某化工厂废水芬顿与厌氧试验

能特科技股份有限公司污水站处理工程实验报告（一）一、实验简介二、实验方法三、数据分析3.1苯磺酸芬顿氧化实验3.1.1五车间废水芬顿氧化实验废水中的苯磺酸来源于五车间生产废水，五车间废水芬顿氧化实验结果如表3-1、3-2所示。表3-1不同芬顿试剂配比时芬顿氧化处理五车间废水1234H2O2:Fe2+摩尔比8:16:14:12:1H2O2/ml（质量分数50%）5555FeSO4·7H2O/g（有效含量80%）3.8425.17057.768815.4850COD（mg/L）反应前7883788378837883反应后3854385438113476去除率51.11%51.11%51.66%55.91%苯磺酸含量（w%）反应前0.2%0.2%0.2%0.2%反应后0.32%0.032%0.032%未检出编号项目去除率-84.00%84.00%99.99%实验数据中表明，所取五车间废水样品中苯磺酸的含量为0.2%，芬顿氧化对五车间废水的COD和苯磺酸均有较高的去除率。由表3-1可知，当双氧水（50%）使用量为1%时，COD和苯磺酸的去除率随硫酸亚铁的投加量增加而增大，但提高效果不明显，当H2O2:Fe2+摩尔比达到2:1时，芬顿处理后的水样中未检出苯磺酸，基本去除完全。当H2O2:Fe2+摩尔比为6:1和4:1时，去除效果相近。结合上述实验数据以及日常运行调试数据，选择H2O2:Fe2+摩尔比为5:1进行不同加药量下芬顿氧化实验，实验结果如表3-2所示。实验结果表明，随着加药量的增大，COD去除率明显提高，当H2O2:Fe2+摩尔比为5:1，双氧水（50%）H2O2投加量为1.5%时，废水中的苯磺酸基本去除完全。表3-2不同加药量时芬顿氧化处理五车间废水1234H2O2/ml（质量分数50%）57.51015FeSO4·7H2O/g（有效含量80%）6.9510.42513.919.95H2O2:Fe2+摩尔比5:15:15:15:1COD（mg/L）反应前8436843684368436反应后4509378233312865去除率46.55%55.16%60.51%66.04%苯磺酸含量（w%）反应前0.2%0.2%0.2%0.2%反应后0.01%未检出未检出未检出去除率95%99.99%99.99%99.99%上述数据表明，采用芬顿氧化工艺单独处理五车间废水时，双氧水（50%）用量为1.5%、硫酸亚铁的用量2.55%时，芬顿氧化COD去除率达到50%以上，编号项目苯磺酸基本去除完全，因加硫酸亚铁引入废水中的SO42-含量达到7.1g/L。3.1.2调节池废水芬顿氧化实验调节池废水芬顿氧化实验结果如表3-3、3-4所示。表3-3不同芬顿试剂配比时芬顿氧化处理调节池废水1234H2O2:Fe2+摩尔比8:16:14:12:1H2O2/ml（质量分数50%）5555FeSO4·7H2O/g（有效含量80%）3.8615.1487.72215.444COD（mg/L）反应前6574657465746574反应后4873478545824262去除率25.87%27.21%30.30%35.17%苯磺酸含量（w%）反应前0.03%0.03%0.03%0.03%反应后未检出0.064%0.02%0.022%去除率--33.33%26.67%表3-4不同加药量时芬顿氧化处理调节池废水1234H2O2/ml（质量分数50%）57.51015FeSO4·7H2O/g（有效含量80%）6.9510.42513.919.95H2O2:Fe2+摩尔比5:15:15:15:1COD（mg/L）反应前7534753475347534反应后4887423337533042去除率35.13%43.81%50.19%59.62%项目项目编号编号苯磺酸含量（w%）反应前0.1%0.1%0.1%0.1%反应后未检出未检出未检出未检出去除率99.99%99.99%99.99%99.99%实验结果表明，调节池废水来自于各个车间，其污染物成分波动较大，其中苯磺酸的含量最高达到0.15%，芬顿氧化效果受到影响。仅以实验结果分析，当双氧水（50%）使用量为1%，H2O2:Fe2+摩尔比为5:1，废水中0.1%含量的苯磺酸可以被基本去除完全。3.1.3氯化亚铁与硫酸亚铁芬顿氧化实验比较了H2O2和Fe2+使用量相同时，使用不同亚铁盐（氯化亚铁与硫酸亚铁）对芬顿氧化废水效果的影响，实验结果如表3-5所示。表3-5不同亚铁盐芬顿氧化处理废水123456废水来源调节池调节池五车间五车间五车间五车间H2O2/ml（质量分数50%）55557.57.5FeSO4·7H2O/g（有效含量80%）-6.95-6.95-10.425FeCl2·4H2O/g3.98-3.98-5.97-H2O2:Fe2+摩尔比4:14:14:14:14:14:1COD（mg/L）反应前728772877636763676367636反应后427648734247450943003782去除率41.25%33.13%44.38%40.95%43.69%50.47%苯磺酸含量（w%）反应前0.1%0.1%0.22%0.22%0.22%0.22%反应后未检出未检出未检出0.01%未检出未检出去除率99.99%99.99%99.99%95.45%99.99%99.99%编号项目表3-6不同亚铁盐芬顿氧化处理五车间废水123水样体积、pH500mlpH4～5500mlpH4～5500mlpH4～5H2O2/ml质量分数50%4.599Fe2+H2O2:Fe2+=4:1FeSO4·7H2O5.1103gFeSO4·7H2O10.2206gFeCl2·4H2O6.5846gCOD（mg/L）反应前770977097709反应后727357165193去除率5.66%25.85%32.64%苯磺酸含量（mg/L）反应前430043004300反应后2200400800去除率48.84%90.70%81.40%实验结果表明，当H2O2和Fe2+使用量相同时，使用硫酸亚铁和氯化亚铁进行芬顿氧化，COD和苯磺酸的去除效果基本相同，说明处理能特废水时，氯化亚铁引入的Cl-对芬顿氧化并没有产生较大影响，芬顿氧化只受H2O2和Fe2+影响。3.1.4系统各单元苯磺酸含量最近两周双氧水（50%）用量为0.5%，硫酸亚铁的用量0.55%，进水流量6～7m3/h，每天进水20h。7月16日和7月26日分别测系统中苯磺酸的含量如表3-7所示。表3-7系统各单元苯磺酸浓度(单位：mg/L)五车间调节池初沉厌氧水解酸化二沉7－160.46%—0.09%0.05%—0.02%7－26—0.11%0.03%0.016%0.01%未检出检测数据表明，苯磺酸具有可生化性，当生化系统进水苯磺酸浓度低于300mg/L时，可完全去除苯磺酸，其中厌氧对苯磺酸的去除率约为44%。3.1.5小结1)五车间废水中苯磺酸的含量为0.2~0.46%，若单独处理五车间废水，要求完全去除苯磺酸，双氧水（50%）用量为1.5%以上，硫酸亚铁的用量2.55%以上，芬顿试剂引入的SO42-浓度不低于7.1g/L。2)混合废水苯磺酸的含量为0.1~0.15%，若要完全去除苯磺酸，双氧水（50%）用量为1～1.5%，硫酸亚铁的用量1.28～1.91%，芬顿试剂引入的SO42-浓度约3.55～5.33g/L。3)使用氯化亚铁进行芬顿氧化实验，相比于使用硫酸亚特，其COD去除效果相同，苯磺酸的去除效果优于硫酸亚铁，达到芬顿氧化处理要求。4)目前系统实际运行时，双氧水（50%）用量为0.5%，硫酸亚铁的用量0.55%，芬顿带进去的硫酸根含量1.9g/L，实际运行中芬顿对苯磺酸的去除效果与实验结果基本一致。苯磺酸虽然具有可生化性，若要满足系统出水中不含有苯磺酸，需满足生化进水苯磺酸的浓度低于300mg/L，可根据调节池废水中苯磺酸含量调整芬顿氧化加药量，废水中苯磺酸含量在1000mg/L以下时，双氧水（50%）用量为0.5%。废水中苯磺酸含量在1000~1500mg/L时，双氧水（50%）用量为1.0%。3.2硫酸根及硫化物实验分析3.2.1系统中硫酸根浓度的测定表3-8初沉池硫酸根浓度（单位：g/L）日期7月10日7月12日7月13日初沉池3.20g/L3.3g/L3.31g/L表3-9系统各单元硫酸根浓度（单位：g/L）采样点应急池调节池初沉池厌氧出水水解酸化二沉7月21日0.410.752.191.51-7月23日--1.131.281.257月24日--2.591.281.120.84从19号开始，水量略有提高，是以前的1.2倍，但加药量未增加，同时由于五车间停产，亚硫酸根减少，初沉池的硫酸根含量较上周有所下降。3.2.2系统中硫化物的测定硫化物主要产生于厌氧池及水解酸化池，其浓度如表3-10所示。分别采用FeSO4和ZnSO4沉淀去除水中的S2-，粗略估计S2-所产生的COD。表3-10生化系统硫化物浓度(单位：mg/L)日期7月19日7月25日7月26日厌氧出水101185182水解酸化出水500175259表3-11硫酸亚铁去除S2-实验(单位：mg/L)时间项目6月16日6月17日7月16日厌氧水解酸化厌氧水解酸化厌氧水解酸化加Fe2+前的COD328425313065257325742298加Fe2+后的COD253217562469176020561520S2-产生的COD752775596813518778表3-12硫酸锌去除S2-实验(单位：mg/L)7月26日测厌氧水解酸化二沉加Zn2+前的COD343327931018加Zn2+后的COD257420511440S2-产生的COD859742－422硫化物去除实验结果表明，厌氧中硫化物浓度为260～430mg/L，水解酸化硫物化浓度为370～405mg/L，实验无法排除因反应产生其他沉淀等因素对COD发生变化所产生的影响。3.2.3小结实验结果表明，结合实际运行情况和SO42-检测结果，6月份硫酸亚铁的用量是7月份的两倍，但硫化物浓度并未随SO42-浓度降低而明显减少，说明降低硫酸亚铁或者加稀释水等方法把硫酸根浓度从4000mg/L降到2000mg/L时并不能降有效低硫化物的浓度。3.3生物厌氧实验厌氧污泥来自宜城某污水处理厂的厌氧污泥（含水率约80%，以下简称干污泥）以及某厂IC反应器（含水率99%，以下简称湿污污），将污泥与初沉池的废水混合在600ml的可乐瓶中，每1小时摇动一次，每24h取样检测相关数据，实验结果如表3-13所示。表3-13生物厌氧定性实验污泥与初沉池水混合比例混合后的COD（mg/L）反应不同时间后的COD24h48h72h干污泥40g+350ml5200475649164771湿污泥150ml+400ml2900365136513607干污泥80g+500ml485849164800湿污泥300ml+300ml283631132822实验结果表明，水样COD基本没有变化，所取厌氧污泥对初沉池废水没有去除能力。由于此次所取厌氧污泥量极少，实验无明显效果。现已从潜江乐水取得一批新的厌氧污泥，重新进行生物厌氧实验，实验步骤如下：1）每组4个水样，分别为硫酸亚铁芬顿实验水样、氯化亚铁芬顿实验水样、初沉池水样、去除了部分硫酸根的初沉池水样。2）厌氧污泥是湿污泥，污泥浓度15～16g/L。湿污泥各取2.5L，水样各取1.5L，混合后的污泥浓度约为10g/L。3）搅拌采用机械搅拌。4）补充适量的碳、氮、磷进行培养。培养30天，每天取样测COD。半个月后测硫化物和硫酸根的变化。5）根据检测数据来判断是否需要补充新污泥。3.4后物化芬顿氧化实验目前系统后物化采用的工艺为“臭氧催化氧化+活性炭吸附”，去除率约为40%，若二沉池出水COD高于200mg/L时，最终出水无法达到100mg/L以下。采用芬顿氧化分别处理二沉池出水、臭氧氧化出水及活性炭吸附出水，实验结果如表3－14、3－15、3－16所