四羥甲基氯化磷(THPC)常用于生產(chǎn)丙綸阻燃布。工藝流程一般為浸軋-烘干-氨熏-氧化-水洗，產(chǎn)生含磷廢水。含磷廢水除磷的方法一般包括生化法、物理法、化學(xué)法或電化學(xué)法。例如厭氧或好氧活性污泥法、臭氧氧化、芬頓氧化、粘土吸附、反滲透法、混凝沉淀、微電解等。本文研究了鐵炭微電解結(jié)合Fenton氧化法去除含THPC阻燃布料生產(chǎn)廢水，重點(diǎn)研究了鐵炭微電解法處理該類(lèi)廢水的影響因素，并對(duì)各影響因素進(jìn)行了顯著性分析。

1.檢測(cè)方法

鐵微電解法是基于鐵的電化學(xué)腐蝕原理，通過(guò)將鐵屑和碳粒浸泡在電解質(zhì)溶液中，形成無(wú)數(shù)微小的腐蝕原電池來(lái)處理廢水。一般認(rèn)為它具有絮凝、吸附、清掃、共沉淀、電化學(xué)還原等多種功能。鐵屑在電解質(zhì)溶液中被腐蝕，作為陽(yáng)極，碳粒作為陰極，反應(yīng)體系中產(chǎn)生大量活性很強(qiáng)的Fe2+和H。，能改變廢水中有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和特性，因此對(duì)有機(jī)物具有斷鏈開(kāi)環(huán)作用。芬頓氧化是一種高級(jí)氧化方法。在酸性條件下，H2O2在Fe2+的催化下生成具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基(& # 8226；OH)，F(xiàn)e2+來(lái)自鐵碳微電解反應(yīng)。OH能與大多數(shù)有機(jī)污染物發(fā)生快速連鎖反應(yīng)，可選擇性地將有害物質(zhì)氧化成CO2、H2O或礦物鹽，無(wú)二次污染。

2.原材料的預(yù)處理

鐵屑先用熱肥皂水浸泡，去除表面油污，再用5%稀鹽酸浸泡30分鐘，去除表面氧化層，洗凈備用。

活性炭采用市售的粒徑約2~3mm的椰殼活性炭。提前在待處理廢水中浸泡1天，使其吸附飽和，然后沖洗備用，以減少活性炭吸附對(duì)鐵炭微電解反應(yīng)的影響。

根據(jù)試驗(yàn)要求，加入5%稀硫酸調(diào)節(jié)廢水預(yù)處理pH值，用phs-3C酸度計(jì)測(cè)定原水pH值。

3.單因素分析

在分析文獻(xiàn)報(bào)道的鐵碳微電解影響因素的基礎(chǔ)上，選取鐵碳質(zhì)量比、反應(yīng)時(shí)間、曝氣量和原水pH值為變量，繪制各變量的單因素影響曲線，確定本實(shí)驗(yàn)的較佳條件。鐵和碳的用量固定在待處理廢水體積的5%。用Fenton法處理鐵炭微電解后的廢水上清液時(shí)，H2O2的投加量為0.4%，即每升廢水投加約13L體積分?jǐn)?shù)。

3.1不同鐵碳質(zhì)量比的除磷效果

調(diào)節(jié)pH=4，反應(yīng)時(shí)間為60分鐘，通氣量為1.5L & # 8729Min-1、鐵屑和活性炭在反應(yīng)體系中形成鐵碳原電池，可以達(dá)到去除廢水中污染因子的效果。鐵與碳的質(zhì)量比為5∶1、10∶1、15∶1、20∶1和25∶1，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖1。

從圖1可以看出，當(dāng)鐵碳質(zhì)量比增大時(shí)，廢水中總磷的去除率呈增大趨勢(shì)。據(jù)分析考慮，原因是由于鐵的增加，系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生了更多的原電池，處理能力逐漸加強(qiáng)。但當(dāng)鐵碳質(zhì)量比大于10∶1時(shí)，處理效率的提高非常緩慢?？紤]到廢水處理的經(jīng)濟(jì)性，選擇合適的鐵碳質(zhì)量比為10∶1。

3.2不同曝氣量的除磷效果

固定pH=4，鐵碳質(zhì)量比10∶1，反應(yīng)時(shí)間60min，不同曝氣量0.5，1，1.5，2，3L & # 8729；Min-1，測(cè)試結(jié)果如圖2所示。

從圖2可以看出，隨著曝氣量的增加，磷的去除率可以提高，但曝氣量達(dá)到1L & # 8729；當(dāng)min-1時(shí)，處理效果的改善變得緩慢，但當(dāng)曝氣量繼續(xù)增加時(shí)，處理效果趨于降低。考慮到過(guò)度曝氣導(dǎo)致芬頓反應(yīng)不能順利進(jìn)行，影響處理效果。綜合考慮，最佳曝氣量為1.5L & # 8729最小-1。

3.3不同反應(yīng)時(shí)間的除磷效果

固定pH=4，鐵碳質(zhì)量比為10∶1，曝氣量為1.5L & # 8729Min-1，不同反應(yīng)時(shí)間30、45、60、75和90分鐘的測(cè)試結(jié)果如圖3所示。

從圖3可以看出，反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，廢水中總磷的去除率越高。分析認(rèn)為，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，鐵和碳的微電解反應(yīng)越完全，在此過(guò)程中有更多的Fe(0)轉(zhuǎn)化為Fe2+，這是后續(xù)Fenton反應(yīng)所必需的。反應(yīng)60分鐘后，處理效率緩慢提高，因此較好的反應(yīng)時(shí)間為60分鐘。

3.4不同pH值廢水的除磷效果

鐵碳質(zhì)量比為10∶1，反應(yīng)時(shí)間為60min，通氣量為1.5L & # 8729Min-1，考慮到后續(xù)Fenton過(guò)程中，中性或堿性條件下Fe2+不能刺激H2O2產(chǎn)生羥基自由基& # 8729；哦，它只能在酸性條件下工作。廢水的pH值可根據(jù)原水條件通過(guò)加酸調(diào)節(jié)至pH=2、3、4、5和6。結(jié)果如圖4所示。

從圖4可以看出，pH值在3~4時(shí)，處理效果較好?？紤]到廢水越接近中性，后續(xù)芬頓反應(yīng)處理效果越差，導(dǎo)致最終去除率越低，因此最好將廢水的pH值調(diào)整到4。

4.正交試驗(yàn)分析

通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)確定了各變量的適宜條件。為了確定各因素對(duì)不投加H2O2廢水除磷影響的主次順序，選擇了四因素三水平的正交試驗(yàn)。表1顯示了因子水平，表2顯示了測(cè)試結(jié)果。

從表2可以看出，范圍的順序是RPH >:Rt & gt；Rr & gtRQ，說(shuō)明鐵炭微電解處理廢水時(shí)，廢水的pH值對(duì)去除效果影響較大，其次是反應(yīng)時(shí)間，而曝氣量對(duì)磷的去除效果影響較小。由于曝氣量q在不同水平之間的變化范圍較小，將該列作為誤差列，對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表3。

查f分布臨界值表，F(xiàn)0.01 (2，2) = 99.01

5.結(jié)論和討論

1)Fe-C微電解與Fenton氧化聯(lián)用對(duì)阻燃織物廢水具有理想的除磷效果，除磷率可達(dá)90%以上。

2)當(dāng)只采用鐵炭微電解法處理廢水時(shí)，廢水的pH值和反應(yīng)時(shí)間應(yīng)是重要的影響因素。

3)實(shí)驗(yàn)中，鐵碳和H2O2的用量是固定的，無(wú)法確定這兩個(gè)因素對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響，這是下一步要嘗試的方向。(來(lái)源:河南省科學(xué)院化學(xué)研究所有限公司)

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