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摘      要：以七水硫酸亚铁、双氧水为原料在热电厂废水中合成了fenton试剂，并研究了fenton试剂在热电厂废水中的应用工艺条件，以解决电厂废水中COD含量高，处理难度大问题，在最佳fenton处理工艺基础上与UV技术组合使用，进一步提升COD去除率。探索了原料摩尔比、体系浓度、反应时间、溶液pH对废水中COD去除率的影响。实验结果表明：双氧水、硫酸亚铁摩尔比为6：1、体系中Fe2+浓度为15 mg/L、反应时间为4 h、溶液pH为6时，得到的fenton试剂具有最高催化氧化性能，在此条件下废水中COD去除率为93.7%，采用UV-fenton组合技术进一步处理，考察了紫外波长为254、365 nm条件下，废水中COD去除率变化，结果显示，当紫外波长为254 nm时废水去除率达到98.6%。

关  键  词：fenton试剂;电厂废水;COD;UV

中图分类号：X703.1        文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2019）07-1456-04

Abstract： Using FeSO4·7H2O and H2O2 as raw materials， Fenton reagent was synthesized， and the Fenton reagent application conditions in treatment process of thermal power plant wastewater were studied in order to solve the problem of high COD in the wastewater. The best Fenton process was combined with UV technology to further enhance the removal rate of COD. Effect of raw material molar ratio， system concentration， reaction time and system solution pH on COD removal rate of wastewater was investigated. The experimental results showed that when the mole ratio of hydrogen peroxide to ferrous sulfate was 6：1， Fe2 + concentration was 15 mg/L， the reaction time was 4 h， the solution pH was 6， the catalytic oxidation property of Fenton reagent was the best， the highest removal rate of COD in wastewater was 93.7%. During further treatment of wastewater by UV-Fenton combination technology， the removal rate of COD in wastewater under the ultraviolet wavelength of 254 and 365 nm was investigated. The results showed that when the ultraviolet wavelength was 254 nm， the COD removal rate of waste water reached 98.6%.

Key words： Fenton; Power plant waste water; COD; UV

热电厂离子交换树脂再生、脱硫处理工艺中，每天产生百余吨含有大量有机物的生产废水，这些废水COD偏高且较难处理，无法满足生产废水回收利用的要求，这是热电厂废水处理中的一大难题[1-3]。目前废水COD处理方法主要包括生化降解[4-9]、化学氧化[10-13]、絮凝[14-18]等，但处理效果不是很理想。

近年来fenton试剂催化氧化法被广泛研究，能够有效的将有机物中碳氢化合物分解为二氧化碳、水和离子化合物[19-22]，对降低废水COD具有很高的处理效率。利用UV-fenton试剂组合处理有机化工废水技术受到广泛研究[23-31]，和单一fenton试剂技术相比，處理效率进一步提升，且具有成本低、易于工业化的优点。

本文以七水硫酸亚铁、双氧水为原料，合成了fenton试剂，并研究了fenton试剂在热电厂废水中的应用工艺条件，利用单因素实验法考察了原料摩尔比、体系浓度、反应时间、溶液pH对废水中COD去除率的影响。在最佳fenton处理工艺基础上，进行了UV-fenton组合技术处理热电厂废水，考察了其复配组合后处理的效果。

1  实验部分

1.1  试剂与仪器

热电厂废水：样品取自国家电投集团东北电力有限公司抚顺热电分公司脱硫、树脂再生等工艺废水，废水样品中含有一定量有机物，经检测废水中COD含量为951 mg/L，FeSO4·7H2O、H2O2、浓硫酸、氢氧化钠（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）。

pH计（FE28，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司），集热式加热磁力搅拌器（DF-101S，巩义市予华仪器有限责任公司），COD快速测定仪（EFC-3D型、合肥恩帆仪器设备有限公司）。低压汞灯（YDN9-U9W型，北京电光源公司）。

1.2  fenton试剂的合成与应用

在四口烧瓶中加入废水样品，向废水中加入NaOH和H2SO4将体系的pH调节至6，在搅拌条件下分批加入试剂FeSO4·7H2O和H2O2，反应时间为3 h。

1.3  UV-fenton组合技术处理废水

在1.2工艺条件基础上，在fenton试剂处理废水同时，利用低压汞灯向反应体系中照射固定波长的紫外光，促进反应进行，反应结束后对废水样品进行测试。

2  结果与讨论

2.1  原料摩尔比对废水中COD去除率的影响

考察了双氧水、硫酸亚铁摩尔比分别为4∶1、5∶1、6∶1、7∶1、8∶1条件下，原料比例对废水中COD去除率的影响，具体见表1。

从表1中可以看出，随着体系中双氧水与硫酸亚铁摩尔比的增加，双氧水加入量增大，废水中COD去除率随之增加，当双氧水与硫酸亚铁摩尔比达到6：1时，废水中COD去除率最大为89.1%，继续增加双氧水废水中COD去除率变化不大，这是由于过量加入双氧水虽然能够增加体系的氧化性能，但无法生成更多的fenton试剂，使废水COD去除率降低不明显，因此最佳的双氧水与硫酸亚铁摩尔比为6∶1，废水中COD去除率最大为89.1%。

2.2  体系中Fe2+浓度对废水中COD去除率的影响

考察了体系中Fe2+浓度变化对废水中COD去除率的影响，实验条件分别为5、10、15、20、25、30 mg/L，具体实验结果见表2。

从表2中可以看出，当体系中Fe2+浓度低于10 mg/L时，废水中COD去除率仅为51%～70%，随着体系中双氧水Fe2+浓度的增加，废水中COD去除率随之增加，当Fe2+浓度达到15 mg/L时，废水中COD去除率最大为91.0%，增大体系中Fe2+浓度COD去除率变化不大，当继续增加至30 mg/L时，去除率下降，这是由于体系中Fe2+浓度过高时，双氧水将Fe2+氧化为Fe3+，不利于fenton试剂活性提升，因此，最佳的Fe2+浓度为15 mg/L，废水中COD去除率最大为91.0%。

2.3  反应时间对废水中COD去除率的影响

考察了反应时间为1、2、3、4、5、6 h对废水中COD去除率的影响，实验结果见表3。

从表3中可以看出，fenton试剂氧化催化能力随着反应时间的增加而增大，当反应时间达到4 h时，废水中COD去除率达到91.1%，继续增加反应时间废水中COD去除率变化不大，最佳的反应时间为4 h，废水中COD去除率为91.1%。

2.4  体系pH对废水中COD去除率的影响

考察了体系pH为3、4、5、6、7、8时，pH变化对废水中COD含量去除率的影响，具体实验结果见表4。

从表4中可以看出，当体系pH小于4时，废水中COD的去除率小于90%，当pH达到6时，COD去除率可达93.7%，反应体系呈弱碱性时，COD去除率开始减小。因此，反应体系中最佳的pH应为6，废水中COD去除率可达93.7%。

2.5  UV-fenton组合对废水中COD去除率的影响

在上述单因素实验最佳工艺条件基础上，采用UV-fenton组合技术对废水进一步处理，分别采用波长为254 nm和365 nm的紫外光进行组合实验，处理后结果见表5。

由表5中可以看出，采用UV-fenton组合技术对热电厂废水进行处理，当紫外光波长为254 nm时，废水中COD指标由fenton试剂处理工艺COD含量59.9 mg/L、去除率93.7%进一步降低至13 mg/L，去除率达到98.6%。当紫外波长为365 nm时，处理后废水COD降低至34.3 mg/L，去除率96.39%，与254 nm相比去除率相对较低，这是因为对于一般有机物来讲，在孤对电子和π键作用下，对254 nm具有较好的吸收效果，在该波长下COD去除率也相应有所提高。综上，当紫外波长为254 nm时，采用UV-fenton组合技术对废水进行处理，废水的COD去除率最大，达到98.6%，含量为13 mg/L，满足标准要求。

3  结 论

提出了UV-fenton组合技术处理热电厂废水COD工艺路线。利用单因素实验得到了最佳的fenton处理工艺，双氧水、硫酸亚铁摩尔比为6∶1、体系中Fe2+浓度为15 mg/L、反应时间为4 h、溶液pH为6时，废水中COD去除率达到93.7%。进一步利用UV-fenton组合技术，考察了紫外波長254 、365 nm作用下废水中COD去除率，当紫外波长为254 nm时，去除率最高达到98.6%，具有工业化前景。

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