含酚类煤化工废水自还原Fe3+类芬顿体系研究

煤化工废水水质复杂,难降解有机物及氨氮含量高,这给废水处理带来很大难度。而现有的煤化工废水处理技术（混凝法、吸附法、膜生物反应法等）具有成本高、运行不稳定、预处理效果差等缺陷,难以满足煤化工行业发展的需要。为了高效处理煤化工废水,本文利用煤化工废水中酚类有机物的还原性促进Fe3+/Fe2+的循环,提出了一种利用Fe3+/H2O2类芬顿体系处理煤化工废水的新方法。对照实验结果表明：Fe3+/H2O2体系中COD、TOC、TN、NH3-N的去除率可以达到74.63%、52.62%、10.46%、15.11%;相比于其他体系,Fe3+/H2O2体系出水色度明显降低,UV-Vis光谱下降幅度最大,铁泥量也明显减少。Q-TOF分析结果表明：废水中主要的8种有机物都是酚类或者具有醛基、羰基、羧基、碳碳双键或者酯基等还原性的官能团。通过测定COD去除率和pH、Fe3+/Fe2+、H2O2等含量随时间的变化趋势,提出了Fe3+/H2O2体系去除有机物的机理：废水中的还原性有机物将Fe3+还原为Fe2+,促进Fe3+/Fe2+循环,生成的Fe2+与H2O2发生芬顿反应,实现废水中有机污染物的去除。利用控制变量法,确定了最佳运行工况为：Fe2(SO4)e添加量为1.0 g/L、H2O2添加量为50 mM、反应温度为30 ℃、初始pH为6.8。在此工况下,反应60 min后,煤化工废水的COD、TOC、TN、NH3-N去除效果良好,色度明显降低,B/C值从0.17提升至0.47,可生化性大幅提高。本文证实了利用含酚类煤化工废水自还原Fe3+/H2O2体系的可行性,降低了运行成本,为后续研究及工程应用提供理论基础。