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        江苏铭盛环境

        芬顿处理技术在糖精钠废水处理中的应用 商丘废水处理公司

        文章出处:未知发表时间:2022-04-07 13:53:33

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          糖精钠是食品工业重要的甜味添加剂,其制备工艺是将邻苯二甲酸酐酰胺化、酯化制成邻氨基苯甲酸甲酯,再经重氮、置换、氯化后,再胺化、环化、参加NaHCO3等过程得到糖精钠。由于生产中运用的原料品种多,工艺流程较长,各工序排出的废水组分复杂,且含有大量的有机物,如邻氨基苯甲酸甲酯、邻氨基苯甲酸钠、邻氯苯甲酸甲酯、苯酐等难生物降解的单苯环衍生物及其化合物,具有COD高、色度深、高盐、废水量大等特性,直接排放会对环境形成很大的危害。目前,针对糖精钠废水的处置工艺,工业上多采用芬顿氧化法,该办法应用了H2O2Fe2+离子在催化作用下,生成具有高反响活性的羟基自在基(?OH),与大多数有机物反响并使其降解的原理,其工艺操作简单、反响快速、可连续絮凝等优点,但关于糖精钠废水中含有难降解的单苯环衍生物及其化合物,仍有一定的局限性。

          Fenton氧化絮凝处置:包括废水pH酸碱度的调理、去除金属离子以及生化深度处置。Fenton试剂氧化有机物的反响是以Fe2+H2O2催化生成羟基自在基,使糖精钠生产废水中的有机物在氧化剂的诱导作用下发作巧合或降解,构成分子量大小不同的产物,因而,改动了有机物在废水中的原始物化性能,促进其降解和絮凝沉淀。20世纪70年代初,C.walling等人的研讨标明,Fenton试剂氧化有机物的反响是以亚铁离子作用过氧化氢生成?OH而实施的游离基反响,Eisen-hauer运用Fenton试剂处置苯酚废水和烷基苯废水取得胜利后,Fenton氧化法在工业废水处置范畴遭到国内外的普遍注重,肖羽堂等人经芬顿试剂处置氯化苯废水后,COD去除率达63%左右,色度去除率91%以上,生化值BOD5/CODcr0.068上升0.86以上,处置后的出水可生化性好,对生化过程无明显的抑止作用。该办法特别适用于难生物降解或普通化学氧化难以奏效的有机废水的处置,糖精钠生产废水即属于这样一种难以生物降解的有机废水。

         

          1、存在问题及计划

         

          糖精钠生产废水的有机物浓度高、可生化性差,完整依托Fenton氧化法,是达不到预期的处置效果的。由于仅采取加大试剂投加量的办法来降解有机物,固然可使局部难生物降解的有机物转化为小分子的中间体,改动了其可生化性、溶解性和絮凝沉淀性,但COD去除率也只要60%左右,这主要是由于糖精钠生产工艺道路较长,各工序所外排废水水质的差别给集中处置形成了很大艰难。为到达彻底管理糖精钠生产废水的目的,我们依据糖精钠生产过程各工序外排废水水质的差别,分别采取了针对性的处置办法。本实验选择酯化别离和置换工序产生的高浓度邻氨基苯甲酸废水,根据Cu2+H2O2发作类Fenton反响原理,应用Cu2+Fe2+离子的协同效应,分离铜离子沉淀法和芬顿氧化法,使邻氨基苯甲酸与铜离子反响生成邻氨基苯甲酸铜沉淀,同时,Cu2+离子的引入强化了芬顿氧化法进行糖精钠工业废水处理的过程;对硫酸铜、硫酸亚铁、过氧化氢的参加量实施研讨,选取单要素实验办法肯定最佳工艺参数,由此拓展Fenton氧化法处置糖精钠生产废水的新思绪。

         

          2、实验局部

         

          2.1 仪器和药品

         

          仪器:LY-C3COD快速测定仪,DF-101S数显加热磁力搅拌器,真空泵,布氏漏斗。

         

          药品:硫酸铜(CuSO4)(AR),硫酸亚铁(FeSO4?7H2O)(AR)30%过氧化氢水溶液(AR)

         

          2.2 实验用废水

         

          实验用废水取自开封某化工公司,糖精钠生产安装的酯化别离和置换工序所产生邻氨基苯甲酸废水,这两个工序的废水水质类似,其水质剖析结果见表1

         

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          2.3 实验办法

         

          铜离子(Cu2+)的原子半径较小,存在空的电子轨道,在光的作用下能与空气中的氧分子作用构成活化络合物“Cu2+—O2”,活化氧分子有利于进攻邻氨基苯甲酸分子,使之被催化氧化成氧化型小分子,反响过程为:邻氨基苯甲酸分子+Cu2+—O2+=氧化型有机小分子+H2O2+Cu2+;Fe2+离子除了具有催化氧化作用外,还能与H2O2生成极生动的羟基自在基去氧化邻氨基苯甲酸分子;另外,固然铜离子与邻氨基苯甲酸钠生成沉淀,但该反响是可逆的,Cu2+Fe2+离子在溶液中同时存在,两者具有很好的协同作用。

         

          本实验根据Cu2+H2O2发作类Fenton反响原理,应用Cu2+Fe2+离子的协同效应,将铜离子沉淀法和芬顿氧化法相分离,讨论硫酸铜、硫酸亚铁、过氧化氢的参加量对COD去除率的影响,采用单要素实验办法,肯定最佳的强化芬顿氧化法处置糖精钠酯化别离和置换工序废水的工艺参数。首先取50mL糖精钠废水于烧杯中,投加适量的硫酸铜,常温下搅拌30min,静置沉淀30min,用布氏漏斗过滤;滤液再参加一定量的硫酸亚铁和过氧化氢,常温下搅拌40min,静置沉淀30min,过滤后取滤液测定COD值,工艺流程如图1

         

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          3、结果与讨论

         

          3.1 硫酸铜投加量对COD去除率的影响

         

          废水50mL,硫酸亚铁0.06g,过氧化氢16mL,硫酸铜投加量分别为0.550.750.951.151.351.55g时对废水COD去除率的影响。

         

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          从图2能够看出,随着硫酸铜投加量的增加,COD去除率先增加后略有降低。硫酸铜在投加量1.15g时,COD去除率最高,因而选择1.15g实施下一步实验。由于邻氨基苯甲酸与铜离子反响构成邻氨基苯甲酸铜沉淀是可逆反响,当硫酸铜参加量过多时,反响向反方向实施,使沉淀发作局部溶液,废液中邻氨基苯甲酸钠含量增加,此时COD去除率会略有增加。

         

          3.2 硫酸亚铁投加量对COD去除率的影响

         

          废水50mL,硫酸铜1.15g,过氧化氢16mL,硫酸亚铁投加量分别为0.040.060.080.10.120.14g时对废水COD去除率的影响。

         

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          从图3中能够看出,硫酸亚铁的增加使COD值呈降落趋向,去除率呈上升趋向,但到达一定量后,变化趋向不再明显,这是由于随着硫酸亚铁含量的增加,加快了过氧化氢的合成速率,增加了水中羟基自在基的浓度,提升了有机污染物的降解速率,但过多的亚铁离子会耗费体系中的轻基自在基,影响其反响进程,使整个体系氧化才能降低。当硫酸亚铁投加量为0.1g时,COD去除率最大为58.7%。因而选择0.1g实施下一步实验。

         

          3.3 过氧化氢投加量对COD去除率的影响

         

          糖精钠废水50mL,硫酸铜1.15g,硫酸亚铁0.1g,过氧化氢投加量分别为61116212631mL时对废水COD去除率的影响。

         

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          从图4能够看出,随过氧化氢投加量的增加,COD值呈降落趋向,COD去除率先增加后略有降低。过氧化氢投加量在21mLCOD去除率最高,为68.9%。过氧化氢是轻基自在基的供体物质,当投加过量过氧化氢时,会使二价铁疾速被氧化为三价铁,此时即耗费过氧化氢,又抑止羟基自在基的生成,因而过氧化氢投加量超越26mL后,COD的去除率会略有降低。

         

          3.4 最佳工艺条件实验

         

          最佳工艺条件实验为:50mL糖精钠废水、1.15g硫酸铜、0.1g硫酸亚铁、21mL30%过氧化氢,COD去除率76%,该工艺与芬顿氧化法相比,硫酸铜的参加强化了Fe2+离子的催化作用,提升了废水中COD去除率。

         

          4、结论

         

          1)Fenton氧化法处置糖精钠废水过程中,硫酸铜的参加对糖精钠生产中的酯化别离和置换工序所产生邻氨基苯甲酸废水的COD去除有较好的促进作用。

         

          2)Fenton试剂中硫酸亚铁、过氧化氢的恰当添加有利于反响的实施,运用量能够降低。

         

          3)50mL糖精钠生产中酯化别离和置换工序的邻氨基苯甲酸废水,投加硫酸铜1.15g、硫酸亚铁0.1g30%过氧化氢21mL,其COD去除率为76%

         


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