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第47卷第7期辽宁化工Vol.47，No.72018年7月LiaoningChemicalIndustryJuly，2018收稿日期：2018-05-05作者简介：毕博秋（1989-），男，助理工程师，双学士，辽宁大连人，2014年毕业于辽宁科技学院环境工程专业、2015年毕业于沈阳工业大学机械设计及自动化专业，研究方向：废水处理的工艺设计及研发。毕博秋（大连力达环境工程有限公司，辽宁大连116600）：以某特种化工厂火工车间有机铅废水为处理对象，分别研究了碳酸钠、碳酸钠+硫酸亚铁、碳酸钠+聚合氯化铝铁、Fenton+碳酸钠+硫酸亚铁方案对有机铅废水的处理效果，结果表明采用碳酸钠+硫酸亚铁方案可以使总铅含量降到1mg/L以下，且铅离子浓度越高，铅的去除效果越好。当采用Fenton+碳酸钠+硫酸亚铁方案时，可以强化有机铅的去除效果，此方案可以处理含有少量乳化液的有机铅废水。：有机铅废水；碳酸钠；硫酸亚铁；聚合氯化铝铁；Fenton：TQ560.9：A：1004-0935（2018）07-0614-03铅大量运用在现代工业中，对于火工品行业，起爆药制备过程中产生的废水中含有硝酸铅、叠氮化铅、三硝基间苯二酚铅，而三硝基间苯二酚铅以其优良的火焰感度和针刺感度仍在各种火工品中广泛应用，这也产生了大量的含铅废水。铅可以通过消化道和呼吸道进入人体。如果是液体铅化合物也可通过皮肤接触进入人体。铅是作用于全身各个系统和器官的毒物[1]。对于有机铅，采用碳酸钠等常规处理方法无法将其浓度控制在1mg/L以下，目前采用的主要处理手段是碳酸钠+活性炭过滤的方法，处理成本高。由于化验检测具有滞后性，活性炭吸附饱和后，含铅废水很容易超标排放。本实验分别研究了碳酸钠、碳酸钠+硫酸亚铁、碳酸钠+聚合氯化铝铁、Fenton+碳酸钠+硫酸亚铁对有机铅废水的处理效果，确定了去除有机铅的工艺方法，在采用硫酸亚铁做混凝剂条件下，废水中铅浓度越高，去除效果越好，采用高分子混凝剂无此效果，根据难容电解质溶度积常数表，硫酸根与铅离子络合溶解度远小于铅离子与碳酸根离子络合[2]，但亚铁离子强化了去除效果，其反应与亚铁离子的还原性及碳酸铅与亚铁离子的共同作用有关。实验为除高浓度有机铅废水提供了更经济实用的解决方法。1实验部分主要仪器：pHS-25酸度计，上海雷磁仪器厂；电子天平，日本岛津公司；电动搅拌机，江苏丹阳电子仪器厂；石墨炉原子吸收分光光度计AA-7000，日本岛津公司；其它仪器包括常规的玻璃器皿等。主要材料：七水硫酸亚铁，天津市鼎盛鑫化工有限公司，分析纯；碳酸钠，天津渤海化工有限公司，工业级；聚合氯化铝铁（PAFC），巩义市滤料工业有限公司，棕褐色粉状固体，Al2O3质量分数≥26%，氧化铁含量2%~3%，盐基度60%~95%，pH(1%水溶液)4.5~5.0，工业级，使用时配成质量分数为5%的溶液使用；双氧水，南通润丰石油化工有限公司，双氧水含量27.5%，工业级；氢氧化钠，天津市兴凯化工有限公司，工业级。实验水样取自火工车间产生的酸性有机铅废水，其为三硝基间苯二酚铅与硝酸铅混合废液，实验分为3组，每组实验水质不同，pH均为1.5，实验水温20℃，实验水质如表1所示。实验名称含铅浓/mg·L-1乳化油除铅对比实验2489无硫酸亚铁影响实验4360无Fenton除铅强化实验3560少量1.3.1除铅对比实验分别取300mL水样于3个烧杯中，将碳酸钠、碳酸钠+硫酸亚铁、碳酸钠+聚合氯化铝铁分别加入3个烧杯中，上述各方案中先加入碳酸钠至pH8.0~8.5，混合均匀后再加入各混凝药剂进行充分搅DOI:10.14029/j.cnki.issn1004-0935.2018.07.006第47卷第7期毕博秋：去除高浓度有机铅废水的实验研究615拌，静置6h，分别用100mL注射器抽取3个烧杯的上清液，测定铅含量。为避免偶然因素误差，保证结果可靠性，每组做平行实验。1.3.2硫酸亚铁影响性实验分别取300mL水样于2个烧杯中，编号为1号和2号，取500mL水样于3号烧杯中，在上述3个烧杯水样中分别加入碳酸钠调节pH至8.0~8.5，充分混匀后静置沉淀，2号烧杯中再加入0.6g硫酸亚铁进行充分搅拌，静置6h；取3号烧杯的上清液300mL加入硫酸亚铁，静置6h，分别用100mL注射器抽取3个烧杯的上清液，测定铅含量。为避免偶然因素误差，保证结果可靠性，每组做平行实验。1.3.3Fenton强化除铅实验分别取300mL水样于3个烧杯中，编号为4号、5号，6号，分别在4号、5号水样中加入碳酸钠调pH至8.0~8.5，混合均匀后，4号水样中加入0.6g硫酸亚铁，5号水样加入1.2g硫酸亚铁，进行充分搅拌，静置6h；在6号烧杯水样中加入氢氧化钠调节pH至3.0~3.5，加入0.6g硫酸亚铁搅拌后加入5mL双氧水[3]，反应2h，加入碳酸钠调节pH至8.0~8.5，混匀后再加入0.6g硫酸亚铁再次充分搅拌，静置6h，分别用100mL注射器抽取3个烧杯的上清液，测定铅含量。为避免偶然因素误差，保证结果可靠性，每组做平行实验。pH采用上海雷磁仪器厂的pHS-25酸度计测定，铅含量采用日本岛津公司的石墨炉原子吸收分光光度计测定[4]。2结果与分析采用碳酸钠、碳酸钠+硫酸亚铁、碳酸钠+聚合氯化铝铁方案处理有机铅废水，上述各方案中先加入碳酸钠调pH至8.0~8.5，聚合氯化铝铁配成质量分数为5%溶液使用，结果见表2。方法Na2CO3FeSO4•7H2O聚合氯化铝铁投加量-2g/L350ppm上清液铅浓度/mg·L-18.12510.82325.1235平行样浓度/mg·L-18.33120.83115.4214平均值/mg·L-18.22810.82715.2724据表2实验结果，采用碳酸钠+硫酸亚铁、碳酸钠+聚合氯化铝铁方案除铅效果均好于单独采用碳酸钠除铅方案，说明加入混凝剂可以提高有机铅的去除率，聚合氯化铝铁作为混凝剂的混凝作用效果理论上好于硫酸亚铁[5]，但实验结果表明碳酸钠+硫酸亚铁方案好于碳酸钠+聚合氯化铝铁方案。查溶解度表，在20℃时碳酸铅在水中溶解度为7.269×10-5g/L，硫酸铅在水中溶解度为3.836×10-3g/L，硫酸铅溶解度远大于碳酸铅溶解度，根据实验结果可知混凝剂的混凝作用及SO42-与铅离子的络合作用并未对有机铅的去除起到关键作用，显然是Fe2+对水中有机铅的去除产生了关键性影响，这种影响可能是亚铁离子单独产生影响，也可能是亚铁离子与碳酸铅共同作用产生。为探究原因做了硫酸亚铁影响性实验。本实验通过实验编号1号样、编号2号样及编号3号样对铅的去除结果来确定除铅是由硫酸亚铁单独作用还是硫酸亚铁与生成的碳酸铅共同作用，结果见表3。方法1号2号3号除铅后浓度/mg·L-17.81310.21361.7223平行样浓度/mg·L-18.22510.18241.3614平均值/mg·L-18.01910.19801.5418据表3结果可知，当硫酸亚铁单独作用于碳酸钠除铅后的上清液时，除铅后浓度平均为1.5418mg/L，除铅效果不如碳酸铅与硫酸亚铁混合作用结果，说明影响决定因素是硫酸亚铁与碳酸铅的共同作用。硫酸亚铁影响性实验的原水含铅浓度为4360mg/L，采用碳酸钠+硫酸亚铁方案除铅后平均浓度为0.1980mg/L，对比实验的原水含铅浓度为2489mg/L，在同为碳酸钠+硫酸亚铁除铅方案条件下，除铅后浓度为0.8271mg/L，说明碳酸铅浓度越高，该方案的除铅效果越佳。当含铅废水中含有少量有乳化液时，弱化了有机铅的络合[6]，为加强有机铅的去除效果，采用了Fenton除铅方案，实验结果见表4，强化效果见图1。方法4号5号6号除铅后浓度/mg·L-11.21430.85260.2415平行样浓度/mg·L-11.19170.82370.2438平均值/mg·L-11.20300.83810.2426616辽宁化工2018年7月根据表4、图1结果可知，乳化液弱化碳酸钠+硫酸亚铁的除铅效果。通过Fenton破乳后消除了乳化液的影响[7]。说明芬顿可以强化对含乳化液的有机铅废水的除铅效果，由于实验5号中铁离子浓度增加是实验4号样铁离子浓度的2倍，电解质浓度的增加增强了破乳效果[8]，使得实验5号除铅效果好于实验4号。3结论（1）在除铅对比实验中，确定采用碳酸钠+硫酸亚铁方案可以处理高浓度有机铅废水，其中Fe2+对水中有机铅的去除产生了关键性作用，使用碳酸钠调节含铅废水pH至8.0~8.5，硫酸亚铁投加量在2g/L时，静置6h，该方案可使铅浓度降至1mg/L以下，满足《兵器工业水污染物排放标准火工药剂》（GB14470.2-2002）总铅的排放标准。（2）在硫酸亚铁影响性实验中，根据2号和3号的除铅结果，可以确定除铅的决定影响因素是碳酸铅与硫酸亚铁的共同作用；在同为碳酸钠+硫酸亚铁的处理方案下，碳酸铅含量越高，去除效果越佳。（3）采用Fenton+碳酸钠+硫酸亚铁的方法可以强化含乳化液的高浓度有机铅废水的处理。Fenton能够消除乳化液影响，Fenton强化后可使铅浓度降至0.24mg/L，大大提高铅的去除效果。［1］翚汪大.工业废水处理中专项污染物处理手册[M].北京：化学工业出版社，2000.［2］朱仁.无机化学[M].北京：高等教育出版社，2006.［3］贾胜娟，杨春风，赵东胜.Fenton氧化技术在废水处理中的研究与应用进展[J].工业水处理，2008，10（10）:5-7.［4］鲁四光.水质分析方法[M].北京：学术书刊出版社，1989.［5］曾玉彬.高分子复合絮凝剂的研究进展及应用[J].江苏化工，2008，36（2）:6-7.［6］马自俊.乳状液与含油污水处理技术[M].北京：中国石化出版社，2006.［7］XuXiangrong,LiHuabin,WangWenhua，etal.DegradationofdyessolutionsbytheFentonprocess[J].Chemosphere，2004，57（7）：595-600.［8］马自俊.乳状液与含油污水处理技术[M].北京：中国石化出版社，2006.StudyontheTreatmentofHighConcentrationOrganicLeadWastewaterBIBo-qiu(DalianLidaEnvironmentalEngineeringCo.,Ltd.,LiaoningDalian116600,China)Abstract:Takingorganicleadwastewaterfromaspecialchemicalplantasatreatingobject,thetreatmenteffectofsodiumcarbonatemethod,sodiumcarbonate+ferroussulfatemethod,sodiumcarbonate+polymericaluminumferricchloridemethod,Fenton+sodiumcarbonate+ferroussulfatemethodontheorganicleadwastewaterwasstudiedrespectively.Theresultsshowedthatthetotalleadcontentwasreducedto1mg/Lbyusingsodiumcarbonate+ferroussulfatemethod,andthehighertheleadionconcentration,thebetterthetreatmenteffect.TheremovaleffectoforganicleadwasenhancedbyusingFenton+sodiumcarbonate+ferroussulfatesolutionmethod,andthemethodalsocanbeusedtotreattheorganicleadwastewatercontainingasmallamountofemulsif