超声_Fenton高级氧化降解淀粉废水的研究.docx

超声-Fenton 高级氧化降解淀粉废水的研究任百祥，刘伟，刘夏( 吉林师范大学 环境科学与工程学院，吉林 超声-Fenton 高级氧化降解淀粉废水的研究 任百祥，刘 伟，刘 夏 ( 吉林师范大学 环境科学与工程学院，吉林 四平 136000) 摘 要:采用超声与 Fenton 高级氧化技术联合处理实际高浓度玉米淀粉废水，超声波与 Fenton 试剂联合作用 时，在超声波的作用下，极短时间( ＜ 10 μs) 内形成空化气泡会发生空化现象． 由于玉米淀粉浓度较高，在超声作 用时有机物更容易发生碰撞，产生较多的自由基，使玉米淀粉废水中的有机物得到降解． 最终达到较好的去除效 果． 通过单独超声实验得到最佳的超声时间为 150 min，超声波频率为 45 kHz，超声波功率为 200 W，pH 值为 3; 通过超声与超声-H2 O2 联合的对比实验，得出 H2 O2 最佳投加量为 40 mmol / L; 通过单独加入 Fenton 试剂与超声- Fenton 联合的对比实验，得出 FeSO4 最佳投加量为 8 mmol / L． 在最佳参数条件下，超声-Fenton 法处理高浓度玉 米淀粉废水，其 COD 去除率可达到 92% ． 关键词:淀粉废水; 高级氧化; 超声波; Fenton 试剂; 降解 中图分类号:X792 文献标识码:A 文章编号:1674-3873-( 2014) 04-0084-04 难降解的有机物具有独特的优势． 超声技术作为高 级氧化技术之一，具有操作简、降解速度快、无二次 污染等特地昂，逐渐引起人们的关注［10，11］． 本 文 利 用超声与 Fenton 氧化联合技术对某公司的实际高 浓度玉米淀粉废水进行处理，为高浓度玉米淀粉废 水的处理提供新途径． 0 引言 M 淀粉在制造过程中，会产生大量的废水，是食 品行业中污染最为严重的废水之一，其 COD 浓度高 ( 8 000 ～ 15 000 mg / L) 、悬 浮 固 体 ( SS) 高 ( 1 000 ～ 3000 mg / L) 、总氮值高( 240 ～ 540 mg / L) 、磷酸盐浓度 高，pH 值却很低［1，2］，任意排放会使废水中的有机物 与溶解于水体中的氧发生反应，导致水体缺氧． 同时， 1 实验方法 废水水样预处理 玉米淀粉废水由吉林省四平市某生物能源有限 过多的营养物质还会造成水华现象，促进藻类的大量 繁殖，水生动植物因缺氧而死亡，对自然环境和人类 的健康造成严重的伤害［3，4］． 我省是玉米的主要产地 之一，玉米淀粉的加工是农业产业化进程中的支柱产 业，因此淀粉废水的污染问题也日益凸显． 对淀粉废水常用的处理方法包括吸附法、曝气 法、絮凝沉淀法、微生物处理法、膜分离法等［5-7］，但 这些方法都存在局限性，在一定程度上限制了其大 面积推广应用，例如吸附法只是对废水中有机物进 行富集; 絮凝法要加入有机或无机絮凝剂，容易造成 二次污染; 生物法工艺复杂，处理周期长，维护难度 大，成本高． Fenton 法是近年来发展较好的方法之 1． 1 公司提供，混浊，有悬浮物，呈淡黄色，有轻微的酸臭 味． 过滤后去除悬浮物，将滤液作为实验用水，测得 滤液 pH = 4． 0，COD 值为 6640 mg / L，使用时用去离 子水稀释至所需浓度． 1． 2 仪器与试剂 主要仪器: KQ 系列超声反应器( 昆山超声仪器 有限公司) ，COD-571-1 型消解仪( 上海精密科学仪 器有限 公 司 ) ，UV-759 紫 外-可见分光光度计 ( 岛 津) ． 主要 试 剂: 邻 苯 二 甲 酸 氢 钾，重 铬 酸 钾，浓 硫 酸，硫酸银，过氧化氢 ( 30% ) ，硫酸亚 铁，实 验 试 剂 一，这种高级氧化方法可破坏淀粉废水的稳定结构， 均为分析纯． 引发有机物发生一系列连锁反应，最终的产物为二 氧化碳和水． 这种方法操作简单，处理条件温和，且 不会产生二次污染［8，9］． 与其他处理方法相比，降解 彻底，不需要进行后续的处理，对去除水中高浓度、 1． 3 实验过程 取过滤后淀粉废水溶液 200 mL，在烧杯中进行 单独超声和超声-Feton 联合降解实验． 单独超声实验过程: 调节废水 pH 值，开启超声 收稿日期:2014-09-03 基金项目:吉林省科技发展计划项目( 201205076) 第一作者简介:任百祥( 1964-) ，男，吉林省农安县人，现为吉林师范大学环境科学与工程学院教授，硕士． 研究方向: 工业废水的处理． ·84· 装置并计时，控制超声频率为 20 kHz ～ 80 kHz，控制超声功率为 装置并计时，控制超声频率为 20 kHz ～ 80 kHz，控制 超声功率为 80 W ～ 250 W，每隔