本文对铁碳微电解和芬顿催化氧化联合预处理印染工业废水中的有机物进行了研究。对影响印染废水降解的几种因素如进水pH值、铁碳比、曝气时间、水中双氧水的质量浓度等进行考察。试验结果表明，对于COD为2300mg/L的印染废水，在进水pH值=2.5的情况下，当铁碳比为4:3、H2O2用量为150mg/L、曝气时间为120min时，印染废水COD去除率可达58％。与铁碳微电解法相比，铁碳微电解和芬顿催化氧化联合作用对印染废水的COD去除，表现出了更好的处理效果，可生化性由0.2提高到0.41。

印染行业是工业废水排放大户，其排放的废水具有水量大，有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水，同时随着印染行业的技术进步，更新型的难降解有机物又引入到废水处理系统中。传统的生物处理工艺COD去除率从70%下降到50%左右，甚至更低，印染废水的处理工作已受到严重挑战，因此，开发经济有效的印染废水预处理技术，提高废水可生化性日益成为当今环保行业关注的课题。

铁碳微电解和芬顿催化氧化联合预处理印染废水是在铁碳微电解反应池中投加一定量的双氧水，组成Fe-C-H2O2联合催化新体系，使铁碳微电解中产生的亚铁离子与投加的H2O2形成芬顿催化反应体系，通过共同作用，去除部分难降解物质，同时将大分子有机物降解为小分子有机物，将环状和长链有机物分解，提高废水的可生化性。

实验材料及方法

废水水质：实验用水取自染料厂车间。废水中含有染料、染料中间体和助剂等，色度极高。其废水水质如表1所示。

实验材料：铁屑、活性碳、重铬酸钾固体、试亚铁灵试剂、硫酸亚铁铵固体、硫酸银固体、蒸馏水、浓硫酸、沸石。

操作过程：依据设置的实验条件，放入铁屑和活性炭，再取500mL待处理废水倒入1000mL烧杯中，调节pH值，充氧曝气，依据反应时间进行反应．反应结束后出水调节pH值，取清液测CODGr。

水质分析方法：COD采用重铬酸钾法；BOD5采用稀释培养法；pH值采用pH计。

实验结果与讨论

影响铁碳微电解处理效果的因素主要有进水pH值、铁碳比、曝气时间和H2O2的加入量等。因此本文针对以上五个主要因素进行试验，从而寻找出最佳反应条件。

pH值对COD去除率的影响

研究不同进水pH值（pH=l、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8）条件下对反应的影响。反应结束后，出水调节pH至9.0，静置沉淀30min后，取上清液测COD。pH值对COD去除率的影响见图1。

由图1可见，进水pH值对微电解处理效果影响较大，在酸性条件下处理效果好，随着pH的升高，COD的去除率降低。当pH值达到2.5时，COD的去除率最高，达到55%，继续降低进水pH值，COD去除率反而降低。

这是由于铁碳在酸性条件下被氧化形成二价铁离子，具有絮凝作用，从而去除废水中难降解有机物。但是pH值过低不仅增加酸用量，而且铁用量也同时增加，产泥量也同样增加，因此进水pH值控制在2.5左右。

铁碳比对COD去除率的影响

研究不同铁碳比（Fe/C=4:1、3:l、2:1、4:3、1:1）条件下对反应的影响。反应结束后，出水pH调至9.0，静置沉淀30min后，取上清液测COD。铁碳比对COD去除率的影响见图2。

通过图2可以看到，铁碳比对处理效果影响不明显，随着铁碳比的降低，处理效果变化不明显。分析原因：碳作为微电解反应的阴极，参与反应，但并不消耗；在实验时，减少碳的投加量，可以增加铁与废水的接触面积，故处理效果随碳量的减少，处理效果变化较小。实验最后选择铁碳比为4:3，作为最佳反应条件。

曝气时间对COD去除率的影响

研究不同曝气时间（T=30min、60min、90min、120min、150min、180min）条件下对反应的影响。反应结束后，出水调节pH至9.0，静置沉淀30min后，取上清液测COD。曝气时间对COD去除率的影响见图3。

图3表明，在前2h时间段内，随着反应时间的增加，水中COD去除率逐渐提高，这是由于曝气不仅使铁屑不易于板结，增大活化面积，同时将部分二价铁被氧化为三价铁，三价铁水解形成的三氧化铁胶体，同样具有促进絮凝的作用，但是2h以后，水中COD去除率在35％左右浮动，处理效果不再明显．所以选择最佳反应时间为2h。

H2O2质量浓度对COD去除率的影响

研究不同H2O2质量浓度（C=50mg/L、50mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L、250mg/L）条件下对反应的影响。反应结束后，出水调节pH至9.0，静置沉淀30min后，取上清液测COD。H202质量浓度对COD去除率的影响见图4。

在室温下，在Fe/C微电解体系中投加一定量的过氧化氢，可以形成Fe/C/H2O2体系，对印染废水的COD具有一定的去除效果。由图4可知，随着过氧化氢质量浓度的增加，COD去除率由45%上升到61%，与未加入过氧化氢的铁碳微电解法相比，投加过氧化氢后，COD的去除率有一定的增加，这是由于投加过氧化氢以后，二价铁与过氧化氢构成芬顿试剂氧化体系，产生羟基自由基，破坏了染料分子的中间结构，使长链有机物被分解成短链有机物，不仅提高了废水的生化性，同时还去除了部分有机物。当水中过氧化氢质量浓度为150mg/L时，COD去除率达到58%，再增加水中过氧化氢质量浓度，COD去除效率增幅较小，考虑到H2O2的原料成本，因此水中过氧化氢质量浓度控制在150mg/L。

可生化性

在最佳反应条件下经铁碳微电解和芬顿催化氧化联合预处理出水后，测定BOD5，结果如表2所示。表明废水的最终出水BOD5值约为970mg/L，BOD5/COD值由原水的0.2提高到0.41，高于进行生化反应所需的最低值0.3。

小结

铁碳微电解和芬顿催化氧化联合降解的最优条件为：反应时间为120min，铁碳比为4:3，进水pH=2.5，H2O2质量浓度为150mg/L。在此条件下，COD去除率接近45％。废水的BOD5/COD值由0.2提高到0.41，废水可生化性得到提高，达到了可以采用生物法进行降解的条件。实验表明采用铁碳微电解和芬顿催化氧化联合预处理染料废水具有良好的效果。