吳少林1 洪建武2 肖方杰2
（1南昌航空工業(yè)學(xué)院環(huán)境與化學(xué)工程系，南昌 330034）
(2江西昌九化工股份有限公司江氨分公司，南昌330037)

一、前言

　　雙氧水的生產(chǎn)是以重芳烴，蒽醌，磷酸三辛酯等多種有機(jī)化合物為原料，因此，在雙氧水的生產(chǎn)廢水中含有大量的上述污染物，使得廢水中的COD高達(dá)5000mg/L以上,具有強(qiáng)烈的毒性，如直接排放，必將對(duì)環(huán)境造成危害。
　　目前，江氨分公司雙氧水車間現(xiàn)有一套處理能力為76m3/d 的雙氧水生產(chǎn)處理裝置。該裝置是利用H2O2-FeSO4催化氧化法。由于該法所要求的氧化條件是PH=1.5-2.5，雙氧水的投加量按2.0gH2O2/1gCOD分批投加，這與該廠雙氧水生產(chǎn)廢水PH=6，雙氧水含量偏低不符，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，效果不夠理想。而南昌地區(qū)的太陽能還比較豐富，在全國來說，僅次于西北和青藏地區(qū)，屬中游水平，年平均日照時(shí)間達(dá)到了1865小時(shí)，入夏后的6、7、8月份，晴天上午9：00至下午3：00日平均太陽能輻射量能達(dá)到800W/m2,正午接近1000W/m2。本研究在不再增加H2O2的條件下，試探性利用太陽能為驅(qū)動(dòng)力來代替人工紫外光源，并將Mn2+引入催化體系中，以期達(dá)到提高處理效果。

二、研究方法

　　2.1 實(shí)驗(yàn)材料

　　（1）廢水水質(zhì) PH=6.1（評(píng)價(jià)指標(biāo)為6～9），COD=5456mg/L（評(píng)價(jià)指標(biāo)為200mg/L），H2O2含量為0.815g/L。
　?。?）藥劑 FeSO4，MnSO4，等均為化學(xué)純?cè)噭?。Fe2+， Mn2+均配成50mg/L的水溶液。
　?。?）實(shí)驗(yàn)方法 在一PMMA材料制作的淺池（長60cm、寬30cm、高10cm）加入1000ml 雙氧水車間排放的生產(chǎn)廢水，在慢速攪動(dòng)下加入一定量的催化劑，在日光照射下進(jìn)行反應(yīng)一段時(shí)間后，取樣分析COD濃度，從而得出催化降解效率。測(cè)COD前，對(duì)樣品進(jìn)行加堿液預(yù)處理，去除殘余的H2O2，再用COD快速測(cè)定儀測(cè)定，PH值采用PHS--3C型（上海雷磁儀器廠）測(cè)定。

三、結(jié)果與討論

　?。?） 條件初篩
　　為了觀察Mn2+的協(xié)同效果，進(jìn)行了初步實(shí)驗(yàn)，見表1。

表1 初篩實(shí)驗(yàn)結(jié)果 序號(hào) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，（催化劑加入量，ml） COD，(mg/L) COD去除率，% 1 Fe²⁺5ml，處理一天 3112 43.0 2 Fe²⁺10ml，處理一天 1520 72.0 3 同時(shí)加入Fe²⁺與 Mn²⁺各2.5ml，處理一天 1746 68.0 4 同時(shí)加入Fe²⁺與 Mn²⁺各5.0ml，處理一天 926 83.0 5 同時(shí)加入Fe²⁺與 Mn²⁺各10ml，處理一天 895 83.6

　　從表中可知，只加Fe2+與同時(shí)加Fe2+、Mn2+相比，后者的COD去除率為83%，而前者為72%；
加入的藥劑量太少，效果要差一些，但太多，對(duì)廢水的COD去除率的提高作用不是很明顯，比較適宜的加入量均為100mg藥劑/L廢水。此外，在研究中發(fā)現(xiàn)分批加比同時(shí)加效果要好，如先加入Fe2+10ml，處理4小時(shí)， 再加入Mn2+10ml，處理20小時(shí)，COD去除率可達(dá)91.3%。采用草酸鐵絡(luò)合物的效果比FeSO4要好，這一工作正在進(jìn)行之中。
　?。?） 光能的影響
　　表2反映了在晴天日曬下的不同時(shí)間COD的變化?？梢钥闯觯谌展鈴?qiáng)度大的時(shí)段，COD的去除效果是十分明顯的。去除率開始隨時(shí)間增加逐漸增大，然后有一個(gè)下降，再上升，到了晚上，進(jìn)一步去除的效果明顯下降。這說明由于廢水中的各成分的光催化降解的難易程度不同，有些能產(chǎn)生中間產(chǎn)物，也說明在光強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，降解的速率下降。

表2 去除率隨時(shí)間的變化（2000年7月24日，晴天，最高氣溫38℃） 時(shí)間，hr 9：00 11：00 13：00 15：00 17：00 19：00 21：00 9：00（次日） COD，mg/L 5456 3290 4016 4130 2302 1713 1554 895 去除率，% 0.0 39.7 26.4 41.5 60.3 68.6 71.5 83.6 *COD，mg/L 5456 4250 4337 4076 3819 3350 3214 2373 去除率，% 0.0 22.1 20.5 25.3 30.0 38.6 40.6 56.5

（催化劑加入量：同時(shí)加入Fe2+與 Mn2+各10ml，*是指遮光空白對(duì)比實(shí)驗(yàn)。）

四、結(jié)論

　　從初步實(shí)驗(yàn)來看，F(xiàn)e2+、Mn2+之間具有一定的協(xié)同效應(yīng)，不僅可以使雙氧水生產(chǎn)廢水處理時(shí)的效果得到一定程度的提高，還可以使PH值不必調(diào)節(jié)至1.5-2.5，在給操作帶來方便的同時(shí)，還可以降低運(yùn)行成本。白天，污染物的降解是十分顯著的，尤其在日光強(qiáng)度大的時(shí)段，降解速率明顯高于其它時(shí)段。另外，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，廢水經(jīng)過處理后，COD仍較高，催化體系（如采用草酸鐵絡(luò)合物、醋酸錳或其它催化劑等）還須改進(jìn)，以提高光量子效率。