磁助Fenton试剂处理活性红模拟染料废水的实验研究.doc

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1、磁助Fenton试剂处理活性红模拟染料废水的实验研究摘要：研究不同磁化时间、磁场强度和催化氧化各种影响因素下对活性红染料模拟废水的去除率。结果表明：在pH值=3，FeSO4•7H2O=500mg，H2O2=0.4mL条件下,反应20min，去除率达62.5%。外加磁场磁场强度为427.8mT的作用下，磁化反应20min，CODCr的去除率提高了8.3%。关键词：Fenton试剂催化氧化磁场活性红染料　1引言　　光、电、磁是物理学中的三大研究领域。现在以UV/Fenton体系的光Fenton

2、试剂已经有了诸多的报道，并在实际生产中开始应用。以铁碳微电解技术为基础的电Fenton试剂，凭借其适用范围广，成本低廉逐渐引起人们的重视。而磁场用于强化水中污染物的高级氧化反应的研究，如磁助Fenton试剂处理有机废水则尚未见报导。　　磁场对自由基有明显反应很早就被发现，磁助Fenton试剂体系以自由基反应为主，因此推测磁场/Fenton试剂体系联用技术亦可提高污染物的氧化分解速率，而且无需像超声和紫外光一样额外消耗电能(可由永久磁铁产生磁场)，便于推广使用。　　2实验部分　　2.1仪器与试剂　　磁力

3、搅拌器（山东甄城新华仪器厂）、测定CODCr用仪器与试剂（重铬酸钾法）、30%的H2O2（分析纯）、FeSO4·7H2O（分析纯）、KC-70C型永磁磁化器（上海杰灵磁性器材有限公司）、SXG-1B特斯拉仪（上大电子设备有限公司）、UV-265紫外可见分光光度计(日本岛津)　　2.2模拟废水水质　　取500mg活性红染料溶于1000mL蒸馏水中，配成染料模拟废水。　　表1　原废水的水质　　Table1Thequalityofrawwastewater7　　浓度（mg/L）　　色度（倍）　　CODCr（

4、mg/L）　　pH值　　500　　3200　　380　　4～5　　2.3实验方法　　将盛有100mL水样的烧杯放置磁力搅拌器上，调节溶液的pH值，加入一定量的FeSO4·7H2O，再加入一定量的H2O2，反应一段时间，调节溶液的pH值，使亚铁离子全部转化成氢氧化铁沉淀，过滤，测定滤液的CODCr。　　磁化实验是将磁场加入到上述实验过程中，考察其对·OH产率、产生速率的影响。实验步骤同上，区别在于盛有水样的烧杯被夹置在磁场中。　　2.4分析方法　　CODCr采用重铬酸钾法测定，依据下式计算CODCr去除

5、率：　　　　式中：CODCr0，CODCr分别表示处理前后染料废水的化学好氧量。　　　　图1H2O2投加量对CODCr去除率的影响　　Fig.1EffectofH2O2dosageonCODCrremoval　　3结果与讨论　　3.1普通Fenton试剂处理废水各种影响因素7　　3.1.1H2O2投加量的影响　　在pH值3条件下，投加FeSO4·7H2O，使其浓度为500mg·L-1，反应时间t=90min，测定不同H2O2投加量反应终了时水样的CODCr。　　　　图2FeSO4·7H2O投加量对CO

6、DCr去除率的影响　　Fig.2EffectofFeSO4·7H2OdosageonCODCrremoval　　从图1可以看出，H2O2=0.4mL时CODCr的去除率达到91.2%。H2O2量逐渐增高，CODCr去除率反而有下降的趋势，这是因为在H2O2的浓度较低时，H2O2的浓度增加,产生的·OH量增加；当H2O2的浓度超过一定浓度时，H2O2在反应一开始就把Fe2+迅速氧化为Fe3+，而使反应在Fe3+的催化下进行，这样既消耗了H2O2又抑制了·OH的产生，并且过量的H2O2其还原性从一定程度上

7、增加了出水中的CODCr值[1]。综合考虑，选择H2O2=0.4mL较为理想。　　3.1.2FeSO4·7H2O投加量的影响　　在pH=3，H2O2=0.4mL，t=90min时，测定不同FeSO4·7H2O投加量反应终了时水样的CODCr。　　当无Fe2+条件下，H2O2难以分解产生羟基自由基；当Fe2+的浓度过低时，羟基自由基的产生量和产生速度都很小，降解过程受到抑制；当Fe2+过量时，它还原H2O2且自身氧化为Fe3+，消耗药剂的同时增加出水色度[1]。从图2可以看出，当FeSO4·7H2O=5

8、00mg时，CODCr的去除率分别达到92.2%。FeSO4·7H2O值逐渐增高，CODCr去除率反而降低了，这是因为过量的亚铁离子消耗了重铬酸钾，使CODCr升高的结果。综合考虑，选择FeSO4·7H2O=500mg较为理想。　　3.1.3反应时间的影响　　在pH值3条件下，H2O2=0.4mL，FeSO4·7H2O=500mg，测定不同反应时间水样的CODCr。　　从图3可以看出，反应时间t=90min时CODCr的去除率达到92.2%。反应时间t=