氣量則對結果影響無顯著差別.
5、結論與討論
1)鐵碳微電解和Fenton氧化聯(lián)用對阻燃布廢水除磷效果比擬理想,磷去除率能到達90%以上.
2)僅應用鐵碳微電解法處置廢水時,廢水的pH值和反響時間應該是著重思索的要素.
3)實驗中固定了鐵碳投加量和H2O2的投加量,無法肯定這兩個要素對反響結果的影響,這是下一步需求嘗試的方向.9:38 2021/11/27