焦粉吸附—微波催化—芬顿试剂氧化法深度处理煤焦油加工废水的研究

材料试验仪器：WD800G 型微波炉、5B-2C 型 COD 测定仪、SDYS-100SH 色度测定仪、PHS-3C酸度计、SHZ-Ⅲ 型循环水真空抽滤机、AL204 型电子天平；T6 型紫外-可见分光光度计、JJ-4A 型六联同步自动搅拌机。试剂和：硫酸亚铁、双氧水（质量分数为 30%）、硫酸、氢氧化钠，分析纯；焦粉（焦化厂产品，粒径约为 4～6 mm，使用前酸化处理）；其他药剂为市售化学纯。1.3 试验依据由于微波技术具有高效快速、反应过程易于控制、设备体积小等特点，微波技术应用于处理难降解有机污染物方面已经取得了一定成熟经验[5]；焦炭空隙多、比表面积大，对废水中有机物和微波有很强的吸收能力，当微波辐射时，焦炭比表面的金属点位能与微波发“”“”生强烈的相互作用而产生许多 热点 ，这些 热点 的温度和能量要比其它部位高得多，可用作诱导化学反应的催化剂[7]；微波作用下可使芬顿试剂反应速率大幅提高，有机物可以氧化成 H2O 和 CO2，调节 pH 可去除废水中残余的 Fe3+。1.4 试验方法在 500 mL 烧杯内加入 250 mL 试验用废水，用硫酸和氢氧化钠调节溶液 pH 值，然后加入适的焦粉和芬顿试剂，将烧杯放入微波炉，启动搅拌器，微波辐射反应一定时间后，加入NaOH 溶液调节 pH 至 10 终止芬顿试剂反应，取出反应产物冷却至室温后，抽滤除去水中的微小焦粉颗粒，测定 COD 和色度。1.5 分析方法COD 采纳 5B-2C 型 COD 测定仪测定；色度采纳 SDYS-100SH 色度测定仪测定；pH 值采纳PHS-3C 酸度计测定。2 结果与讨论2.1 废水 pH 的影响在 FeSO4 加入量为 200 mg/L、H2O2 加入量为1 200 mg/L、微波功率为 400 W、微波辐射时间为 30 min、焦粉加入量为 15 g 时废水 pH值对废水处理效果影响见图 1。由图 1 可知：色度去除率在 92% 左右；COD 去除率先增加后降低，当废水 pH=5 时，COD 去除率最大，达到 86.87%，处理水 COD 为 42.01 mg/L。这是因为在酸性条件下有利于焦粉对有机物的吸收，另外，pH 过高，OH- 与Fe2+生成沉淀，减弱 Fe2+的催化作用；但 pH 不宜过低，这时 H +会抑制 H2O2 还原 Fe3+ ，降低反应·OH 的生成[9]。综合考虑，确定废水 pH 最佳值为 5。2.2 焦粉用量的影响在 FeSO4 加入量为 200 mg/L、H2O2 加入量为 1200 mg/L、微波功率为 400 W、微波辐射时间为 30 min、废水 pH 值为 4 时焦粉加入量对废水处理效果影响见图 2。由图 2 可知...