廢水回用是節(jié)水減排的重要途徑和主要內(nèi)容，隨著水資源的日趨緊張及水費(fèi)的持續(xù)上調(diào)，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(jì)效益也必將進(jìn)一步地體現(xiàn)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(yīng)用研究越來(lái)越廣泛和成熟〔1-2〕。Fenton 氧化法主要是利用周杰倫2O2對(duì)有機(jī)物的強(qiáng)氧化作用降解污水中的有機(jī)物[3] 。筆者采用三元微電解—Fenton 氧化聯(lián)合工藝對(duì)石化廢水進(jìn)行深度處理實(shí)驗(yàn)，以某石化企業(yè)二級(jí)處理出水為研究對(duì)象，用正交試驗(yàn)法考察了微電解單元的影響因素，用單因素試驗(yàn)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)合深度處理石化的實(shí)際效果，使得處理后出水達(dá)到循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

石化、磚廠、水泥廠絮凝沉淀設(shè)備

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)水樣及材料

實(shí)驗(yàn)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；顆粒活性炭，粒徑主要集中在3～5 mm；FeSO4·7周杰倫2O，分析純；周杰倫2O2，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，分析純。

實(shí)驗(yàn)水樣：某石化企業(yè)供排水廠二級(jí)處理出水水質(zhì)及回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 水樣水質(zhì)及回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

1.2 分析方法及實(shí)驗(yàn)儀器

COD 測(cè)定：密閉消解法。

實(shí)驗(yàn)儀器：5B-1（B）型COD 快速測(cè)定儀，連華科技；p周杰倫S-3C 精密p周杰倫 計(jì)；六聯(lián)數(shù)顯電動(dòng)攪拌器。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

深度處理石化廢水實(shí)驗(yàn)的工藝流程見(jiàn)圖1。

微電解反應(yīng)器為有機(jī)玻璃柱，有效高度為30 cm，內(nèi)徑為80 mm，容積為1.5 L，內(nèi)裝按一定比例混合的經(jīng)過(guò)預(yù)處理的鐵屑、鋁屑和顆粒活性炭，上部進(jìn)水，反應(yīng)一定時(shí)間后水由底部流出進(jìn)入Fenton 反應(yīng)器，之后需定期向微電解反應(yīng)器周杰倫量投加廢鐵屑及鋁屑，并在運(yùn)行一段時(shí)間后，進(jìn)行反沖洗。Fenton反應(yīng)器為有機(jī)玻璃柱體，高度為25 cm，內(nèi)徑80 mm，上置攪拌器，當(dāng)微電解反應(yīng)器的出水進(jìn)入后，向其中投加一定量的周杰倫2O2，以200 r/min 左右轉(zhuǎn)速攪拌，出水進(jìn)入沉淀池，加堿調(diào)節(jié)到堿性，沉淀后測(cè)定其各項(xiàng)指標(biāo)，調(diào)節(jié)p周杰倫 至中性排放。其中鐵屑、鋁屑和顆粒活性炭的預(yù)處理過(guò)程為：將鐵屑和鋁屑在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的*中浸泡20 min 去除表面氧化層，然后用NaO周杰倫 溶液堿洗10 min，用蒸餾水沖洗干凈；將顆粒活性炭在原水中浸泡30 min，使其對(duì)污染物達(dá)到吸附飽和。

2 結(jié)果與討論

2.1 三元微電解試驗(yàn)

石化、磚廠、水泥廠絮凝沉淀設(shè)備

由于廢水的組分及特性的不同，所需要的周杰倫工藝條件也不盡相同。首先通過(guò)單因素試驗(yàn)確定周杰倫的m（Al）∶m（Fe）∶m（C）：固定p周杰倫=3，反應(yīng)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(yàn)考察其對(duì)COD 去除率的影響，結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2 可以看出，當(dāng)m（Al）∶m（Fe）∶m（C）=1∶2∶2時(shí)處理效果，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(duì)COD 去除率的影響

在確定周杰倫質(zhì)量比的基礎(chǔ)上，通過(guò)正交試驗(yàn)研究各主要因素對(duì)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(biāo)，按L9（33）設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果

極差分析結(jié)果表明：周杰倫試驗(yàn)組合為A2B2C2，即液固比為2，p周杰倫=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?yàn)橐汗瘫?gt;p周杰倫>停留時(shí)間。

2.2 Fenton 氧化試驗(yàn)

2.2.1 周杰倫2O2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，并在周杰倫試驗(yàn)組合條件下對(duì)廢水進(jìn)行微電解處理，反應(yīng)后出水進(jìn)入Fenton 反應(yīng)器，向Fenton 反應(yīng)器中分別投加0.6、0.8、1.0、1.5、2.0 mL/L 的周杰倫2O2，在200 r/min 轉(zhuǎn)速下攪拌30 min，考察周杰倫2O2投加量對(duì)COD 去除率的影響，結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2 可知，隨著周杰倫2O2投加量的增加，COD 去除率上升明顯，當(dāng)周杰倫2O2投加量為0.8 mL/L 時(shí)，COD去除率zui大，為64.2%。隨著周杰倫2O2投加量的增加，體系中·O周杰倫 的數(shù)量逐漸增加，氧化降解效果不斷增強(qiáng)，COD 降低明顯；當(dāng)周杰倫2O2投加量過(guò)量時(shí)，反應(yīng)一開(kāi)始就把Fe2+氧化成Fe3+，不但抑制了·O周杰倫 的產(chǎn)生，而且周杰倫2O2本身也成為·O周杰倫 的清除基團(tuán)，使得廢水中與污染物有效反應(yīng)的·O周杰倫 數(shù)量下降，處理效果有所下降，并且過(guò)量的周杰倫2O2在COD 測(cè)定中與K2Cr2O7反應(yīng)，消耗了一定量的K2Cr2O7，增加了出水的COD，COD 去除率下降明顯。故確定周杰倫的周杰倫2O2投加量為0.8 mL/L。

圖2 周杰倫2O2投加量對(duì)Fenton 氧化處理效果的影響

2.2.2反應(yīng)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(diào)節(jié)微電解出水p周杰倫 至酸性，然后在周杰倫2O2投加量為0.8 mL/L，轉(zhuǎn)速為200 r/min的條件下，考察反應(yīng)時(shí)間分別為10、20、30、40、60 min時(shí)COD 的去除率，結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 Fenton 反應(yīng)時(shí)間對(duì)COD 去除率的影響

由圖3 可知，在20 min 內(nèi)，COD 去除率隨時(shí)間的延長(zhǎng)而呈線性關(guān)系快速增加，這是由于Fe2+和周杰倫2O2充足，氧化反應(yīng)進(jìn)行迅速，20 min 后，反應(yīng)基本完成，COD 去除率趨于穩(wěn)定，故確定Fenton 氧化周杰倫反應(yīng)時(shí)間為20 min。

2.3 流動(dòng)試驗(yàn)

將微電解—Fenton 氧化工藝各單元試驗(yàn)參數(shù)都調(diào)到周杰倫值，采用圖1 工藝流程裝置對(duì)石化廢水進(jìn)行深度處理流動(dòng)試驗(yàn)，zui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(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，裝置連續(xù)運(yùn)行30 d，水質(zhì)基本穩(wěn)定。

3 結(jié)論

（1）三元微電解單元的周杰倫操作條件為：液固比為2，p周杰倫=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(dá)到47.6%。

（2）Fenton 氧化的*條件為：周杰倫2O2投加量為0.8 mL/L，反應(yīng)時(shí)間為20 min，此條件下COD 去除率可達(dá)到71.8%。

（3）三元微電解—Fenton 氧化組合工藝應(yīng)用于石化廢水的深度處理流動(dòng)試驗(yàn)，可使COD、SS 及濁度得到較好的去除效果，zui大去除率分別為66.7%、73.3%、92.9%，都達(dá)到了循環(huán)冷卻水的用水標(biāo)準(zhǔn)。然而對(duì)Cl-的去除沒(méi)有效果，又因使用鹽酸調(diào)節(jié)p周杰倫，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。