本工作采用混凝—fenton法对河北石家庄某vb12生产企业的废水进行深度处理，考察了各操作参数对cod和色度去除效果的影响，确定了最佳工艺条件，并从经济角度分析了工艺可行性，可为vb12废水的达标处理提供参考和借鉴。
1 实验部分
1.1 材料、试剂和仪器
废水取自河北石家庄某vb12生产企业厌氧—好氧工艺生化出水，水质情况：cod=640~820 mg/l，色度600~700倍，bod5/cod=0.03，可生化性很差。
h2o2（26%（w）），feso4·7h2o，naoh，h2so4：分析纯；聚合硫酸铁（pfs）：工业纯。
fe20型ph计：mettler toledo公司；sw6型六联搅拌机：英国armfi eld公司。
1.2 实验方法
1.2.1混凝实验
取500 ml废水，用浓度为2 mol/l的naoh或4 mol/l的h2so4调节废水的混凝ph，加入5%（w）pfs溶液，以150 r/min的搅拌速率快搅3 min，以50r/min的搅拌速率慢搅10 min，静置沉降后取上清液测定cod和色度。
1.2.2 fenton实验
取混凝出水500 ml，用浓度为2 mol/l的naoh或4 mol/l的h2so4调节废水的氧化ph，加入一定量的feso4·7h2o，搅拌溶解后，加入h2o2，以100 r/min的搅拌速率氧化反应一段时间。反应结束后，立即取少量反应液测定h2o2的含量（加碱前h2o2的剩余量）；然后加碱调节溶液ph至中性，搅拌均匀取混合液测cod；静置沉淀一段时间，待溶液分层后，取上清液测定cod、色度和h2o2的含量（加碱后h2o2的剩余量）。cod按文献［5］报道的方法校正。混凝实验和fenton实验均在室温（25±1）℃下进行。
1.3 分析方法
采用重铬酸钾法测定cod；采用稀释倍数法测定色度；采用硫酸钛分光光度法测定h2o2含量。
2 结果与讨论
2.1 混凝实验结果
2.1.1混凝ph对混凝效果的影响
当pfs加入量为300 mg/l时，混凝ph对混凝段cod和色度的去除率的影响见图1。当ph=3.5~6.5时，cod和色度的去除率的变化趋势基本相同；当ph=6.5~8.5时，混凝效果很差，cod去除率只有5%左右；当ph=4.5时，cod和色度的去除率达最大值（分别为28.5%和60.7%）。这是因为废水中含有较多的腐殖酸类物质，在酸性条件下，pfs混凝去除腐殖酸的效果较好。故混凝ph为4.5较适宜。
2.1.2 pfs加入量对混凝效果的影响
当混凝ph为4.5时，pfs加入量对混凝段cod和色度的去除率的影响见图2。由图2可见：pfs加入量从100 mg/l增至300 mg/l时，cod去除率从1.1%增至28.5%，色度去除率从21.4%增至60.7%；当pfs加入量大于300 mg/l时，cod和色度的去除率变化趋缓。故选择pfs加入量为300 mg/l较适宜。
2.2 fenton实验结果
2.2.1 h2o2加入量对处理效果的影响
当氧化ph 3.0、 feso4·7h2o加入量300 mg/l、反应时间3 h时，h2o2加入量对fenton 段cod和色度的去除率的影响见图3。由图3可见：当h2o2加入量小于420 mg/l时，cod和色度的去除率随h2o2加入量的增加而增大；当h2o2加入量大于420 mg/l时，cod和色度的去除率变化不大，h2o2的消耗量（h2o2加入量和加碱前h2o2剩余量的差值）却持续增大。这可能是因为在fenton反应过程中，生成了一些难降解有机物（如短链有机酸等），而过量h2o2与·oh发生反应，消耗了h2o2。故选择h2o2加入量为420 mg/l较适宜。
2.2.2 feso4·7h2o加入量对处理效果的影响
当氧化ph 3.0、h2o2加入量420 mg/l、反应时间3 h时，feso4·7h2o加入量对fenton段cod和色度的去除率的影响见图4。
fenton法对有机物的去除作用可分为fenton氧化作用和fenton混凝作用，fenton氧化作用去除的cod为进水cod 和反应混合液cod的差值；fenton混凝作用去除的cod为fenton法去除的全部cod 和fenton氧化作用去除的cod的差值。由于废水已经过混凝处理，所以fenton混凝作用去除的cod较小，在10%左右波动。由图4可见，当feso4·7h2o加入量小于167 mg/l或大于500 mg/l时，fenton氧化作用对cod的去除率均有减小的趋势。这是因为：fe2 较少时，分解h2o2产生·oh的速率较慢；fe2 过量时，会与·oh反应，与废水中的有机物形成竞争。考虑到cod和色度的去除效果以及减少h2o2的残留，选择feso4·7h2o加入量为334 mg/l较适宜。
2.2.3氧化ph对处理效果的影响
当h2o2加入量420 mg/l、feso4·7h2o加入量334 mg/l、反应时间3 h时，氧化ph对fenton段cod和色度的去除率的影响见图5。由图5可见：当ph=2.5~5.0时，cod和色度的去除率均较高，cod去除率为43.3%~45.2%，色度去除率为78.1%~81.8%；当ph=2.0时，cod和色度的去除率均减小，h2o2消耗量随之减小。这是因为：ph过低时，fe2 在水溶液中形成了分解h2o2速率相对较慢的［fe（h2o）］2 ，产生的·oh减少，但h 含量过高也会抑制fe3 与h2o2之间的反应；当ph>5.0时，cod和色度的去除率降低，h2o2消耗量减少，这可能是因为fe3 形成了不溶性的fe（oh）3絮体，打断了·oh产生链。混凝工艺出水的ph在4.0左右时，可不调节ph，直接进行fenton反应。
2.2.4反应时间对处理效果的影响
当氧化ph 4. 0、h2o2加入量420 mg/l、feso4·7h2o加入量334 mg/l时，反应时间对fenton段cod和色度的去除率的影响见图6。由图6可见：当反应时间为1 h时，cod和色度的去除率已基本稳定，h2o2的消耗量较小；反应时间为3 h时，cod和色度的去除率分别为45.3%和78.2%，大部分h2o2已消耗。剩余的h2o2在加碱中和时会分解产生氧气，不利于fenton反应的絮体沉降。故选择反应时间为3 h较适宜。
2.3 混凝—fenton法与fenton法的比较
在较适宜的条件下采用混凝—fenton法对vb12废水生化出水进行优化时，试剂消耗量为：h2so4 830 mg/l，pfs 300 mg/l，h2o2 420 mg/l，feso4·7h2o 334 mg/l，naoh 480 mg/l；在此条件下，总cod去除率为62.1%，总色度去除率为90.0%。
在较适宜的条件下采用fenton法对vb12废水生化出水进行优化时，试剂消耗量为：h2so4 830 mg/l，h2o2 700 mg/l，feso4·7h2o 834 mg/l，naoh480 mg/l；在此条件下，cod去除率为52.9%，色度去除率为79.1%。
与fenton法相比，混凝—fenton法的cod和色度去除率更大，处理效果更好，cod和色度去除率的提高率分别为17.4%和13.8%。两种方法的药剂成本见表1。由表1可见，混凝—fenton法的药剂成本为4.51 元/m3，fenton法的药剂成本为5.75 元/m3。与fenton法相比，混凝—fenton法的药剂成本降低了21.6%。
3 结论
a）当混凝ph 4.5、pfs加入量300 mg/l时，混凝对cod和色度的去除率分别为28.5%和60.7%。
b）对混凝出水进行fenton法处理，当氧化ph4.0、h2o2加入量420 mg/l、feso4·7h2o加入量334 mg/l、反应时间3 h时，fenton段对cod和色度的去除率分别为45.3%和78.2%。
c）混凝—fenton法在较适宜的条件下，总cod和总色度的去除率分别为62.1%和90.0%；与fenton法相比，cod和色度的去除率的提高率分别为17.4%和13.8%，且药剂成本降低了21.6%。