铁碳微电解耦合Fenton氧化处理化学品洗舱水研究

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近年来,我国仍有多个沿海港口及长江沿岸数港口在进行化学品运输业务,这些码头都没有专业的化学品污水处理措施,基本都是经过简单的预处理后进入城市污水处理厂,这种方式处理化学品洗舱水大大的增加了港口的运输成本以及对后续的处理城市污水处理产生影响。因此,研究开发经济有效的化学品洗舱水的处理技术具有重大的经济和社会效益。本研究选用的废水是根据天津某港口运输的主要化学品种类及化学品废水中所含的CODCr配置而成,主要成分为甲醇、二甲苯、乙酸乙酯的模拟废水,废水初始p H值为6,CODCr为2307~2381 mg/L。本研究分别考察了铁碳微电解工艺、Fenton氧化工艺以及其组合工艺对化学品洗舱水的处理效果,并作比较。结果如下:(1)选用粒径为20目以下的碎铁屑和活性炭作为铁碳微电解电极材料,对化学品洗舱水进行处理,通过单因素实验确定最佳反应条件为:Fe投加量为40 g/L,铁碳比为1:1,初始p H值为2,反应时间为2.5 h,曝气量为1000 m L/min。在此最佳反应条件下,铁碳微电解出水CODCr从2307 mg/L降低到797 mg/L,CODCr的去除率可达65.74%。通过正交试验对铁碳微电解实验的影响因素进行分析,各因素影响铁碳微电解工艺处理效果的顺序为:Fe投加量>铁碳质量比>废水初始p H值>反应时间>曝气量。进一步研究其反应动力学,铁碳微电解降解过程基本符合一级反应动力学规律。(2)选取30%H2O2和Fe SO4作为Fenton氧化试剂材料,通过单因素实验和正交实验分析确定了Fenton氧化的最佳反应条件和各因素对Fenton氧化处理化学品洗舱水的影响效果。通过单因素实验确定了Fenton氧化工艺的最佳反应条件为:初始p H为3,反应时间为60 min,Fe SO4投加量为12 mmol/L,H2O2投加量为25 m L/L,在最佳反应条件下,Fenton氧化工艺可以将废水CODCr从2381 mg/L降低到1420mg/L,对化学品洗舱水的CODCr去除率达40.36%。通过正交实验分析确定了各因素对Fenton氧化处理效果的影响顺序为:废水初始p H值>反应时间>Fe SO4投加量>H2O2投加量。进一步研究其反应动力学发现Fenton氧化的反应过程基本符合二级反应动力学规律。(3)由于铁碳微电解和Fenton氧化法单一处理化学品洗舱水的处理效果并不突出,为了进一步降低化学品洗舱水CODCr的浓度,进一步研究了铁碳微电解耦合Fenton氧化法处理化学品洗舱水。取最佳反应条件铁碳微电解出水,调节出水p H值为3,加入30%H2O220 m L/L,反应时间为60 min,出水CODCr由1420 mg/L降到400 mg/L,铁碳微电解耦合Fenton氧化法对化学品洗舱水的CODCr去除率可达83.20%,对化学品洗舱水具有良好的处理效果,且组合工艺的Fenton氧化部分能够利用铁碳微电解出水中所含有的大量亚铁离子,节省了亚铁离子投加量,降低了成本。
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