摘要：采用Fenton氧化与活性炭吸附处理聚酯多元醇的生产废水。实验确定了Fenton氧化工序的工艺操作参数，经处理后可将废水COD 由9 900 mg／L降至< 100 mg／L，出水水质达GB8978— 1996《污水综合排放标准》I级。结果表明，该处理工艺具有废水处理效果好、出水水质稳定、操作管理方便等优点，是处理该类化工废水的有效方法之一。某化工企业以聚酯多元醇为主导产品， 该企业的生产废水主要来源于冲洗地面及聚合车间的工艺废水。其工艺废水COD(化学需氧量)在8 000～20 000 mg／L之间，pH值4～6， 水量约3 m3／d； 冲洗水COD在40～1 50 mg／L之间，pH值6～9，水量30-40 m3／d。根据该废水水质特点、
处理要求及实验得出的最佳工艺条件，企业新建了l套“Fenton氧化+活性炭吸附”处理装置，该装置自201 0年7月投入运行以来， 运行状况良好， 出水水质稳定，达到国家污水综合排放一级标准。
1 废水处理工艺的选择
在总结国内外该类废水处理方法的基础上，工艺废水采用“Fenton氧化+活性炭吸附”工艺对其进行实验性研究； 冲洗水用活性炭吸附处理后可直接排放。并将该研究结果工程化运用，经过3年多的正常运行，各项指标均达设计要求，取得了满意的处理效果。
2 实验部分
2．1 实验用水
实验用水为某企业聚酯车间工艺废水，无色或微白色液体，有刺激性气味；主要含有乙二醇、含氧杂环类、醛类、酮类及低聚物等难降解有机污染物，COD为9 900 mg／L。
2．2 试剂、仪器及分析方法
NaOH和FeSO4·7H2O为分析纯，H2O2(质量分数为27．5％)为工业级。自动恒温加热套：河南巩义市英峪仪器厂；HH一111化学耗氧量测定仪、PHS一3C型数字式酸度计：江苏江分电分析有限公司。pH值：玻璃电极法；COD：库仑法。
2．3 实验方法
取1 L聚酯工艺废水，调节pH值为4～6，加热到设定温度，分别加入FeSO4·7H O、质量分数为27．5％ 的H2O2，反应一定时间，取样调pH值约为7后过滤，测出水COD并计算COD去除效率。
3 实验结果与讨论
3．1初始pH值对聚酯废水处理效果的影响
氧化体系初始pH值是Fenton氧化过程的关键因素之一，对Fe 催化分解H2O2，产生·OH有重要影响。按照实验方法操作，在初始反应温度为60℃ ，每升聚酯废水中FeSO4·7H2O加入量为2．5 g、H2O2加入量为140 mL的条件下，分别调节反应体系的初始pH值为1、3、5、6、7、8，研究不同pH值条件下Fenton氧化处理效果， 出水COD和处理效率如图1所示。
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从图1可以看出： 当pH<3时，随着pH值的升高，COD去除率也逐渐升高；当pH值接近于5时达到最大值； 当pH为3～7时，COD去除率变化不大； 当pH>7时， 随着pH值的升高，COD去除率逐渐降低。产生这种现象的原因是Fenton氧化过程产生大量的小分子酸；当pH<3时，H 浓度过高会抑制氧化反应的进行；而当pH>7时氧化体系整体呈碱性，会促使H2O2加速分解，减小氧化体系中·OH浓度，从而使氧化体系COD去除率降低。选择适宜的初始pH值应该综合考虑聚酯废水的氧化速率和·OH产生条件，实际应用中可将初始pH值控制在4～6之间。
3．2 FeSO4·7H2O加入量对聚酯废水处理效果的影响
Fe 是H202分解时产生·OH的催化剂，按照实验方法操作(以1 L聚酯废水计)，在初始反应温度为60℃ ，进水pH值为4～6，H2O2加入量为140 mL的条件下，分别加入1．0、1．5、2．0、2．5、5．0、10．0 g FeSO4·7H2O，通过改变体系FeSO4·7H2O浓度调节Fe ／H2O2比值，研究不同Fe 浓度下Fenton氧化处理效果。出水COD和处理效率如图2所示。
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由图2可见，废水处理效率随着Fe 浓度的加入先升高，升高到一定程度后变化缓慢，后又快速降低。可见在H2O2浓度一定的条件下， 当P(FeSO4·7H2O)< 1．5 g／L时， 氧化体系中·OH的表观浓度随着Fe 浓度升高而升高；但当p(FeSO ·7H2O)>2．5 g／L时，·OH在与作用物反应的同时，过量Fe 自身被氧化成为Fe ，消耗大量·OH，从而使·OH表观生成速率又开始下降，因而H2O2的利用率降低。因此， 考虑到COD去除率和H2O2的利用率，谭福环保FeSO4·7H2O的质量浓度应控制在2．5 g／L左右， 即每立方米聚酯污水应加入2．5 kg的FeSO4·7H2O 。
3．3 H2O2加入量对聚酯废水处理效果的影响
H2O2是Fenton体系中·OH的来源，而·OH是氧化能力(F2除外)最强的氧化剂口，对污染物的去除起着决定性作用。按照实验方法操作，在初始反应温度为60℃ ， 进水pH值为4～6、FeSO4·7H2O质量浓度为2．5 g／L的条件下， 每升废水中分别加入2O、40、6O、80、100、120、140 mL的H2O2，研究不同H2O2含量下的Fenton氧化处理效果， 出水COD和处理效率如图3所示。
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由图3可见，H2O2加人量对去除率有明显影响。因此，COD去除率可以根据实际需要，通过调节H202加入量来实现。在H：O2含量为20～60 mL／L时， 随H2O，加人量的增加，COD 去除率增加明显； 而在H2O2含量为60-140 mL／L时，COD去除率增加缓慢。有研究表明，谭福环保， 当H202含量相对于目标物浓度较低时，·OH与目标物作用的几率大， 副反应的影响较小,故H202的利用率较高； 而当H 0：含量增大到一定程度时， 由于单位时间提供的·OH、H0 ·数量过多， 发生副反应HO·+H202一HO2·+H20、HO ·+HO·一02·+H20，使其利用率降低。因此H2O2的投加量也应有一定限度。当H2O2含量为140 mL／L时， 出水COD为92 mg／L， 达到了国家一级排放标准。故H202含量应控制在140 mL／L左右， 即COD为10 000 mg／L的聚酯污水，H2O2加人量应为140 L／m3。
3．4 温度和H O 加入速度对聚酯废水处理效果的影响
在FeSO4·7H2O为2．5 mg／L、进水pH值为4～6、H2O2含量为140 mL／L条件下， 聚酯废水Fenton氧化处理初始反应温度从20℃升高到60℃ ， 出水COD可从237 mg／L降到92 mg／L。而当初温为60 cc时，氧化处理过程中最高反应温度可接近100℃，再升高初始温度热能效率明显降低，处理成本较高。温度升高能够促进COD去除率的提高，是因为适当提高的温度有利于Fenton试剂反应体系中自由基的激活 。另外，H O 加入速度也对氧化处理效果有显著影响，谭福环保，在相同条件下，加入时间从0．5 h变化到6 h， 出水COD可从8 14 mg／L下降到68 mg／L。这是因为H2O2加入过快导致反应温度接近沸腾温度，H2O2未反应就分解了，H2O2利用率降低。综合考虑，初始反应温度应控制为60℃ ，H2O2加入速度应控制为120 L／(h．m3)
4 工程化应用
工程中采用“Fenton氧化+活性炭吸附”处理装置对聚酯废水进行处理。其工艺流程图如图4所示，谭福环保。
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该套处理装置氧化处理能力为3t／d；吸附装置处理能力为80l／d。工程总投资200万元，总占地面积600 m2 。本工程于201 0年7月建成并运行至2013年1 1月，运行状况良好， 出水水质稳定达标。其3年多来的氧化反应进出水记录如图5所示，谭福环保。
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从图5可见，尽管进水COD波动很大，但出水COD基本稳定在100 mg／L以下。从3年多的运行管理来看，该处理工艺具有废水处理效果好、出水水质稳定(出水水质达到GB 8978— 1996的一级标准)、操作管理方便等优点，是处理该类化工废水的有效方法之一，谭福环保。
5 结论
① 根据实验结果，Fenton氧化法对聚酯废水具有很好的处理效果。最佳工艺条件是：初温60℃ ，进水pH值5～6，H202加入速度为120 L／(h．m )， 每立方米聚酯污水应加入2．5 kg的FeSO4·7H2O，COD为l0 000 mg／L的聚酯污水应加入的H202量为140 L／m3，谭福环保。
② 工程中采用“Fenton氧化+活性炭吸附”处理工艺处理聚酯废水， 自投入运行以来，运行状况良好，操作管理方便；出水水质稳定，达到了国家污水综合排放的一级标准。