[摘要]采用微波辐射Fenton试剂处理TNT废水，分别考察了TNT废水初始浓度、双氧水用量、微波辐射时 间、微波功率和pH等因素对TNT废水处理效果的影响。结果表明，在微波功率为480 W 、微波辐射时间为6 rnin、 6％ 的双氧水用量为1．5 mL、FeSO 质量为0．07 g和pH=4的条件下，TNT废水COD去除率达到84．5％。单独微波辐 射、单独Fenton试剂氧化、微波辐射Fenton试剂3种不同方法的对比实验表明，微波辐射Fenton试剂有明显的优 越性。
[关键词]微波辐射；Fenton试剂；TNT废水
一定程度上而言，炸药工业对我国经济发展有 着举足轻重的作用。但同时炸药工业又是重污染源 之一，炸药废水中含有的梯恩梯(TNT)、黑索今 (RDX)及奥克托今(HMX)等污染物主要来源于炸 药及其制造所用的原料及中间产物。这些污染物 多有急性毒性，化学性质稳定，很难为一般微生物 所降解。随着高性能炸药的不断开发，污染物的种 类还将继续增多。炸药工业的污染物大多有致癌、 致突变毒性，可通过皮肤或呼吸等活动吸收，造成 人和哺乳动物的急性和慢性中毒，损害肝、肾、心 脏、血液、神经、眼睛等，严重时会危及生命，造成死 亡。因而开展以TNT为代表的炸药废水处理的研究 具有重要意义。研究表明，常规生物法难以实现对 该类废水的彻底治理，通过筛选出的菌种降解TNT 的效果又不稳定：采用电化学法对TNT废水进行 预处理，废水的处理费用高b]。因此，一般工程应用 与研究中多采用活性炭吸附等物化处理技术，但 存在工艺复杂、流程长、效率低、费用高等不足。
目前，国内外针对有毒、难降解有机废水的处 理．越来越关注高级氧化技术的研究及应用。 由于单独利用Fenton试剂处理废水的时间一般 比较长，笔者利用微波辐射加速Fe2+ 与H2O2之间 链式反应催化生成羟基自由基·OH 的特点。研究 微波辐射Fenton试剂处理TNT废水的效果，为微 波辐射Fenton试剂处理TNT废水的实际运用提 供科学参考。
1 实验部分
1．1 实验仪器及药品
仪器：微波炉，功率800 W，频率2 450 MHz；电 子数字天平；pHS一25型pH计； 电热恒温干燥箱； 250 mL全玻璃回流装置。
药品：K2CrO7、AgSO4、(NH4)2Fe(SO4)2·6H20、 H202(30％)、HgSO4、FeSO4、NaOH，均为分析纯；浓 H2s0 ，优级纯。
1．2 实验方法
取50 mL TNT废水样置于250 mL锥形瓶中， 加入适量的Fenton试剂后置于微波炉中，在一定的功率下，辐射一定时间后取出，冷却至室温，补加蒸 馏水至50 mL，取上清液测其COD。按式(1)计算 TNT废水的COD去除率：
COD去除率=(Co－C)／Co×100％ (1)
式中：C0——处理前废水的COD，mg／L；
C——处理后废水的COD，mg／L。
COD的测定，采用GB 11914-1989规定的重 铬酸钾法。
1．3 实验用水水质
实验用水取自某厂的混合炸药废水，COD约为 50 000 m L。
2 结果与讨论
2．1 废水初始浓度对COD去除率的影响
微波功率为480 W，6％的H2O2用量为1 mL， 加入FeSO 0．07 g，微波辐射4 min，改变TNT废水的浓度，考察废水初始浓度对COD去除率的影响。 实验结果如图1所示。
 |
| 图1 废水初始浓度对COD去除率的影响 |
从图1可知：废水稀释倍数越大．即废水浓度越 低，COD的去除率越大，但随着稀释倍数的增大， COD去除率增加缓慢。考虑成本等原因，本实验选 用稀释倍数为10的TNT废水为处理水样。
2．2 双氧水用量对COD去除率的影响
取50 mL稀释10倍的TNT废水，加入FeSO4 O．07 g，微波功率为480 W，微波辐射4 min，改变 H O：用量，考察H：O 用量对COD去除率的影响。实 验结果如图2所示。
 |
| 图2 H2O2用量对COD去除率的影响 |
由图2可知，随着H：O 用量的增加，COD的去 除率开始呈上升趋势，但当6％的H O 用量>1．5 mL 时，COD的去除率开始下降。根据Fenton试剂反应 机理可知，反应速率与需降解的物质浓度和H O 的 用量的乘积成正比。由于废水试样中需降解的物质 是一定的，所以反应开始时，反应速率和H O 浓度 成正比，H2o：用量增加，会产生大量羟基自由基，使 反应速率加快，COD的去除率也随之提高。但是当 H O 增加到一定量时，COD的去除率反而降低，这 是由于在催化反应中剩余的H O 在测定COD时充 当了还原剂，导致了COD去除率的降低。实验确定 H2O2用量为1．5 mL。
2.3 微波辐射时间对COD去除率的影响
取50 mL稀释1O倍的TNT废水，加入FeSO4 0.07 g，6％的H202用量为1．5 mL，微波功率为480 W， 改变微波辐射时间．考察微波辐射时间对COD去除 率的影响。实验结果如图3所示。
 |
| 图3 微波辐射时间对COD去除率的影响 |
由图3可知．随微波辐射时间的增大，COD去 除率随之增大，但微波辐射时间在6 min之前，COD 去除率提高较快，之后，提高变慢。为减少能耗，微波 辐射时间确定为6 min。
2．4 微波功率对COD去除率的影响
取50 mL稀释10倍的TNT废水，加入FeSO 0．07 g，6％的H202用量1．5 rrL，微波辐射6 min，改 变微波功率，考察微波功率对COD去除率的影响。 实验结果如图4所示。
 |
| 图4 微波功率对COD去除率的影响 |
由图4可知，随着微波辐射功率的增加，COD 去除率有所提高，当微波功率高于480 W 时，COD 去除率增加幅度不大。综合考虑。实验选用微波辐 射功率480 W。
2．5 pH对C0D去除率的影响
取50 mL稀释l0倍的TNT废水。加入FeSO 0．07 g，6％的H202用量1．5 mL，微波功率为480 W， 微波辐射6 rain，改变pH，考察pH对COD去除率 的影响。实验结果如图5所示。
 |
| 图5 pH对COD去除率的影响 |
由图5可知，随着pH的增加，COD去除率先增 大后减小，尤其是在pn由4增大到6时，COD去除 率急剧下降，说明pH对溶液中COD去除率有较大 影响。当pH为4时，COD去除率最高，达84．5％。 表明酸性条件越强，废水处理效果越好，而TNT废 水的FH约为4，为了减少酸的使用，实验选pH=4。
2．6 COD去除机理探讨
在微波功率480 W 的条件下比较单独微波辐 射、单独Fenton试剂氧化、微波辐射Fenton试剂3 种方法对TNT废水的处理效果，结果如图6所示。
 |
| 图6 不同处理方法对COD去除率的影响 |
由图6可知，微波辐射Fenton试剂的处理效果 要优于另外2种方法，这说明微波辐射Fenton试剂 处理过程中的辐射加热非常重要。废水中的有机物 不仅被·OH氧化分解．更重要的是通过微波辐射的 协同作用可以将其快速分解成二氧化碳和水。从而 大大缩短了废水处理时间。
3 结论
(1)微波辐射Fenton试剂处理TNT废水的最佳 条件为：微波功率为480 W、微波辐射时间为6 rain， 50 mL稀释l0倍TNT废水中6％的双氧水用量为 1．5 mL、硫酸亚铁用量为0．07 g，pH=4。在此条件下， 稀释l0倍的TNT废水的COD去除率为84．5％。
(2)在Fenton试剂存在下，微波辐射处理TNT 废水的效果明显优于单独Fenton试剂、单独微波辐 射2种条件的效果．证明了微波辐射Fenton试剂的 氧化作用显著。
(3)微波辐射Fenton试剂处理TNT废水是一种 行之有效的方法，该方法具有设备简单，操作方便， 反应彻底且无二次污染物产生等优点，因此，对处理 难降解有机物，该方法具有很好的应用前景。来源：工业水处理 作者: 关晓彤 杨旭鹏 张之明 于大伟 李良 赵丽杰 白晓琳