糖精鈉是食品工業(yè)重要的甜味添加劑，其制備工藝是將鄰苯二甲酸酐酰胺化、酯化制成鄰氨基苯甲酸甲酯，再經(jīng)重氮、置換、氯化后，再胺化、環(huán)化、參加NaHCO3等過(guò)程得到糖精鈉。由于生產(chǎn)中運(yùn)用的原料品種多，工藝流程較長(zhǎng)，各工序排出的廢水組分復(fù)雜，且含有大量的有機(jī)物，如鄰氨基苯甲酸甲酯、鄰氨基苯甲酸鈉、鄰氯苯甲酸甲酯、苯酐等難生物降解的單苯環(huán)衍生物及其化合物，具有COD高、色度深、高鹽、廢水量大等特性，直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境形成很大的危害。目前，針對(duì)糖精鈉廢水的處置工藝，工業(yè)上多采用芬頓氧化法，該辦法應(yīng)用了H2O2在Fe2+離子在催化作用下，生成具有高反響活性的羥基自在基(?OH)，與大多數(shù)有機(jī)物反響并使其降解的原理，其工藝操作簡(jiǎn)單、反響快速、可連續(xù)絮凝等優(yōu)點(diǎn)，但關(guān)于糖精鈉廢水中含有難降解的單苯環(huán)衍生物及其化合物，仍有一定的局限性。

　　Fenton氧化—絮凝處置：包括廢水pH酸堿度的調(diào)理、去除金屬離子以及生化深度處置。Fenton試劑氧化有機(jī)物的反響是以Fe2+對(duì)H2O2催化生成羥基自在基，使糖精鈉生產(chǎn)廢水中的有機(jī)物在氧化劑的誘導(dǎo)作用下發(fā)作巧合或降解，構(gòu)成分子量大小不同的產(chǎn)物，因而，改動(dòng)了有機(jī)物在廢水中的原始物化性能，促進(jìn)其降解和絮凝沉淀。20世紀(jì)70年代初，C.walling等人的研討標(biāo)明，Fenton試劑氧化有機(jī)物的反響是以亞鐵離子作用過(guò)氧化氫生成?OH而實(shí)施的游離基反響，Eisen-hauer運(yùn)用Fenton試劑處置苯酚廢水和烷基苯廢水取得勝利后，Fenton氧化法在工業(yè)廢水處置范疇遭到國(guó)內(nèi)外的普遍注重，肖羽堂等人經(jīng)芬頓試劑處置氯化苯廢水后，COD去除率達(dá)63%左右，色度去除率91%以上，生化值BOD5/CODcr從0.068上升0.86以上，處置后的出水可生化性好，對(duì)生化過(guò)程無(wú)明顯的抑止作用。該辦法特別適用于難生物降解或普通化學(xué)氧化難以奏效的有機(jī)廢水的處置，糖精鈉生產(chǎn)廢水即屬于這樣一種難以生物降解的有機(jī)廢水。

　　1、存在問(wèn)題及計(jì)劃

　　糖精鈉生產(chǎn)廢水的有機(jī)物濃度高、可生化性差，完整依托Fenton氧化法，是達(dá)不到預(yù)期的處置效果的。由于僅采取加大試劑投加量的辦法來(lái)降解有機(jī)物，固然可使局部難生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子的中間體，改動(dòng)了其可生化性、溶解性和絮凝沉淀性，但COD去除率也只要60%左右，這主要是由于糖精鈉生產(chǎn)工藝道路較長(zhǎng)，各工序所外排廢水水質(zhì)的差別給集中處置形成了很大艱難。為到達(dá)徹底管理糖精鈉生產(chǎn)廢水的目的，我們依據(jù)糖精鈉生產(chǎn)過(guò)程各工序外排廢水水質(zhì)的差別，分別采取了針對(duì)性的處置辦法。本實(shí)驗(yàn)選擇酯化別離和置換工序產(chǎn)生的高濃度鄰氨基苯甲酸廢水，根據(jù)Cu2+與H2O2發(fā)作類(lèi)Fenton反響原理，應(yīng)用Cu2+、Fe2+離子的協(xié)同效應(yīng)，分離銅離子沉淀法和芬頓氧化法，使鄰氨基苯甲酸與銅離子反響生成鄰氨基苯甲酸銅沉淀，同時(shí)，Cu2+離子的引入強(qiáng)化了芬頓氧化法進(jìn)行糖精鈉工業(yè)廢水處理的過(guò)程;對(duì)硫酸銅、硫酸亞鐵、過(guò)氧化氫的參加量實(shí)施研討，選取單要素實(shí)驗(yàn)辦法肯定最佳工藝參數(shù)，由此拓展Fenton氧化法處置糖精鈉生產(chǎn)廢水的新思緒。

　　2、實(shí)驗(yàn)局部

　　2.1 儀器和藥品

　　儀器：LY-C3型COD快速測(cè)定儀，DF-101S數(shù)顯加熱磁力攪拌器，真空泵，布氏漏斗。

　　藥品：硫酸銅(CuSO4)(AR)，硫酸亞鐵(FeSO4?7H2O)(AR)，30%過(guò)氧化氫水溶液(AR)。

　　2.2 實(shí)驗(yàn)用廢水

　　實(shí)驗(yàn)用廢水取自開(kāi)封某化工公司，糖精鈉生產(chǎn)安裝的酯化別離和置換工序所產(chǎn)生鄰氨基苯甲酸廢水，這兩個(gè)工序的廢水水質(zhì)類(lèi)似，其水質(zhì)剖析結(jié)果見(jiàn)表1。

　　2.3 實(shí)驗(yàn)辦法

　　銅離子(Cu2+)的原子半徑較小，存在空的電子軌道，在光的作用下能與空氣中的氧分子作用構(gòu)成活化絡(luò)合物“Cu2+—O2”，活化氧分子有利于進(jìn)攻鄰氨基苯甲酸分子，使之被催化氧化成氧化型小分子，反響過(guò)程為：鄰氨基苯甲酸分子+Cu2+—O2+光=氧化型有機(jī)小分子+H2O2+Cu2+;而Fe2+離子除了具有催化氧化作用外，還能與H2O2生成極生動(dòng)的羥基自在基去氧化鄰氨基苯甲酸分子;另外，固然銅離子與鄰氨基苯甲酸鈉生成沉淀，但該反響是可逆的，Cu2+、Fe2+離子在溶液中同時(shí)存在，兩者具有很好的協(xié)同作用。

　　本實(shí)驗(yàn)根據(jù)Cu2+與H2O2發(fā)作類(lèi)Fenton反響原理，應(yīng)用Cu2+、Fe2+離子的協(xié)同效應(yīng)，將銅離子沉淀法和芬頓氧化法相分離，討論硫酸銅、硫酸亞鐵、過(guò)氧化氫的參加量對(duì)COD去除率的影響，采用單要素實(shí)驗(yàn)辦法，肯定最佳的強(qiáng)化芬頓氧化法處置糖精鈉酯化別離和置換工序廢水的工藝參數(shù)。首先取50mL糖精鈉廢水于燒杯中，投加適量的硫酸銅，常溫下攪拌30min，靜置沉淀30min，用布氏漏斗過(guò)濾;濾液再參加一定量的硫酸亞鐵和過(guò)氧化氫，常溫下攪拌40min，靜置沉淀30min，過(guò)濾后取濾液測(cè)定COD值，工藝流程如圖1。

　　3、結(jié)果與討論

　　3.1 硫酸銅投加量對(duì)COD去除率的影響

　　廢水50mL，硫酸亞鐵0.06g，過(guò)氧化氫16mL，硫酸銅投加量分別為0.55、0.75、0.95、1.15、1.35、1.55g時(shí)對(duì)廢水COD去除率的影響。

　　從圖2能夠看出，隨著硫酸銅投加量的增加，COD去除率先增加后略有降低。硫酸銅在投加量1.15g時(shí)，COD去除率最高，因而選擇1.15g實(shí)施下一步實(shí)驗(yàn)。由于鄰氨基苯甲酸與銅離子反響構(gòu)成鄰氨基苯甲酸銅沉淀是可逆反響，當(dāng)硫酸銅參加量過(guò)多時(shí)，反響向反方向?qū)嵤?，使沉淀發(fā)作局部溶液，廢液中鄰氨基苯甲酸鈉含量增加，此時(shí)COD去除率會(huì)略有增加。

　　3.2 硫酸亞鐵投加量對(duì)COD去除率的影響

　　廢水50mL，硫酸銅1.15g，過(guò)氧化氫16mL，硫酸亞鐵投加量分別為0.04、0.06、0.08、0.1、0.12、0.14g時(shí)對(duì)廢水COD去除率的影響。

　　從圖3中能夠看出，硫酸亞鐵的增加使COD值呈降落趨向，去除率呈上升趨向，但到達(dá)一定量后，變化趨向不再明顯，這是由于隨著硫酸亞鐵含量的增加，加快了過(guò)氧化氫的合成速率，增加了水中羥基自在基的濃度，提升了有機(jī)污染物的降解速率，但過(guò)多的亞鐵離子會(huì)耗費(fèi)體系中的輕基自在基，影響其反響進(jìn)程，使整個(gè)體系氧化才能降低。當(dāng)硫酸亞鐵投加量為0.1g時(shí)，COD去除率最大為58.7%。因而選擇0.1g實(shí)施下一步實(shí)驗(yàn)。

　　3.3 過(guò)氧化氫投加量對(duì)COD去除率的影響

　　糖精鈉廢水50mL，硫酸銅1.15g，硫酸亞鐵0.1g，過(guò)氧化氫投加量分別為6、11、16、21、26、31mL時(shí)對(duì)廢水COD去除率的影響。

　　從圖4能夠看出，隨過(guò)氧化氫投加量的增加，COD值呈降落趨向，COD去除率先增加后略有降低。過(guò)氧化氫投加量在21mL，COD去除率最高，為68.9%。過(guò)氧化氫是輕基自在基的供體物質(zhì)，當(dāng)投加過(guò)量過(guò)氧化氫時(shí)，會(huì)使二價(jià)鐵疾速被氧化為三價(jià)鐵，此時(shí)即耗費(fèi)過(guò)氧化氫，又抑止羥基自在基的生成，因而過(guò)氧化氫投加量超越26mL后，COD的去除率會(huì)略有降低。

　　3.4 最佳工藝條件實(shí)驗(yàn)

　　最佳工藝條件實(shí)驗(yàn)為：50mL糖精鈉廢水、1.15g硫酸銅、0.1g硫酸亞鐵、21mL30%過(guò)氧化氫，COD去除率76%，該工藝與芬頓氧化法相比，硫酸銅的參加強(qiáng)化了Fe2+離子的催化作用，提升了廢水中COD去除率。

　　4、結(jié)論

　　1)在Fenton氧化法處置糖精鈉廢水過(guò)程中，硫酸銅的參加對(duì)糖精鈉生產(chǎn)中的酯化別離和置換工序所產(chǎn)生鄰氨基苯甲酸廢水的COD去除有較好的促進(jìn)作用。

　　2)Fenton試劑中硫酸亞鐵、過(guò)氧化氫的恰當(dāng)添加有利于反響的實(shí)施，運(yùn)用量能夠降低。

　　3)對(duì)50mL糖精鈉生產(chǎn)中酯化別離和置換工序的鄰氨基苯甲酸廢水，投加硫酸銅1.15g、硫酸亞鐵0.1g、30%過(guò)氧化氫21mL，其COD去除率為76%。