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一、Fenton反响原理
1、Fenton试剂应用过氧化氢与亚铁离子反响产生具有强化性能的羟基自由基(·OH),用于氧化水中难降解的有机物
2、亚铁离子氧化成铁离子(Fe3+),铁离子有混凝作用,可用于去除一些有机物。
二、影响Fenton试剂氧化性能的要素
1、亚铁离子浓度
亚铁离子浓度应维持在亚铁离子与其反响物之浓度比值为1:10~50(wt/wt)
2、过氧化氢浓度
过氧化氢浓度越高的状况下,其氧化反响产物更接近于最终产物。过氧化氢浓度过高,反而形成反响速率可能不如预期一样增加。以连续的方式参加低浓度的过氧化氢,可得到较好的氧化效果。
3、反响温度
当过氧化氢浓度超越10~20g/L时,通常将其反响的温度设定在20~40℃之间。
4、溶液的pH值
在pH值2~4范围内,通常可得到较快的有机物降解速率。
三、Fenton法实验操作步骤
芬顿试剂的主要药剂是硫酸亚铁、双氧水和碱。硫酸亚铁与双氧水的投加先后顺序会影响到废水的处置效果。
1、先经过正交实验确定硫酸亚铁与双氧水的投加比例(一旦控制不好便容易返色)
2、调整pH值,投加硫酸亚铁,再投加双氧水。
3、再投加碱,调整pH使污泥沉降即可。
硫酸亚铁投加后反响15分钟左右,再实行双氧水的投加,反响20~40分钟后再添加碱回调pH值,处置效果更佳。
若进水水质不固定,如何控制双氧水的添加量不过量?
投加量需经过重复实验确认一个相对合理的量,然后在现场操作时实施微调。
某水样的理论芬顿试剂投加计算公式:
水样1000mL,去除COD4500mg/L,COD:H202 1:1,H2O2:Fe2+ 10:1
双氧水浓度30%,即1mL含300mgH202
亚铁溶液质量浓度8%,即1mL含80mgFeSO4·7H2O
双氧水质量=1×1L×4500mg/L=4500mg
双氧水体积=4500mg/300mg/mL=15mL
双氧水摩尔质量=4500/34=132.35mmol
亚铁摩尔质量=132.35/10=13.24mmol
亚铁质量=13.24×278=3679.4mg
亚铁溶液体积=3679.4/80=45.99mL
结论1:理论投加量吨废水投双氧水10~15升,每吨双氧水1200元,即吨废水耗双氧水12~18元;
结论2:理论投加量吨废水投硫酸亚铁3.6kg,每硫酸亚铁600元,即吨废水耗硫酸亚铁2.16元;
假如不需求去除4500COD,再按比例减。
四、普通Fenton氧化法在难降解废水处置中的应用
1、处置酚类废水
孟庆尧等采用Fenton氧化对含酚类物质的废水实行了处置研讨,结果标明:在pH为4,H2O2投加量为25mg/L,Fe2+ 投加量为4mg/L,时间为1h,温度为室温时,苯酚去除率可到达较高程度,COD的降解也获得了明显的效果。
程丽华等采用Fenton试剂对酚类物质模仿水样实行处置研讨,当H2O2浓度为4mmol/L、FeSO4浓度为0.5mmol/L,pH为3,室温反响40min,Fenton试剂对7种酚类物质实行处置,去除率均在98%以上。
2、处置印染废水
沈拥军等采用Fenton氧化法对活性皂青印染废水实行降解处置,标明在FeSO4/H2O2摩尔比为2∶3,废水pH值为5.0,反响温度为40℃时,印染废水色度去除率可到达99.9%,COD去除率可到达89.4%。
王滨松等采用Fenton试剂对三种活性染料(orangeBN、navyRGB和redRGB)废水实行降解研讨,结果标明:实行工艺优化后,三种染料的脱色率均在99%以上,在脱色的工艺条件下,经过正交实验得出这三种染料的COD去除率分别可以到达88.9%,98.3%和93.4%。
3、处置皮革废水
王成军等对皮革废水生物出水采用Fenton试剂法实行处置,标明在pH值为5,H2O2投加量为200mg/L,Fe2+的投加量为500mg/L,反响时间50min的条件下,COD的质量浓度由333mg/L 降至89mg/L,色度从90倍降至5倍以下,出水到达了《污水综合排放标准》(GB8978-1996)皮革废水一级规范。
五、Fenton氧化法仍存在的问题
Fenton氧化法在众多相关的生活和工业废水处理技术中,已被以为是最有效、最简单且经济的办法之一,可仍有很多问题尚需处理。
1、久置双氧水易合成,质量分数不稳定,需求经常标定;
2、过氧化氢的应用率较低,处置本钱较高;
3、亚铁离子容易流失,影响出水色度,需求后续脱色处置;
4、pH运用范围较窄,经常需求调理废水的pH值,增加处置费用;
5、遇到最多的问题可能更多是产生的污泥如何处置?作风险废物还是再应用?企业如何处理高额的运转费用?有很多污水站芬顿反响产生的污泥,经过板框压滤机,浓缩后脱水。而产生的污泥含有大量的微生物、多种金属离子、有机污染等。假如作为废物处置,不只仅是对资源的一种糜费,还会对环境形成严重的二次污染。