焦亞硫酸鈉法保險粉生產(chǎn)廢水處理處理技術(shù)

摘要：采用超聲波-Fenton試劑-曝氣相結合處理保險粉生產(chǎn)廢水。探討了超聲波-曝氣對保險粉生產(chǎn)廢水處理的協(xié)同作用以及多種因素對保險粉生產(chǎn)廢水處理效果的影響，獲得了最佳工藝條件：100mLCOD為11500mg/L的廢水（初始pH=5）在超聲功率為200W下，輻射60min，H2O2用量1.3mL，FeSO4用量為0.06g的條件下，COD去除率達到83%。

關(guān)鍵詞：超聲；Fenton試劑；曝氣；保險粉生產(chǎn)廢水；廢水處理

保險粉（連二亞硫酸鈉）是一種強還原劑，在紡織工業(yè)作為棉織物助染劑和絲毛織物漂白劑，在造紙、食品、醫藥等行業(yè)是不可替代的化工助劑。未來(lái)全球保險粉需求增長(cháng)空間巨大，具有良好的市場(chǎng)前景。目前，國內保險粉生產(chǎn)工藝有兩種：鋅粉法、甲酸鈉法。就規模而言，甲酸鈉法的產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的90%；就技術(shù)而言，甲酸鈉法實(shí)現工業(yè)化的技術(shù)較晚，但產(chǎn)品質(zhì)量穩定，產(chǎn)量高，生產(chǎn)能力大，制造成本低，污染輕。在甲酸鈉法中又分為焦亞硫酸鈉法和堿法。焦亞硫酸鈉法的生產(chǎn)工藝更先進(jìn)[1-2]。在焦亞硫酸鈉法生產(chǎn)保險粉的過(guò)程中，產(chǎn)生出一股流量很小，COD濃度很高的有機廢水，其組分復雜，含有亞硫酸鹽、甲酸鈉、甲醇、邦特鹽等[3]。對于該類(lèi)廢水的處理，大、中型企業(yè)普遍采用兩種方法：（1）分步回收；（2）先焚燒，后生化處理的方法。這兩種方法廢水處理裝置投資大，運行費用高，中、小型企業(yè)難以承受。

超聲是一種有效的水處理高級氧化技術(shù)，超聲在溶液中的空化作用能降解其中的有機污染物，超聲波凈化法被認為是一種清潔且具良好前景的高級氧化技術(shù)[4-5]。然而，由于超聲波的自由基產(chǎn)率較低，它需要提高超聲波強度和增加時(shí)間。因此，適當輔助其他方法來(lái)提高反應速率是增加COD去除率的有效途徑。

我們針對保險粉生產(chǎn)廢水污染物含量高（COD 11500mg/L），采用超聲波-Fenton試劑-曝氣相結合的超聲波催化氧化法處理保險粉生產(chǎn)廢水，方法簡(jiǎn)單，COD去除率高，有潛在的應用價(jià)值。

1、焦亞硫酸鈉法保險粉生產(chǎn)廢水處理的實(shí)驗部分

1.1 實(shí)驗儀器與試劑

儀器：SK2510HP型超聲波清洗器一臺，山本8000型增氧泵（4.9W）一臺，電子數字天平一臺，766型遠紅外輻射干燥箱一臺，密封微波消解罐10個(gè)。試劑：30%H2O2，Ca（OH）2，FeSO4，Ag2SO4，HgSO4，濃H2SO4，K2Cr2O7，（NH4）2Fe（SO4）2，均為分析純。

1.2 廢水

廢水取至廣東某保險粉生產(chǎn)企業(yè)，外觀(guān)呈淡黃色，密度為1.1g/mL，pH為7.8，COD平均值為11500mg/L。亞硫酸鹽、甲酸鈉、甲醇、邦特鹽。

1.3 實(shí)驗方法

在250mL錐形瓶中，加入100mL已調好pH值的廢水，加入適量的FeSO4和H2O2（30%），在室溫下置于水浴中，開(kāi)啟超聲波發(fā)生器，曝氣，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后，取出。用Ca（OH）2調pH=8～9，過(guò)濾后用微波法[6]測其濾液的COD值，用此COD的去除率表征廢水的降解效果。

2、焦亞硫酸鈉法保險粉生產(chǎn)廢水處理的實(shí)驗結果與討論

初步實(shí)驗表明，廢水初始pH值，超聲輻射時(shí)間， 超聲輻射功率，FeSO4用量，H2O2用量對COD的去除率有較大的影響，分別實(shí)驗探討最佳條件。

2.1 初始pH值對COD去除率的影響

取100mL廢水，加入0.9mL H2O2、0.06g FeSO4，超聲輻射功率為250W，超聲輻射時(shí)間60min，用硫酸調pH值，試驗pH值對廢水COD去除率的影響，結果見(jiàn)圖1。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

pH值是影響Fenton反應的一個(gè)非常重要的因素，從圖1可以看出，pH=5時(shí)COD去除率最大。pH<5時(shí)COD去除率迅速下降，pH>5時(shí)COD去除率也下降較快。其原因為：Fe2+與H2O2反應生成的產(chǎn)物有OH-，其反應式為：Fe2+ + H2O2—→Fe3+ + OH- + ·OH

從上面的反應式可知，pH高不利于反應生成·OH，·OH能氧化大部分的有機物，是使COD降低的重要因素，·OH數量少處理效果也就差，而且，pH過(guò)高，H2O2不穩定，易分解。酸性過(guò)強時(shí)，處理效果也不佳，因為根據反應式：

Fe3+ + H2O2—→Fe2+ + H+ + ·OH

可知pH太低時(shí)，對反應有抑制作用，阻礙Fe3+轉化Fe2+而再生，使催化反應不能順利進(jìn)行，反應生成·OH也將會(huì )偏少。另一方面，若pH過(guò)低，Fenton鏈反應的效率受到影響，導致COD的去除率降低。

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