燃料中间体h酸废水的fenton氧化降解研究

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1、染料中间体H酸废水的Fenton氧化降解研究——高含量母液废水反应后COD和TOC的去除率更高摘要：考察了Fe2+投加量、H2O2投加量和溶液初始pH等因素对Fenton氧化降解H酸效果的影响。H2O2投加量(n(H2O2)/m(COD))为0.064mmol/mg、H2O2与Fe2+摩尔比为(20~40):1和初始pH大于3时，反应180min,COD及TOC去除率分别为约80%和40%。Fenton氧化降解H酸反应迅速,在Fenton试剂投加的瞬间,H酸分子结构即被破坏。工业生产H酸结晶母液废水的Fenton氧化实验表明,剧烈的反应产生的高温提升了反应效果，该高含量

2、母液废水反应后具有更高的COD和TOC去除率。关键词：H酸；染料中间体；Fenton；H2O2；高级氧化H酸是重要的染料中间体，主要用于生产酸性、直接和活性染料，以其为原料可生产近百种染料。H酸生产过程复杂、工艺流程长、又存在回收率较低的问题，会产生大量的H酸结晶母液废水。该母液废水酸性强、COD很高,其中有机物主要是H酸。由于磺酸基团的存在,因此H酸水溶性较大，具有生物毒性，且很难发生亲电加成反应，一般的生物处理方法难以奏效。H酸结晶母液废水是一种典型的高含量难降解有机废水，曾经有不少H酸生产厂家因为环境污染问题而关闭。研究H酸有效的化学处理方法具有很大的学术价值和实

3、际意义。Fenton氧化法是Fe2+/H2O2体系氧化降解污染物的方法,对于难降解物质的处理具有独特的优势。这种方法反应速度快、效果好、适用范围广。H2O2在Fe2+催化下生成的·OH认为是氧化的主体，其氧化电位很高(2.8V)，具有很强的氧化能力，仅次于F2。因此可以氧化环境中的有机及无机物。Fenton氧化降解有机物的原理可用式(1)~(4)简单的表示：Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OH,(1)·OH+Fe2+→Fe3++OH-，(2)RH+·OH→R·+H2O→深度氧化（3）R·+Fe3+→R++Fe2-（4）本研究考察了Fenton氧化降解H酸反应的影

4、响因素，检测了反应过程中溶液紫外吸收光谱的变化，并对工业生产H酸结晶母液废水进行了Fenton氧化降解处理。1实验部分1.1试剂与仪器试剂：H酸，为浙江某公司工业品：双氧水（质量分数30%）、硫酸（质量分数98%）、七水合硫酸亚铁、氢氧化钠、硫酸钠、均为分析纯。H酸结晶母液废水取自浙江某公司，其COD为44.11g/L，TOC的质量浓度16.35g/L，NH4-N的质量浓度390mg/L，Na2SO4的质量分数约18%。仪器：524恒温磁力搅拌器，PHS-3D型pH计，TOC-VCPH型总有机碳分析仪，T6-新世纪型紫外可见分光光度计。1.2实验方法将H酸粉末于120℃

5、烘干约2h，称取一定量溶于蒸馏水中，配制成H酸溶液。测得质量浓度1g/L的H酸溶液COD为937mg/L，pH为3.0；质量浓度5g/L的H酸溶液配制时，加入适量1mol/L的NaOH溶液使H酸粉末县充分溶解后，再定容摇匀，pH为3.5。溶液pH的调节按需采用一定的NaOH或H2SO4溶液。Fenton氧化杯皿实验在室温下进行。取100mL溶液于烧杯中进行匀速磁力搅拌，投加药剂使之反应。反应时，先投加所需质量的FeSO4·7H2O，搅拌2～5min，待其溶解后，投加一定体积的H2O2，开始Fenton氧化反应。双氧水使用前其含量通过高锰酸钾法测定。H2O2和Fe2+的投

6、加量均以mmol/L（H酸溶液或H酸结晶母液废水）表示。除特别说明，反应对象为配制质量浓度1g/L的H酸溶液，H2O2投加量为60mmol/L，Fe2+根据与H2O2的摩尔比（n（H2O2）：n（Fe2+））为20：1投加。H酸结晶母液废水的含量很高，Fenton氧化降解该母液废水理论需要投加较大量双氧水，为避免反应过于剧烈而使溶液溅出，使用恒流泵逐滴投加，体积流量约为2mL/min。反应一定时间后取一定体积溶液进行分析测定。除特别标明，为反应180min。COD测定时，调节反应后pH至碱性（pH9～10），加入MnO2静置过夜去除溶液残留的H2O2，采用国标方法ISO

7、6060—1989测定COD。TOC、吸光度及pH等分别采用相应仪器测定。紫外可见吸收光谱均为样品溶液稀释200倍后测得的结果。反应后溶液COD、TOC含量等结果均去除投加双氧水的稀释作用，分别按照式（5）和式（6）计算。COD=COD’（V’+V0）/V0（5）ρ=ρ’（V’+V0）/V0（6）式中，COD和COD’分别为测得的和去除投加双氧水的稀释作用后的COD；ρ和ρ’分别为测得的和去除投加双氧水的稀释作用后的TOC的质量浓度；V0为H酸溶液或H酸结晶母液废水的体积；V’为投加的双氧水的体积。1结果与讨论2.1外加SO42-的影响H