均相Fenton法处理干法腈纶废水工艺优化与分析
摘要：采用均相Fenton法处理干法腈纶废水,并通过单因素试验和基于中心组合设计的响应面法考察了H2O2投加量、Fe2+投加量、初始pH值及反应时间的影响及其交互作用.同时,建立了以COD去除率为响应值的二次响应曲面模型,并采用方差分析对模型进行了验证.结果表明,影响COD去除效果的各因子显著性顺序依次为:Fe2+投加量>H2O2投加量>初始pH值>反应时间;Fe2+投加量与初始pH值的交互作用最为显著;反应最优组合条件为:H2O2投加量90.0mmol·L-1,Fe2+投加量30.0mmol·L-1、初始pH值3.1,反应时间113.6min,该条件下COD去除率为47.1%,与模型预测值48.5%基本一致.
关键词：干法腈纶废水，Fenton法，优化，响应面法，中心组合设计
腈纶,国外称“奥伦”,通常是指丙烯腈与第二和第三单体的共聚物经纺丝制得的合成纤维.根据纺丝溶剂的不同,腈纶生产工艺可以分为干法和湿法两大类,其中,干法工艺由于其产品品种多、质量优而备受市场青睐,但干法腈纶生产工艺复杂,生产过程中需加入多种化工原料和有机助剂,产生的废水污染物种类多、毒性强且难以生物降解.此外,废水中还含有高浓度的SO2-4和其它生物抑制性成分,仅采用生化处理工艺难以实现污染物的有效去除.目前,国内几家大型干法腈纶厂均采用“厌氧-好氧-活性炭”的生化处理工艺,处理出水满足不了达标排放的要求,对于该类废水处理技术的研究主要集中在强化物化预处理等方面.
为获得Fenton法处理干法腈纶废水的最优条件并分析各因素之间的交互作用对处理效果的影响,试验首先采用单因素法,考察H2O2投加量、Fe2+投加量、初始pH值及反应时间对废水COD去除率的影响,初步确定各影响因子的取值范围;然后在单因素试验的基础上,采用基于中心组合设计的响应面法分析Fenton氧化过程中各影响因素的单独及交互作用,建立以COD去除率为响应值的二次多项式模型,获得最佳组合条件;最后通过试验,验证模型确定的最优条件的准确性.
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