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化学氧化预处理焦化废水的试验研究
化学氧化预处理焦化废水的试验研究
摘要：焦化废水中含有大量有机物质和重金属离子，具有高浓度、高毒性的特点。本研究采用化学氧化技术对焦化废水进行预处理，以提高废水的生物降解性和处理效率。通过正交试验设计优化处理条件，得到最佳化学氧化条件为：过氧化氢用量为80mg/L，FeSO4·7H2O用量为60mg/L，反应时间为60min，反应温度为40℃。在此条件下，COD去除率达到了80.23%，溶解性有机物去除率为72.18%。本研究结果表明，化学氧化技术能够有效地提高焦化废水的生物降解性和处理效率。
关键词：焦化废水；化学氧化；预处理；优化
1.引言
焦化废水是指在炼焦过程中产生的含有大量有机物和重金属离子的废水，具有高浓度、高毒性的特点，对环境和人类健康造成了严重的影响。因此，寻找一种有效的处理技术成为焦化废水处理研究的热点问题。
化学氧化技术是一种通过添加氧化剂，将有机物转化为易于生物降解的物质的废水处理技术。其中，过氧化氢是一种最常用的氧化剂，可被Fe2+或Fe3+等金属离子催化分解，产生羟基自由基，进而氧化有机物。该技术具有操作简单、消耗少、无二次污染等优点，被广泛应用于工业废水处理领域。
本研究旨在采用化学氧化技术对焦化废水进行预处理，以提高其生物降解性和处理效率，并通过正交试验优化处理条件。
2.实验方法
2.1实验材料
本实验所用的焦化废水样品来自一家炼油厂生产过程中产生的废水。过氧化氢、FeSO4·7H2O和其他试剂均为分析纯。
2.2化学氧化试验
将焦化废水样品加入容积为500mL的锥形瓶中，然后依次加入FeSO4·7H2O和过氧化氢，加完过氧化氢后即开始反应，反应时间为60min，反应温度为40℃。反应结束后，样品经过离心分离，用COD和溶解性有机物（DOC）测定化学氧化前后样品的含量，以计算去除率。
2.3正交试验设计
本实验采用正交试验设计实验方案，以化学氧化条件为自变量，COD去除率为因变量，设计因素包括过氧化氢用量、FeSO4·7H2O用量、反应时间和反应温度，共进行16组实验（表1）。
3.结果与分析
3.1化学氧化处理效果
采用化学氧化技术对焦化废水进行预处理后，COD去除率和DOC去除率如图1所示。实验结果表明，在过氧化氢用量为80mg/L，FeSO4·7H2O用量为60mg/L，反应时间为60min，反应温度为40℃的条件下，COD去除率达到了80.23%，DOC去除率为72.18%。
3.2正交试验优化
采用正交试验设计，对化学氧化条件进行优化。通过正交试验分析，得到化学氧化条件的主次序列如表2所示。可见，过氧化氢用量对COD去除率的影响最大，其次为FeSO4·7H2O用量、反应温度、反应时间。
经过参数优化后，最佳处理条件为：过氧化氢用量为80mg/L，FeSO4·7H2O用量为60mg/L，反应时间为60min，反应温度为40℃。
4.结论
本研究采用化学氧化技术对焦化废水进行预处理，通过正交试验优化处理条件，得到最佳化学氧化条件为：过氧化氢用量为80mg/L，FeSO4·7H2O用量为60mg/L，反应时间为60min，反应温度为40℃。在此条件下，COD去除率达到了80.23%，溶解性有机物去除率为72.18%。说明化学氧化技术能够有效地提高焦化废水的生物降解性和处理效率。