摘要：采用超声波-Fenton试剂-曝气相结合处理保险粉生产废水。探讨了超声波-曝气对保险粉生产废水处理的协同作用以及多种因素对保险粉生产废水处理效果的影响，获得了最佳工艺条件：100mLCOD为11500mg/L的废水（初始pH=5）在超声功率为200W下，辐射60min，H2O2用量1.3mL，FeSO4用量为0.06g的条件下，COD去除率达到83%。
关键词：超声；Fenton试剂；曝气；保险粉生产废水；废水处理
保险粉（连二亚硫酸钠）是一种强还原剂，在纺织工业作为棉织物助染剂和丝毛织物漂白剂，在造纸、食品、医药等行业是不可替代的化工助剂。未来全球保险粉需求增长空间巨大，具有良好的市场前景。目前，国内保险粉生产工艺有两种：锌粉法、甲酸钠法。就规模而言，甲酸钠法的产量占全国总产量的90%；就技术而言，甲酸钠法实现工业化的技术较晚，但产品质量稳定，产量高，生产能力大，制造成本低，污染轻。在甲酸钠法中又分为焦亚硫酸钠法和碱法。焦亚硫酸钠法的生产工艺更先进[1-2]。在焦亚硫酸钠法生产保险粉的过程中，产生出一股流量很小，COD浓度很高的有机废水，其组分复杂，含有亚硫酸盐、甲酸钠、甲醇、邦特盐等[3]。对于该类废水的处理，大、中型企业普遍采用两种方法：（1）分步回收；（2）先焚烧，后生化处理的方法。这两种方法废水处理装置投资大，运行费用高，中、小型企业难以承受。
超声是一种有效的水处理高级氧化技术，超声在溶液中的空化作用能降解其中的有机污染物，超声波净化法被认为是一种清洁且具良好前景的高级氧化技术[4-5]。然而，由于超声波的自由基产率较低，它需要提高超声波强度和增加时间。因此，适当辅助其他方法来提高反应速率是增加COD去除率的有效途径。
我们针对保险粉生产废水污染物含量高（COD 11500mg/L），采用超声波-Fenton试剂-曝气相结合的超声波催化氧化法处理保险粉生产废水，方法简单，COD去除率高，有潜在的应用价值。
1、焦亚硫酸钠法保险粉生产废水处理的实验部分
1.1 实验仪器与试剂
仪器：SK2510HP型超声波清洗器一台，山本8000型增氧泵（4.9W）一台，电子数字天平一台，766型远红外辐射干燥箱一台，密封微波消解罐10个。试剂：30%H2O2，Ca（OH）2，FeSO4，Ag2SO4，HgSO4，浓H2SO4，K2Cr2O7，（NH4）2Fe（SO4）2，均为分析纯。
1.2 废水
废水取至广东某保险粉生产企业，外观呈淡黄色，密度为1.1g/mL，pH为7.8，COD平均值为11500mg/L。亚硫酸盐、甲酸钠、甲醇、邦特盐。
1.3 实验方法
在250mL锥形瓶中，加入100mL已调好pH值的废水，加入适量的FeSO4和H2O2（30%），在室温下置于水浴中，开启超声波发生器，曝气，经过一定的时间后，取出。用Ca（OH）2调pH=8～9，过滤后用微波法[6]测其滤液的COD值，用此COD的去除率表征废水的降解效果。
2、焦亚硫酸钠法保险粉生产废水处理的实验结果与讨论
初步实验表明，废水初始pH值，超声辐射时间， 超声辐射功率，FeSO4用量，H2O2用量对COD的去除率有较大的影响，分别实验探讨最佳条件。
2.1 初始pH值对COD去除率的影响
取100mL废水，加入0.9mL H2O2、0.06g FeSO4，超声辐射功率为250W，超声辐射时间60min，用硫酸调pH值，试验pH值对废水COD去除率的影响，结果见图1。。
pH值是影响Fenton反应的一个非常重要的因素，从图1可以看出，pH=5时COD去除率最大。pH<5时COD去除率迅速下降，pH>5时COD去除率也下降较快。其原因为：Fe2+与H2O2反应生成的产物有OH-，其反应式为：Fe2+ + H2O2—→Fe3+ + OH- + ·OH
从上面的反应式可知，pH高不利于反应生成·OH，·OH能氧化大部分的有机物，是使COD降低的重要因素，·OH数量少处理效果也就差，而且，pH过高，H2O2不稳定，易分解。酸性过强时，处理效果也不佳，因为根据反应式：
Fe3+ + H2O2—→Fe2+ + H+ + ·OH
可知pH太低时，对反应有抑制作用，阻碍Fe3+转化Fe2+而再生，使催化反应不能顺利进行，反应生成·OH也将会偏少。另一方面，若pH过低，Fenton链反应的效率受到影响，导致COD的去除率降低。
详情请下载附件：焦亚硫酸钠法保险粉生产废水处理处理技术
