廢水回用是節水減排的重要途徑和主要內容，隨著(zhù)水資源的日趨緊張及水費的持續上調，廢水回用不僅具有重要的環(huán)境效益和社會(huì )效益，其經(jīng)濟效益也必將進(jìn)一步地體現出來(lái)。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(diǎn)問(wèn)題。目前微電解技術(shù)在污水處理中的應用研究越來(lái)越廣泛和成熟〔1-2〕。Fenton 氧化法主要是利用H2O2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(shí)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)合深度處理石化廢水的實(shí)際效果，使得處理后出水達到循環(huán)冷卻水水質(zhì)標準的要求。
1 實(shí)驗部分
1.1 實(shí)驗水樣及材料
實(shí)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；FeSO4·7H2O，分析純；H2O2，質(zhì)量分數為30%，分析純。
實(shí)驗水樣：某石化企業(yè)供排水廠(chǎng)二級處理出水水質(zhì)及回用水水質(zhì)標準見(jiàn)表1。
表1 水樣水質(zhì)及回用水水質(zhì)標準
1.2 分析方法及實(shí)驗儀器
COD 測定：密閉消解法。
實(shí)驗儀器：5B-1（B）型COD 快速測定儀，連華科技；pHS-3C 精密pH 計；六聯(lián)數顯電動(dòng)攪拌器。
1.3 實(shí)驗方法
深度處理石化廢水實(shí)驗的工藝流程見(jiàn)圖1。
微電解反應器為有機玻璃柱，有效高度為30 cm，內徑為80 mm，容積為1.5 L，內裝按一定比例混合的經(jīng)過(guò)預處理的鐵屑、鋁屑和顆�；钚蕴�，上部進(jìn)水，反應一定時(shí)間后水由底部流出進(jìn)入Fenton 反應器，之后需定期向微電解反應器內定量投加廢鐵屑及鋁屑，并在運行一段時(shí)間后，進(jìn)行反沖洗。Fenton反應器為有機玻璃柱體，高度為25 cm，內徑80 mm，上置攪拌器，當微電解反應器的出水進(jìn)入后，向其中投加一定量的H2O2，以200 r/min 左右轉速攪拌，出水進(jìn)入沉淀池，加堿調節到堿性，沉淀后測定其各項指標，調節pH 至中性排放。其中鐵屑、鋁屑和顆�；钚蕴康念A處理過(guò)程為：將鐵屑和鋁屑在質(zhì)量分數為5%的稀鹽酸中浸泡20 min 去除表面氧化層，然后用NaOH 溶液堿洗10 min，用蒸餾水沖洗干凈；將顆�；钚蕴吭谠薪�30 min，使其對污染物達到吸附飽和。
2 結果與討論
2.1 三元微電解試驗
由于廢水的組分及特性的不同，所需要的最佳工藝條件也不盡相同。首先通過(guò)單因素試驗確定最佳的m（Al）∶m（Fe）∶m（C）：固定pH=3，反應時(shí)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，結果見(jiàn)表2。
由表2 可以看出，當m（Al）∶m（Fe）∶m（C）=1∶2∶2時(shí)處理效果最好，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
在確定最佳質(zhì)量比的基礎上，通過(guò)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，按L9（33）設計正交試驗，結果見(jiàn)表3。
表3 正交試驗結果
極差分析結果表明：最佳試驗組合為A2B2C2，即液固比為2，pH=4，停留時(shí)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>pH>停留時(shí)間。
2.2 Fenton 氧化試驗
2.2.1 H2O2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，并在最佳試驗組合條件下對廢水進(jìn)行微電解處理，反應后出水進(jìn)入Fenton 反應器，向Fenton 反應器中分別投加0.6、0.8、1.0、1.5、2.0 mL/L 的H2O2，在200 r/min 轉速下攪拌30 min，考察H2O2投加量對COD 去除率的影響，結果見(jiàn)圖2。
由圖2 可知，隨著(zhù)H2O2投加量的增加，COD 去除率上升明顯，當H2O2投加量為0.8 mL/L 時(shí)，COD去除率最大，為64.2%。隨著(zhù)H2O2投加量的增加，體系中·OH 的數量逐漸增加，氧化降解效果不斷增強，COD 降低明顯；當H2O2投加量過(guò)量時(shí)，反應一開(kāi)始就把Fe2+氧化成Fe3+，不但抑制了·OH 的產(chǎn)生，而且H2O2本身也成為·OH 的清除基團，使得廢水中與污染物有效反應的·OH 數量下降，處理效果有所下降，并且過(guò)量的H2O2在COD 測定中與K2Cr2O7反應，消耗了一定量的K2Cr2O7，增加了出水的COD，COD 去除率下降明顯。故確定最佳的H2O2投加量為0.8 mL/L。
圖2 H2O2投加量對Fenton 氧化處理效果的影響
2.2.2反應時(shí)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，因此先調節微電解出水pH 至酸性，然后在H2O2投加量為0.8 mL/L，轉速為200 r/min的條件下，考察反應時(shí)間分別為10、20、30、40、60 min時(shí)COD 的去除率，結果見(jiàn)圖3。
圖3 Fenton 反應時(shí)間對COD 去除率的影響
由圖3 可知，在20 min 內，COD 去除率隨時(shí)間的延長(cháng)而呈線(xiàn)性關(guān)系快速增加，這是由于Fe2+和H2O2充足，氧化反應進(jìn)行迅速，20 min 后，反應基本完成，COD 去除率趨于穩定，故確定Fenton 氧化最佳反應時(shí)間為20 min。
2.3 流動(dòng)試驗
將微電解—Fenton 氧化工藝各單元試驗參數都調到最佳值，采用圖1 工藝流程裝置對石化廢水進(jìn)行深度處理流動(dòng)試驗，最終出水水質(zhì)見(jiàn)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，其余各項指標都達到循環(huán)冷卻水水質(zhì)標準，裝置連續運行30 d，水質(zhì)基本穩定。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
3 結論
（1）三元微電解單元的最佳操作條件為：液固比為2，pH=4，停留時(shí)間為45 min，m（Al）∶m（Fe）∶m（C）=1∶2∶2，廢水經(jīng)微電解處理后，COD 去除率可達到47.6%。
（2）Fenton 氧化的最優(yōu)條件為：H2O2投加量為0.8 mL/L，反應時(shí)間為20 min，此條件下COD 去除率可達到71.8%。
（3）三元微電解—Fenton 氧化組合工藝應用于石化廢水的深度處理流動(dòng)試驗，可使COD、SS 及濁度得到較好的去除效果，最大去除率分別為66.7%、73.3%、92.9%，都達到了循環(huán)冷卻水的用水標準。然而對Cl-的去除沒(méi)有效果，又因使用鹽酸調節pH，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。
