1、乳化廢水處理實驗方案一、乳化液破乳實驗（一）目的：通過實驗確定混凝氣浮破乳的最佳參數，例如：混凝劑的投加量、助凝劑的投加量、pH值等。（二）實驗過程：此次試驗的原水來自XXXXXXXX有限公司的乳化液廢液，其水質的主要指標：CODXXX104mg/L、SS:_g/L、pH值左右、BOD5_g/L。1. 混凝劑投加量的確定此次實驗采用的混凝劑是PAC即聚合氯化鋁。選用的濃度為100g/L。調整水樣的PH值為最佳值，向水中滴加PAG在滴加的過程中需要緩慢的攪拌直至出現磯花為止。然后，靜止10分鐘，取上清液測量COD，計算COD的去除率，去除率越大，混凝的效果就越好。實驗步驟：選擇八個100ml的燒

2、杯，在燒杯中加入100ml的原水，調節其pH值在8左右，向其中滴加不同量的PAC緩慢攪拌。靜置10分鐘，分離出下層清液。測量COD,計算COD的去除率，去除率越大就是混凝效果最好的，這樣就可以確定最佳投藥量，測量效果如圖3圖1PAC投加量與COCfe除率的關系由圖1可知，在pH值一定的條件下，可以隨著混凝劑加入量的逐漸增大，而當混凝劑加到一定量時，COD的去除率反而上升，上層的清液也逐漸變得混濁。這是由于加入的聚合氯化鋁逐漸溶解分中到溶液中去。又有鋁離子帶有部分正電荷，而乳化液大多數都含有陰離子表面活性劑。這樣，會通過壓縮雙電層，吸附點中和，吸附架橋，網捕作用達到凝聚，絮凝的效果。隨著混凝劑量

3、的逐漸增大，這四種混凝作用的效果也逐漸增強，直至達到最佳效果，再過量地加入混凝劑，溶液中存在過量的鋁離子，產生水解，將會形成膠體，再次達到膠體的穩定，使COD值有些許升高的現象。所以，在混凝的過程中要嚴格控制混凝劑的投加量。由此次試驗可以確定：100ml原水加6ml的PAC（濃度為100g加）混凝效果最佳。2. pH對混凝效果的影響實驗步驟：分別取9份100mL的原水，分別調節pH值為、，均加入6mlPAC（最佳投加量）,攪拌，靜置10分鐘，分離出清液，測定其pH值，并測量COD見圖2:圖2pH值與COCfe除率的關系由圖2可知，在pH任左右的時候，投加6ml的PAC寸，COD勺去除率最好，混

4、凝效果達到最好。可見，pH值對混凝效果的影響很大。所以在混凝過程中應控制pH值左右。3. 助凝劑投加量的確定此次實驗所采用的助凝劑是PAM即聚丙烯酰胺，選用的濃度為2g/L。取6個250ml的燒杯，加入100ml的原水，再向其中加入6ml的PAG攪拌。向其中分別加入、1ml、2ml、的PAM攪拌。靜止10分鐘。取上層清液，測量COD計算COD勺去除率。見圖3圖3PAM投加量與COD除率的關系由上圖可知，當PAM勺投加量為ml時，COD勺去除率，混凝效果最佳。可見，二、乳化液深度處理實驗-芬頓實驗Fenton試劑即過氧化氫與業鐵離子的結合，是一種特效氧化劑，其氧化電極電位高達2.80V;Fen2

5、ton試劑催化氧化用丁工業廢水處理已有三十年歷史，他最早用丁處理苯酚和烷基苯廢水1。該氧化劑具有極強的氧化能力，適用丁難降解有機廢水的處理，而且對那些有蠹有機物和三致物2具有很好的分解能力。近年來，有關Fenton試劑處理有機廢水的研究較多，如紡織印染廢水3,有機合成芳胺廢水4等。日本在這方面已有部分專利面世1。本文就機械加工活洗產生的乳化廢水的氧化實驗作詳細介紹。1.實驗部分1）廢水來源本實驗采用的乳化廢水是廢液。COD濃度為20000100000mg/L;試驗COD50540mg/L,試驗用原水pH值；2）試劑及測試方法雙氧水、綠帆（硫酸業鐵）用水等為分析純試劑,COD采用標準法測定，3）

6、實驗方法水樣100mL丁250mL三角燒瓶，用硫酸調節原水pH值，投加綠帆后，加入雙氧水，置丁搖床內振蕩，振蕩速度200r/min，反應完成后靜置30min取樣2.實驗結果與討影響有機物去除因素有雙氧水投量，pH值,反應時間等;針對這四方面考察了氧化反應規律；為佳反應條件,首先因素三水平正交實驗。1)3.正交實驗結果雙氧水投量選擇表】Rmvn反應影響因素正交實驗結果實54號雙軾水投量綠機投晨CTIJ大除率KK1去除率fK>(%)(%)1國1*min3.(Ml)應551.5215(1)2.4K2I2)h(M2)盹178.931利1)3撲3)9(M3)81,377,14如12)&(H

7、D酬3SS.45審E2.4K212)KR.K83.96VH211723(3)H2.21矽I.24Hi¥33.488.4£45H)2.482<2>A89.781.6945頃17Z3(3>h0SK.3R2.3Rnjo22.515.116.9%14.96.4Ib4論：的重要原水本實驗Fenton求得最考慮三(見表分析：50%、100%、150%Qth(Qth為與COD表征的有機物氧化化學當量；Fe2+投量不僅與雙氧水量有關還與原水種類有關，由條件預備實驗確定出較佳的Fe2+投量接近COD,即Fe2+/H2O2為1:20左右；反應時間確定2h。正交實驗結果如下:由

8、正交實驗結果分析，三因素中最為顯著的當數雙氧水投量，其次是pH值，再次是綠帆投量。從數據變化趨勢來看似乎呈相同的遞增態勢，但結合實際，第二個數據水平COD去除率已經高達88%，再增加雙氧水和綠帆投量，有機物分解率增加不多；第二個數據水平就可以認為是較為理想的條件；唯有pH值的影響趨勢是丁我們更有利，原水的pH值較高，有利于Fenton氧化；這似乎同文獻報道的Fenton試劑最佳作用條件pH有所不符，但是當向水樣中投加藥劑后，根據實驗測一定，即使不調節原水pH值，體系的pH值也會降低至左右，而后體系的pH值一直維持在左右(見圖5)；這一結果乂是同文獻報道的結果相一致。也就是說，Fe2+-H<

9、;O的加入使反應體一pH值工降至一最佳一pH值附近是導一致pH值影響丕顯著一的重要原因一一一.為更精確地尋求反應規往一，.一我們進行如丁里因素蟲驗24.單因素實驗分析水投量2。)投應2h,原水pH較最低，總體差異很小。而且，在原1)原水pH值的影響：固定雙氧在100%Qth,綠帆(FeSO4-7H量g(Fe2+/H2O2=1：20)反結果如圖1所示：在本實驗中，值較低或不調pH值,COD去除率高,pH值為左右COD去除率但從整體來看,pH值對有機物氧化反應的影響并不明顯水不進行pH調節時COD*除率呈現出最高水平。圖4原水pH對有機物去除影響圖5卜"諭投頷的影響固定雙值，折算成圖，去

10、除效鐵投量在業鐵反應后2)Fe2+投量的影響為摸索Fe2+投量的影響規律，氧水投量100%Qth,原水不調節pH反應2h,業鐵離子同過氧化氫的比例同COD之比，實驗結果見圖5。由上業鐵投量在g)時達到最局的有機物果,此時Fe2+/H2O2為1:28;業不足或過高均會使有機物去除水平下降。投量極低時，出現負去除現象，即的水中COD濃度高丁初始COD濃度，一個很好的解釋就是乳化廢水屆丁難降解廢水也是難以化學氧化的廢水，Fe2+-H2O2體系產生的羥自由基HO具有強氧化能力，它能氧化絕大多數的有機物，特別是芳香族化合物易被HO開環，變成易丁氧化的大分子有機物，這樣測得的有機物濃度比初始COD值要高；

11、經過多次反復，情形仍然如此。由此可以看到Fenton試劑的應用潛力。3)雙氧水投量的影響雙氧水投量的影響圖6群、峰遂出00。使用原隨著雙趨勢，過所下時，由基濃這樣就沒有達到充分利用丁分解有機物的目保證Fe2+投量為最佳水平g),水不調節pH值,結果如圖6所示。氧水投量的增加,COD去除率呈上升但也并不是多多益善,H2O2投量超100%Qth時,COD去除率反而有降；這可解釋為當過氧化氫量過多在業鐵離子的催化作用下產生的羥自度較高，易發生自分解而變成水和氧的，耗費了大量H2O2。因此,最佳投量還是100%Qth,此時COD去除率為91%4）反應時間的影響反應時間也是重要的影響因在沒有催化劑時氧化

12、反應的發緩慢。甚至難以觀察檢測。加催化劑可以改變反應途徑，素，生極為入適量加快反該反應仍然存在有機物分解的誘導過程；反應度較慢，約后反應速度急劇上圖7CU）降解隨反應時間的變化初期速升，如應速度。從COD降解規律來看,過程同其他催化反應類似，圖4所示:反應進行時出現負去除率（COD稍有增加而TOC有所減少），實際上說明有機物沒有真正去除，而是由難以分解的變成易丁氧化分解的有機物；因而可以認為COD=0;在反應進行到，已有大部分分解（tCOD=%）;反應h后，有機物分解比較緩270260:2.50“2402.30.2200.5L01.52.03.04,0反應時向/h析圖8氧化后上清液PH值變化,

13、在慢。圖8是體系pH值隨氧化反應時間的變化規律；開始一段時間,氧化反應產酸使體系pH值下降，而后有機酸開始被氧化使得pH值有所回升,最后pH值的下降可以推測是生成更穩定的甲酸和乙酸造成。5.反應機理與動力學淺FeFenton氧化機理屆丁典型的自由基反應過程的催化作用下,過氧化氫分解產生羥基自由基引起有機物自由基鏈引發、鏈傳遞、以及鏈終止；羥基自由基將大分子有機物分解為有機小分子、CQ、H2。；部分有機自由基發生聚合形成易丁沉降的大分子，在綠帆水解產物的絮凝作用下沉淀下來。有關其反應機理的報道較多，在此不再重復；下面就其反應動力學過程略做介紹：在最佳投量（H2Q為,Fe2+為,該過程圖”OC隨時

14、間的講解規律及反應動力學符合準一級動力學模型，即反應過程可以劃分為兩個階段，每一階段均為一級反應，各自存在不同的速率常數由圖9可以看出，反應開始速率較高（速率常數為111423）,而且非常符合一級反應規律，其相關系數達3;反應發生到后速率明顯變慢（速率常數為4,相關系數為7）,有機物去除總量下降很多；這種自由基反應歷程的特點對丁工程實-=kC;In_=-ifdr5際是很有意義的。參考：（一）芬頓試劑的反應機理Fenton技術所應用的Fenton試劑之所以具有很強的氧化能力，是因為其中含有Fe2+和H2O2H2O皴業鐵離子催化分解生成羥基自由基（OH,并引發更多的其他自由基，其反應機理如下：Fe

15、2+HQtFe3+OH+-OHFe3+HOtFe2+HO+HIFe2+-OH>OH+Fe3+RH+-。卬R+H2OR-+Fe3+TRf+FeTR+OtROAtCG+HOFenton試劑處理有機物的實質就是羥基自由基與有機物發生反應。（二）芬頓試劑的分類1.標準芬頓試劑標準芬頓試劑是由HO和Fe2+組成的混合體系，它通過催化分解F2C2產生的OH進攻有機物分子奪取氫，將大分子有機物降解為小分子有機物或礦化為二氧化碳和水等無機物。該系統的優點是：在黑暗中就能降解有機物，節省了設備投資。主要缺點為：反應速率較慢，H2Q的利用率低，有機物礦化不充分，處理后的水可能帶有顏色，較難應用于飲用水的處理

16、。2. 光-芬頓試劑針對標準芬頓法過氧化氫的利用率低、有機物礦化不充分等缺點，人們把光照（紫外光或可見光）引入標準芬頓體系，形成了光-芬頓試劑。反應體系在光的照射下，可以提高其處理效率和對有機物的降解程度，降低Fe2+的用量，保持HO較高的利用率。光-芬頓試劑具有很強的氧化能力，對有機物礦化程度較好，但其缺點是處理費用較高。隨著對芬頓法的進一步研究,人們把草酸鹽引入光-芬頓體系中,發現草酸鹽的加入可有效提高體系對紫外線和可見光的利用效果。3. 電-芬頓試劑電-芬頓試劑就是在電解槽中通過電解反應生成HO或Fe2+,從而形成芬頓試劑，并讓廢水流入電解槽，由丁電化學作用，使反應機制得到改善，從而提高

17、了試劑的處理效果。該法綜合了電化學反應和芬頓氧化，充分利用了二者的氧化能力。它與光-芬頓法相比自動產生HQ的機制較完善。導致有機物降解的因素較多，除OH的氧化作用外，還有陽極氧化、電吸附等。（三）芬頓試劑的影響因素根據上述Fenton試劑反應的機理可知，OH是氧化有機物的有效因子，而Fe2+、H2O、OH決定了OH的產量，因而決定了與有機物反應的程度。影響該系統的因_包括溶液pH值、反應溫度、HQ投加量及投加方式、催化劑種類、催化劑與HbQ投加量之比等。（四）試驗部分試劑和廢水試劑：雙氧水（30%）、綠帆（七水硫酸業鐵）、氫氧化鈉、濃硫酸均為分析純；試驗水質：試驗用水取自乳化廢水破乳后處理的水

18、樣，水質特征：pH值為,CODCfemg/L,BO瀝mg/l色度為度。試驗方法取破乳后最佳的處理水樣300mL水樣（下簡稱廢水）置丁500mL燒杯中，記錄其水質各項指標，用F2SO或NaOH調節pH值，再向廢水中加入一定量的硫酸業鐵和雙氧水，迅速混合，反應一段時間后取出，調節其pH值至中性，取上活液進行分析，采用國家標準分析方法測定COD和色度。3.處理工藝流程（五）結果與討論反應時間與色度、CODC蟲除率的關系試驗條件：初始COD=110mg/L，色度=100倍，pH=5.00,FeSO加量=400mg/L,30%HO投加量=200mg/L，通過調節停留時間來調節反應時間。試驗結果見圖4。圖

19、4反應時間與色度、COD去除率的關系由圖1可知，在前30min內，CODCW色度的去除率隨反應時間的延長而增加，而30min后，CODCW色度的去除率趨丁平緩。這表明，反應前段時間主要是生成新生態的OH反應一段時間隨著生成OH量增多，這時分解破壞一些難分解的有機物占主導地位，反應后期，隨著OH量的減少和難降解物質的減少，CODCK去除率趨丁穩定。pH值對色度、CODC蟲除率的關系試驗條件：初始CODCr=110mg/L,色度為100倍，FeSO毅加量為400mg/L,H2O2S加量為200mg/L,通過往造紙廢水中加硫酸調節廢水的pH值。試驗結果見圖2。圖2反應pH值與色度、COD去除率的關系由圖2可知，pH=5時，CODC?口色度的去除效果最好，過高或過低的pH使CODCr和色度的去除效果都有一定的下降。這主要跟Fenton試劑的作用機理有關，H+濃度高，對Fenton反應有抑制作用，影響Fe2+的催化再生及OH的產生；當pH較高時，不僅抑制了OH的產生，同時也會使Fe2+和Fe3+生成氫氧化物沉淀而降低或失去催化作用；同時較高的pH值也能使H2O菱生無效分解，降低氧化效率。FeSO投加量對色度、CODC由除率的關系試