吳少林1 洪建武2 肖方杰2
（1南昌航空工業學院環境與化學工程系，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

　　雙氧水的生產是以重芳烴，蒽醌，磷酸三辛酯等多種有機化合物為原料，因此，在雙氧水的生產廢水中含有大量的上述污染物，使得廢水中的COD高達5000mg/L以上,具有強烈的毒性，如直接排放，必將對環境造成危害。
　　目前，江氨分公司雙氧水車間現有一套處理能力為76m3/d 的雙氧水生產處理裝置。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廢水PH=6，雙氧水含量偏低不符，在實際運行時，效果不夠理想。而南昌地區的太陽能還比較豐富，在全國來說，僅次于西北和青藏地區，屬中游水平，年平均日照時間達到了1865小時，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動力來代替人工紫外光源，并將Mn2+引入催化體系中，以期達到提高處理效果。

二、研究方法

　　2.1 實驗材料

　　（1）廢水水質 PH=6.1（評價指標為6～9），COD=5456mg/L（評價指標為200mg/L），H2O2含量為0.815g/L。
　　（2）藥劑 FeSO4，MnSO4，等均為化學純試劑。Fe2+， Mn2+均配成50mg/L的水溶液。
　　（3）實驗方法 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廢水，在慢速攪動下加入一定量的催化劑，在日光照射下進行反應一段時間后，取樣分析COD濃度，從而得出催化降解效率。測COD前，對樣品進行加堿液預處理，去除殘余的H2O2，再用COD快速測定儀測定，PH值采用PHS--3C型（上海雷磁儀器廠）測定。

三、結果與討論

　　（1） 條件初篩
　　為了觀察Mn2+的協同效果，進行了初步實驗，見表1。

表1 初篩實驗結果 序號 實驗內容，（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 同時加入Fe²⁺與 Mn²⁺各2.5ml，處理一天 1746 68.0 4 同時加入Fe²⁺與 Mn²⁺各5.0ml，處理一天 926 83.0 5 同時加入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，在研究中發現分批加比同時加效果要好，如先加入Fe2+10ml，處理4小時， 再加入Mn2+10ml，處理20小時，COD去除率可達91.3%。采用草酸鐵絡合物的效果比FeSO4要好，這一工作正在進行之中。
　　（2） 光能的影響
　　表2反映了在晴天日曬下的不同時間COD的變化。可以看出，在日光強度大的時段，COD的去除效果是十分明顯的。去除率開始隨時間增加逐漸增大，然后有一個下降，再上升，到了晚上，進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，有些能產生中間產物，也說明在光強變弱時，降解的速率下降。

表2 去除率隨時間的變化（2000年7月24日，晴天，最高氣溫38℃） 時間，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：同時加入Fe2+與 Mn2+各10ml，*是指遮光空白對比實驗。）

四、結論

　　從初步實驗來看，Fe2+、Mn2+之間具有一定的協同效應，不僅可以使雙氧水生產廢水處理時的效果得到一定程度的提高，還可以使PH值不必調節至1.5-2.5，在給操作帶來方便的同時，還可以降低運行成本。白天，污染物的降解是十分顯著的，尤其在日光強度大的時段，降解速率明顯高于其它時段。另外，從實驗結果來看，廢水經過處理后，COD仍較高，催化體系（如采用草酸鐵絡合物、醋酸錳或其它催化劑等）還須改進，以提高光量子效率。