摘要：采用超聲波-Fenton試劑-曝氣相結合處理保險粉生產廢水。探討了超聲波-曝氣對保險粉生產廢水處理的協同作用以及多種因素對保險粉生產廢水處理效果的影響，獲得了最佳工藝條件：100mLCOD為11500mg/L的廢水（初始pH=5）在超聲功率為200W下，輻射60min，H2O2用量1.3mL，FeSO4用量為0.06g的條件下，COD去除率達到83%。

關鍵詞：超聲；Fenton試劑；曝氣；保險粉生產廢水；廢水處理

保險粉（連二亞硫酸鈉）是一種強還原劑，在紡織工業作為棉織物助染劑和絲毛織物漂白劑，在造紙、食品、醫藥等行業是不可替代的化工助劑。未來全球保險粉需求增長空間巨大，具有良好的市場前景。目前，國內保險粉生產工藝有兩種：鋅粉法、甲酸鈉法。就規模而言，甲酸鈉法的產量占全國總產量的90%；就技術而言，甲酸鈉法實現工業化的技術較晚，但產品質量穩定，產量高，生產能力大，制造成本低，污染輕。在甲酸鈉法中又分為焦亞硫酸鈉法和堿法。焦亞硫酸鈉法的生產工藝更先進[1-2]。在焦亞硫酸鈉法生產保險粉的過程中，產生出一股流量很小，COD濃度很高的有機廢水，其組分復雜，含有亞硫酸鹽、甲酸鈉、甲醇、邦特鹽等[3]。對于該類廢水的處理，大、中型企業普遍采用兩種方法：（1）分步回收；（2）先焚燒，后生化處理的方法。這兩種方法廢水處理裝置投資大，運行費用高，中、小型企業難以承受。

超聲是一種有效的水處理高級氧化技術，超聲在溶液中的空化作用能降解其中的有機污染物，超聲波凈化法被認為是一種清潔且具良好前景的高級氧化技術[4-5]。然而，由于超聲波的自由基產率較低，它需要提高超聲波強度和增加時間。因此，適當輔助其他方法來提高反應速率是增加COD去除率的有效途徑。

我們針對保險粉生產廢水污染物含量高（COD 11500mg/L），采用超聲波-Fenton試劑-曝氣相結合的超聲波催化氧化法處理保險粉生產廢水，方法簡單，COD去除率高，有潛在的應用價值。

1、焦亞硫酸鈉法保險粉生產廢水處理的實驗部分

1.1 實驗儀器與試劑

儀器：SK2510HP型超聲波清洗器一臺，山本8000型增氧泵（4.9W）一臺，電子數字天平一臺，766型遠紅外輻射干燥箱一臺，密封微波消解罐10個。試劑：30%H2O2，Ca（OH）2，FeSO4，Ag2SO4，HgSO4，濃H2SO4，K2Cr2O7，（NH4）2Fe（SO4）2，均為分析純。

1.2 廢水

廢水取至廣東某保險粉生產企業，外觀呈淡黃色，密度為1.1g/mL，pH為7.8，COD平均值為11500mg/L。亞硫酸鹽、甲酸鈉、甲醇、邦特鹽。

1.3 實驗方法

在250mL錐形瓶中，加入100mL已調好pH值的廢水，加入適量的FeSO4和H2O2（30%），在室溫下置于水浴中，開啟超聲波發生器，曝氣，經過一定的時間后，取出。用Ca（OH）2調pH=8～9，過濾后用微波法[6]測其濾液的COD值，用此COD的去除率表征廢水的降解效果。

2、焦亞硫酸鈉法保險粉生產廢水處理的實驗結果與討論

初步實驗表明，廢水初始pH值，超聲輻射時間， 超聲輻射功率，FeSO4用量，H2O2用量對COD的去除率有較大的影響，分別實驗探討最佳條件。

2.1 初始pH值對COD去除率的影響

取100mL廢水，加入0.9mL H2O2、0.06g FeSO4，超聲輻射功率為250W，超聲輻射時間60min，用硫酸調pH值，試驗pH值對廢水COD去除率的影響，結果見圖1。具體參見http://www.dongaorq.cn更多相關技術文檔。

pH值是影響Fenton反應的一個非常重要的因素，從圖1可以看出，pH=5時COD去除率最大。pH<5時COD去除率迅速下降，pH>5時COD去除率也下降較快。其原因為：Fe2+與H2O2反應生成的產物有OH-，其反應式為：Fe2+ + H2O2—→Fe3+ + OH- + ·OH

從上面的反應式可知，pH高不利于反應生成·OH，·OH能氧化大部分的有機物，是使COD降低的重要因素，·OH數量少處理效果也就差，而且，pH過高，H2O2不穩定，易分解。酸性過強時，處理效果也不佳，因為根據反應式：

Fe3+ + H2O2—→Fe2+ + H+ + ·OH

可知pH太低時，對反應有抑制作用，阻礙Fe3+轉化Fe2+而再生，使催化反應不能順利進行，反應生成·OH也將會偏少。另一方面，若pH過低，Fenton鏈反應的效率受到影響，導致COD的去除率降低。

詳情請下載附件： 焦亞硫酸鈉法保險粉生產廢水處理處理技術