响应曲面法优化均相Fenton深度处理皮革废水
摘要：均相Fenton深度处理皮革废水,试验用水为A/O反应池的出水,COD介于180~200mg·L-1.基于Box-Behnken响应曲面法,考察了初始pH值、H2O2/Fe2+摩尔比、过氧化氢投加量、反应时间的单独作用及交互作用,并建立COD去除率数学模型,结果表明:影响因子显著性顺序为:pH＞H2O2投加量＞反应时间＞H2O2/Fe2+摩尔比,初始pH值与H2O2投加量的交互作用显著;数学模型回归性较好,预测最大COD去除率为55.87%,最佳条件组合为:pH＝4.0,H2O2投加量＝14.00mmol·L-1,H2O2:Fe2+＝10.6:1,Time＝3h及T＝25℃,验证试验结果为53.35%,与预测值相比偏差为4.51%.采用均相Fenton深度处理皮革废水,可以满足《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准中对COD≤100mg·L-1的限制要求.
关键词：Box-Behnken响应曲面法，皮革废水，均相Fenton，深度处理
有机负荷高及难降解污染物含量高是皮革废水的典型特征.制革行业综合废水的COD浓度位于1500~4000mg·L-1,典型难降解有机污染物包括丹宁、木质素、染料等,难降解COD介于200~300mg·L-1.皮革废水处理工艺通常采用先物化后生物相结合的方式,但是大量难降解污染物的存在导致出水COD一般在200mg·L-1以上.近年来,皮革产业污水排放标准进一步提高,现有处理工艺很难保证COD达标排放,即不能满足《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准中对COD≤100mg·L-1的限制要求.
本实验采用均相Fenton深度处理经A/O生化降解后的皮革废水.首先,采用单因素试验研究初始pH值、H2O2/Fe2+摩尔比、过氧化氢投加量及反应时间对COD去除率的影响,为下一步响应曲面分析提供合适的影响因子取值范围;然后,基于BoxBehnken响应曲面法分析Fenton氧化过程中各影响因素单独及交互作用效果,并寻求最优条件组合;最后,验证模型确定最优反应条件的准确性.
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