导航：安全管理网>> 安全论文>> 环境保护论文>>正文

UV光助Fenton-柠檬酸体系处理甲醛废水的研究

文档作者：刘波，张志国，雷得定文档来源：永港伟方(北京)科技股份有限公司		点击数：	更新时间： 2024年09月03日
下载地址：点击这里	文件大小： 2.07 MB 共4页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共4页]

本文件共4页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：2.07 MB 共4页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

下一篇： SBR反应器中好氧颗立污泥的培养

上一篇：城市景观河道构建与生态修复技术研究

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

2018年第4期(总第151期)
钰i夏与芋钍
ENERGY AND fiNERGY CONSERVATl0N 2018年4月
UV光助Fenton一柠檬酸体系处理甲醛废水的研究
刘波，张志国，雷得定
(永港伟方(北京)科技股份有限公司，北京100080)
摘要： 采用UV光助一柠檬酸体系对纤维板热压废气洗涤废水进行处理，研究了H20：添加浓度、FeSO。浓度、pH值、光
照时间及柠檬酸用量对甲醛去除率和COD。去除率的影响，初步确定了最佳条件。在此基础上按照工业化应用要求进行了
循环动态试验，结果表明，Uv光助柠檬酸体系处理高浓度含醛废水是可行的。
关键词：纤维板；废水；紫外灯；柠檬酸；甲醛
中图分类号：X79 文献标识码： A 文章编号： 2095—0802一(2018)04—0098—03
Study on Treatment of Waste Water Containing Formaldehyde by Photo-Fenton／Citrie Acid
System
LI U Bo，ZHANG Zhiguo，LEI Deding
(Yonggang Weifang(Beijing)Technology Co．，Ltd．，Beijing 1 00080，China)
Abstract：The treatment of scrubbing waste water from hot-press waste gas in the fiberboard production by Photo—Fenton／Citrie
Acid System is performed．The various influence on removal rates of formaldehyde and CODc,are discussed such as the fortified
concentration of H202 and concentration of FeSO“pH value，UV light radiation time and dosage of citric acid in this paper．The
most suitable operating conditions are chosen by experiments．Furthermore，the dynamic simulated tests are made based on the
results of experiment．It is feasible to treat the waste water containing formaldehyde in high concentration using the Photo—Fenton／
Citric Acid System．
Key words：fiberboard；waste water；UV light；citric acid；formaldehyde
0 引言体系对降解甲醛的效果及对其影响的各种因素。
目前纤维板主要采用干法纤维板生产工艺，在纤
维干燥工序和热压工序排放大量的废气，其中含有一
定量的甲醛，对大气造成环境污染，必威体育官方网站
内通常采用
洗涤的方法将废气中的甲醛转移到水中，然后对废水
进行处理111。纤维干燥热压含污废水具有高CODo(化
学需氧量)、高甲醛浓度、可生化性差等特点，是一类
比较难处理的废水，而去除甲醛是废水处理的主要问
题。Fenton试剂氧化法是有效降解废水中甲醛的一种高
级氧化技术，经化学氧化处理后，破坏了甲醛的生物
毒性，完全可将其和生活污水混合，进人污水处理厂
处理，但Fenton技术存在氧化剂成本高、铁泥难处理
等缺点12]。人们发现把紫外光、可见光引人Fenton试
剂，可显著增强Fenton试剂的氧化能力并节约H20：的
用量[31。但当有机物浓度高时，被铁离子配合物所吸收
的光量子数很少，且需较长的辐射时间，H：O：的投加
量也随之增加，羟基自由基被高浓度的H20：所削减，
因而UV／Fenton法一般只适宜于处理中低浓度的有机废
水。当在UV／Fenton体系中引入光化学活性较高的物质
时，可有效提高对紫外线和光的利用效果[41。柠檬酸是
一种光化学活性高的有机酸，本文以纤维板热压废气
洗涤废水为目标污染物，主要研究光助Fenton一柠檬酸
收稿日期：2018—02—04
基金项目：2016年国家重大研发计划课题基金(2016yf0600703)
第一作者简介：刘波，1979年生，男，湖南常德人，2006年毕业
于北京林业大学林产化工专业，硕士，高级工程师。
·98·
1实验部分
1．1试验仪器
a)污水处理紫外灯。佛山君睿光电科技有限公司
潜水杀菌灯J6WT5，功率6 W，波长254 nm；b)污水
处理紫外灯。佛山君睿光电科技有限公司潜水杀菌灯
JF80WI'5，功率80 w，波长254 nm；c)722可见分光
光度计。上海菁华科技仪器有限公司；d)HHS一1型恒
温水浴锅。上海圣欣科学仪器有限公司；e)恒温培养
箱。上海博讯事业有限公司医疗设备厂。
1．2试验材料
a)H202。含量30％，分析纯；b)FeS04·7H20。分
析纯；c)柠檬酸。分析纯；d)NaOH。分析纯；e)H2S04。
含量98％，分析纯；f)甲醛。含量37％，分析纯；g)
I：。分析纯；h)KI。分析纯；i)K：Cr20，。分析纯；j)可
溶性淀粉。分析纯；k)N茚：0，。分析纯；1)A92SO。。分
析纯；m)HgSO。。分析纯；n)(NH4)zFe(S04)2-6H20。分
析纯；o)C。H，KO。。分析纯；p)1，10菲绕啉。分析纯；
q)KH2P04。分析纯；r)K2HP04。分析纯；S)Na2HP04。
分析纯；0 NH4Cl。分析纯；u)MgSO。。分析纯；v)
CaCl：。分析纯；W)FeCl3。分析纯；x)MnSO。。分析纯。
废水水样：取自广东封开威利邦人造板厂热压废气
洗涤废水，其主要指标见表1。
1．3实验方法
1．3．1静态试验
试验装置如图1所示，取一定体积的废水置于玻璃
万方数据
2018年第4期刘波，等：uv光助Fenton一柠檬酸体系处理甲醛废水的研究2018年4月
表1废水水质指标
项目
CODa
pH
范围3 980 1 050 2 080 5．0
注：COD。为化学需氧量；BOD5为5日生化需氧量；HCHO为甲醛
容器中，调节废水到一定pH，加入FeSO。、柠檬酸和
H：0：同时处理，用6 W紫外灯照射一定时间后测定溶
液中的甲醛含量和CODo值，根据废水中甲醛含量和
COD。值，计算去除率，最后得出最佳效果来选定最佳
试验条件。
1．磁力搅拌器；2．紫外灯管；3．整流器；4．电源
图1静态试验装置图
1．3．2循环动态试验
试验装置如图2所示，一定体积的废水水样在一
定流量下用80 w的紫外灯光照，经循环处理一定时间
后，取样分析，测定甲醛含量、CODo值及BOD，值。
1．循环水槽；2．循环泵；3．流量计；4．光反应器；5．紫外灯管；6．整流
器：7．电源
图2试验装置图
1．3分析方法
1．3．1 甲醛浓度的测定
按照乙酰丙酮分光光度法嗽4定。
1．3．2 CODo的测定
按照重铬酸盐法【毋测定。
1．3．3 BOD；的测定
按照稀释和接种法r7铡定。
2结果与讨论
2．1 H：0：添加浓度影响
分别取1 L废水，用H2S04调pH=3．0，加入0．2 g
FeSO。·7H20和0．3 g柠檬酸，然后分别加入一定量的
30％浓度的H20：溶液，经紫外灯照射60 min后测甲醛
含量和CODo，结果如图3所示。
从图3可看出，随着H：0：添加浓度的增加，甲醛
去除率和CODD去除率随之增加，但当H20：添加浓度
超过10 g／L后，甲醛去除率和COD。去除率增加缓慢。
这是因为在光Fenton反应中，H：0：浓度较低时，浓度
的增加可加大羟基自由基的生成，但当H：O：浓度升高
一定浓度后，H：0：破坏生成的羟基自由基，造成H：0：自
身无效分解。所以，综合考虑成本因素，本实验选定
30％H202投加量为10 g／L。
80
堡60
辞
煮40
罄20
0
+甲醛去除率+COD。，去除率
80
60 Q
40灿
需
20嘲
零
0
5 7 9 1l 13 15 17 19
Hz02添加浓度／(g·L。)
图3 H。O。添加浓度对甲醛去除率和GOD。去除率的影响
2．2 FeSO。浓度的影响
分别取l L废水，用HESO。调pH=3．0，分别加入
一定量的FeS04"7H：0和0．3 g柠檬酸，然后分别加入
10 g 30％的H202溶液，经紫外灯照射60 rain后测甲
醛含量和COD＆，结果如图4所示。
80
寨60
鬟40
掣20
0
+甲醛去除率+COD．，去除率
0 O．2 0．4 0．6
FeSO。浓度／(g·L‘1)
80
n
60昌
0
40蚺
褥
20芝
零
O
图4 FeSO。浓度对甲醛去除率和CODo去除率的影响
从图4可看出，随着FeSO。浓度的增加，甲醛去除
率和CODo去除率呈现先增加后减小的趋势，FeSO。浓
度为0．2 g／L时，甲醛去除率和COD。去除率最高，这
是H：0：在Fe2+催化下迅速产生大量·OH，同时Fe(OH)22+
在紫外光照射下也会迅速产生·OH，羟基自由基相互碰
撞结合生成H20，降低了·OH的利用效率，处理效率下
降。因此，本实验确定H20：浓度为10玑时，FeSO。·
7H20浓度为0．2 g／L。
2．3 pH的影响
分别取1 L废水，分别用H2SO。或NaOH调pH=
3．0、pH=5．0、pH=7．0、pH=9．0、pH=l 1．0，然后加入
0．2 g FeS04"7H20和0．3 g柠檬酸，及10 g 30％的H202
溶液，经紫外灯照射60 rain后测甲醛和COD。，结果
如图5所示。
从图5可看出，随着pH的升高，甲醛去除率和
COD。去除率显著下降，这是因为当pH值大于7时，
Fe2+开始形成絮体沉淀，直接影响反应的进行。在酸性
·99·
万方数据
+甲醛去除率+CODcr去除率
pH
图5 pH对甲醛去除率和GOD。去除率的影响
红i吞与予钍
80
60 Q
40灿
秀
20芝
迪
0
条件下，Fe2+能稳定存在，柠檬酸和Fe“以络合物形式
存在，具有较高的光化学活性。因此，本实验选定
pH=3．0。
2．4反应时间的影响
取1 L废水，用H2S04调pH=3．0，加入02 g的FeSO。·
7H20和0-3 g柠檬酸，然后加入10 g 30％的H202溶液，
分别经紫外灯照射10 min、20 min、30 min、60 min
和120 min后测甲醛和COD。，结果如图6所示。
80
蓬60
辞
鬟40
蓥20
()
+甲醛去除二翠+COD。。去除率
图6反应时间对甲醛去除率和GOD。去除率的影响
从图6可看出，随着时间的延长，甲醛去除率和
COD。去除率呈现增加的趋势，说明光照时间有利于提
高处理效率，但当光照时间超过60 rain后，增加幅度
明显放缓。因此，综合考虑能耗因素，本实验确定光
照时问为60 rain。
2．5柠檬酸浓度的影响
分别取1 L废水，用H：SO。调pH=3．0，分别加入
0．2 g的FeSO。·7H：O和一定量柠檬酸，然后加入10 g
30％的H：O：溶液，经紫外灯照射60 min后测甲醛浓度
和CODm结果如图7所示。
从图7可看出，随着柠檬酸浓度的增加，甲醛去
除率和COD。，去除率先增大后减小。其原因可能是，柠
檬酸与Fe“形成具有光化学活性的络合物，大大提高
了光化学反应效率；但柠檬酸用量过大，会导致H：O：
和Fe(OH)22+迅速产生大量·OH，高浓度的·OH容易相
互碰撞而结合生成水，降低了·OH的利用率，最终导
致处理效率下降。因此，本实验确定柠檬酸的浓度为
0．3 g／L。
·100·
80
蓬60
辞
煮40
罄20
0
+甲醛去除率+COD。．去除率
80
60 8
罗
40蚺
罨
20量
翠
O
0 0．1 0．2 0．3 0．4 0．5 O．6
柠檬酸用量／(g‘L。)
图7柠檬酸浓度对甲醛去除率和GOD。去除率的影响
2．6循环动态试验结果
通过小试，确定了初步的实验条件，并在此基础上
按照工业化应用要求进行了动态试验。首先在循环水
槽中加入10 L废水，然后用硫酸调pH=3．0，然后加入
2 g FeS04"7H20、3 g柠檬酸，打开循环泵，控制流量
在1 L／rain，开启低压汞灯，待10 rain后紫外灯达到稳
定，然后加入10 g 30％H202，分别隔30 min、60
min、90 min、120 min后取样测甲醛含量、COD。和
BOD，，结果见表2。
表2循环动态试验结果
甲醛含量COD。BOD。
序号样品BODJCOD。
mg／L mg／L m舡
l 原水2 080 3 980 l 050 O_26
2 光照30min 1 260 l 940 640 0．33
3 光照60min 330 l 830 750 0．4l
4 光照90rain 330 1 707 780 0．46
5 光照120min 300 1 500 720 0．48
从表1可看出，uV(紫外)光助Fenton一柠檬酸体
系对处理热压废气洗涤含甲醛废水具有很好的效果，
甲醛含量大大减小，降低了废水的毒性，同时废水的
可生化性显著提高，降低了后续生化处理的难度。因
此，uv光助柠檬酸体系对于处理高浓度含醛废水是可
行的。
3结语
a)实验结果表明，柠檬酸的引入可大大提高光助
Fenton的处理效率，对于高浓度含醛废水具有较好的去
除效果，经光助Fenton柠檬酸体系处理后的热压洗涤
含醛废水可生化性得到较大程度的提高，降低了后续
生化处理的难度；
b)光助Fenton柠檬酸体系处理热压洗涤含醛废水，
受H：O：添加浓度、FeSO。浓度、pH、光照反应时间及
柠檬酸浓度等的影响。通过实验，初步确定实验最佳
条件为：H20：添加浓度为10 g／L、FeSO。浓度为0．2 g／L、
pH=3．0、光照反应时间为60 min、柠檬酸浓度为0．3 g／L；
C)相对于Fenton试剂法，光助Fenton柠檬酸体系
药剂的消耗量大大减少，同时大幅降低了铁泥的产生，
但需消耗一定的电能，运行成本偏高是其存在的主要
(下转182页)
∞
∞
∞
：三i
0
枣＼脚垒眯氆}
万方数据
2018年第4期钰；夏与下钍2018年4月
能量，但是作用时间却减少了。在选择炸药时最重要
的是与岩石的性质相匹配，比如波阻抗高的岩石选择
高猛度炸药，波阻抗低的岩石采用高爆力炸药是最合
适的，这样才可以在爆破中发挥最大的作用口1；
C)掏槽设计。掏槽设计和掏槽工艺均可以通过人
为进行控制，掏槽设计与施工工艺之间有不可分割的
联系。目前中国矿山爆破有多种直眼掏槽形式，主要
是炮眼的数目、炮眼之间的距离及炮眼的直径略有不
同，但是它们总体上都遵循相同的准则：为了确保岩
石在爆破以后贯通形成通路就必须保证空孔与装炮眼
之间的距离；第一次爆破的装药眼和后来爆破的装药
眼之间的距离不仅要大于100 mm，还必须超过单孔爆
破所产生的破碎区的范围；炮眼须留有足够的空间，
在发生爆破以后爆破所产生的混合气体及破碎的岩石
能从炮眼中完全抛出。因为在岩体中采用直眼爆破所
受的应力较大且抛掷能力差，这就要求在进行直眼掏
槽时的装药量必须满足爆破后产生大量裂隙，增加炮
眼的抛掷效果；
d)施工工艺。掏槽的施工工艺主要包括打眼、装
药及封堵。根据设计可以人为控制打眼位置和打眼角
度，特别是在打直眼时应尽可能做到快、准、直、齐。
两个对称的直炮眼应尽可能钻凿同一深度，炮眼底部
在同一水平面上，斜眼可以通过控制钎尾与中线之间
的距离来调整角度。为了满足轴向不耦合系数须选用
合适的炮眼直径和钻头，若不耦合系数不满足则会导
致冲击波产生的应力过大，致使裂隙发育。此外还有
炮底泥的长度和材料会对岩石的爆破速度和有效能量
造成影响，为了达到最佳的爆破效果，炮眼的封堵长
度应大于炮孔间距的1．5倍，这样可以同时实现岩石完
全破碎和能量的高效利用。
3直眼与斜眼掏槽的优缺点比较
3．1直眼掏槽的优缺点
所谓的直眼掏槽是指炮眼之间相互平行且垂直于
工作面，并且为了提供更多的自由面设有一些不装炸
药的空孑L，炮孔之间的间距一般较小。
直眼掏槽的优点：a)当炮孔的深度发生变化时，
由于炮孑L的轴线垂直于工作面，掏槽的布置位置可以
不变，这样便于工人操作和可以实现多台钻机同时机
械化作业，提高了工人的工作效率；b)采用直眼掏槽，
掏槽的深度不受巷道断面宽度的影响；C)直眼炮孑L的
抛掷距离小，抛落的岩石较集中，不会损害巷道和支
护设备。
直眼掏槽的缺点：a)直眼掏槽技术较为复杂，对
工人的操作要求高；钻孔质量和钻孔参数需要严格要
求；b)炮眼装药量小而炸药的消耗量大，所以需要更
多的钻孔，加大了工人的工作量。
3．2斜眼掏槽的优缺点
所谓的斜眼掏槽是指炮眼的轴线与巷道断面斜交，
目前中国煤矿企业在岩石巷道掘进时多采用斜眼掏槽。
斜眼掏槽具有以下优点：a)爆破需要的炮孔数目
少；b1斜眼炮孔的抛掷距离较大，形成的自由面更为
有效；C)斜眼掏槽对角度要求不是特别精确，工人便
于操作。
斜眼掏槽的缺点：a)采用斜眼掏槽时掏槽的深度
受到巷道断面宽度的限制，掏槽眼轴线与工作面的角
度通常为55。一750，不利于工人进行机械化作业；b)斜
眼炮孔的抛掷距离大，抛落的岩石比较分散，能量较
大，会损害巷道和支护设备，装岩较为困难141。
4结语
岩石的爆破是由冲击波、应力波及爆破产生的高
温高压气体三者共同作用产生的，因岩石的物理力学
性质各不相同，所以造成爆破效果也不同，只有充分
分析岩石的物理力学性质，并根据岩性选择性能匹配
的炸药和施工工艺才能达到最好的爆破效果。
参考文献：
[1]陈涛，雷瀚，李佳航．机械掏槽在巷道爆破掘进中的应用
[J]．南方农机，2016(111：125．
[2]郁松岩，崔洪涛．经济合理爆破块度的确定[J]．露天采矿技
术．2012(6)：19—22．
[3]李示波，李占金．爆破工程课程betway必威官方网站
点互联教学[J]．河北联合
大学学报(社会科学版)，2012(4)：77—78．
[4]单仁亮，黄宝龙，高文蛟，等．岩巷掘进准直眼掏槽爆破新技术
应用实例分析[J]．岩石力学与工程学报，201l(2)：224—232．
(责任编辑：季鑫)
(上接100页)
问题。如果将光助Fenton柠檬酸体系对废水进行预处化孔雀石绿研究[J]北学世界，2010，51(10)：580—582．
理，并和生化处理相结合，将会是高难度有毒工业废[5]中国船舶重工集团公司第七一八研究所．HJ 60l一2011水质
水治理的一条有效途径。甲醛的测定乙酰丙酮分光光度法[s]．北京：中国环境科学
参考文献： 出版社，2011．
[1]雷得定，刘波．人造板生产废水与废气污染治理解决方案[J]． [6] 北京市化工研究院．GB 11914_89水质化学需氧量的测
木材工业，2016，30(2)：15—18· 定重铬酸盐法[s]．北京：中国环境科学出版社。1989．
[21复～耋；要皂军，煮：匀生，爹·窖：。n试剂处理含甲醛有机废水[7]北京建筑工程学院．Ⅲ505—2009水质五日生化需氧量
的研穿l T l化工科技，207，15(3)：26—28-,～L a J． ．
。。。’。一
[3] 马东平，盖轲，霁墓丽，；．芜荔类F。nt。n一柠檬酸体系对甲(BoD5)的测定接种和稀释法[s]-北京：中国环境科学出版
基紫的脱色研究[J]安徽化工，2016，42(4)：43—45． 社，2005·
[4] 高航，马威，薛景娇，等．UV／Fentord柠檬酸体系光催化氧(责任编辑：刘倩倩)

网友评论 more

环境保护论文最新内容

09-03