廢水回用是節(jié)水減排的重要途徑和主要內容，隨著水資源的日趨緊張及水費的持續(xù)上調，廢水回用不僅具有重要的環(huán)境效益和社會效益，其經濟效益也必將進一步地體現出來。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問題。目前微電解技術在污水處理中的應用研究越來越廣泛和成熟〔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 氧化聯合工藝對石化廢水進行深度處理實驗，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 氧化法聯合深度處理石化廢水的實際效果，使得處理后出水達到循環(huán)冷卻水水質標準的要求。
1 實驗部分
1.1 實驗水樣及材料
實驗材料：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�；钚蕴浚街饕性�3～5 mm；FeSO4·7H2O，分析純；H2O2，質量分數為30%，分析純。
實驗水樣：某石化企業(yè)供排水廠二級處理出水水質及回用水水質標準見表1。
表1 水樣水質及回用水水質標準
1.2 分析方法及實驗儀器
COD 測定：密閉消解法。
實驗儀器：5B-1（B）型COD 快速測定儀，連華科技；pHS-3C 精密pH 計；六聯數顯電動攪拌器。
1.3 實驗方法
深度處理石化廢水實驗的工藝流程見圖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過預處理的鐵屑、鋁屑和顆�；钚蕴浚喜窟M水，反應一定時間后水由底部流出進入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，并在運行一段時間后，進行反沖洗。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，出水進入沉淀池，加堿調節(jié)到堿性，沉淀后測定其各項指標，調節(jié)pH 至中性排放。其中鐵屑、鋁屑和顆�；钚蕴康念A處理過程為：將鐵屑和鋁屑在質量分數為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。首先通過單因素試驗確定最佳的m（Al）∶m（Fe）∶m（C）：固定pH=3，反應時間60 min，固體總質量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，結果見表2。
由表2 可以看出，當m（Al）∶m（Fe）∶m（C）=1∶2∶2時處理效果最好，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
在確定最佳質量比的基礎上，通過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，固體總質量為500 g，并在最佳試驗組合條件下對廢水進行微電解處理，反應后出水進入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，結果見圖2。
由圖2 可知，隨著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，COD去除率最大，為64.2%。隨著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投加量過量時，反應一開始就把Fe2+氧化成Fe3+，不但抑制了·OH 的產生，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(jié)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，考察反應時間分別為10、20、30、40、60 min時COD 的去除率，結果見圖3。
圖3 Fenton 反應時間對COD 去除率的影響
由圖3 可知，在20 min 內，COD 去除率隨時間的延長而呈線性關系快速增加，這是由于Fe2+和H2O2充足，氧化反應進行迅速，20 min 后，反應基本完成，COD 去除率趨于穩(wěn)定，故確定Fenton 氧化最佳反應時間為20 min。
2.3 流動試驗
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行深度處理流動試驗，最終出水水質見表4。
表4 深度處理后出水水質
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)冷卻水水質標準，裝置連續(xù)運行30 d，水質基本穩(wěn)定。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關技術文檔。
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，停留時間為45 min，m（Al）∶m（Fe）∶m（C）=1∶2∶2，廢水經微電解處理后，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-的去除沒有效果，又因使用鹽酸調節(jié)pH，故進一步增加了出水中的Cl-，要進行污水回用，必須增加除鹽裝置。
