电fenton 法处理垃圾渗滤液研究

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1、ｓｕｎｓｈｉｎｅ电Fenton法处理垃圾渗滤液研究张道斌张晖周家勇（武汉大学资源与环境科学学院环境工程系）摘要本文研究了电Fenton法处理垃圾填埋场渗滤液时反应时间、H2O2/Fe2+比值、H2O2投加量、极板间距、电流强度、H2O2投加方式对CODCr去除率的影响。结果表明在适宜条件下渗滤液CODCr去除率可以达到80%以上。关键词垃圾渗滤液电Fenton法高级氧化垃圾渗滤液是在垃圾填埋过程中产生的一种成份十分复杂的高浓度的有机废水，目前还没有特别有效的治理方法。传统的生化处理法虽然常常用来处理渗滤液，但由于渗滤液中含有多种有毒有

2、害的难降解有机物且水质水量变化很大，生化法的处理效果远不及其对城市污水的处理。Fenton反应作为一种高级氧化过程，对难降解物质的有很好的去除效果[1]。由于它费用低廉、操作简便而受到人们的重视。Fenton试剂之所以具有非常强的氧化能力是因为H2O2在Fe2+的催化作用下可以产生更强的氧化电极电位，从而能够氧化有机物。机理可简单如下表所示：Fe2++H2O2→Fe3++OH·+OH-(1)·OH＋RH（有机物）→P（降解产物）(2)电Fenton反应，即在Fenton反应的基础上附加了电解槽内的电化学反应。当使用惰性阳极时，在电解槽

3、内阴极：Fe3＋＋e-→Fe2＋使Fe2+和Fe3+保持一个动态平衡，可以限制析氢和析铁的过程以提高H2O2利用率高。同时除羟自由基·OH的氧化作用外，电极上还伴有阳极氧化，电吸附等反应，从而提高了对难降解物质的去除效率[2]-[4]。本文研究了电Fenton法在垃圾填埋场渗滤液处理中的应用，研究表明处理效果显著，COD去除率可在80%以上。一、实验部分（一）试验材料试验水样：取自二妃山城市垃圾填埋场渗滤液调节池中，废水外观呈黑褐色，有明显的恶臭味，CODCr为5000mg/L，pH为6.4，CaCO3碱度为10400mg/L，氨氮为

4、1300mg/L。仪器：D100B数显式定时蠕动泵，NN-S568WFS型微波炉，78－1型磁力搅拌器，WYK-305型双路直流稳压电源电解槽（外带冷水夹套），钌钛铱惰性电极(50mm×119mm)。（二）试验方法取200ml原水至电解槽中，用H2SO4调节pH，边搅拌边加入定量的FeSO4·7H2O（AR）和H2O2（30%，AR），同时接通电源，开始电解。在一定时间后取出5ml试样用NaOH将pH调至8.0终止反应，静置沉淀后取上清液测用微波消解法快速测定COD。本研究的主要影响因素为：电解时间、H2O2的投加量、Fe2+/H2O

5、2的比例、极板极距、电流强度、H2O2的投加方式。二、试验结果与讨论（一）反应时间的影响根据资料取H2O27ml，H2O2/FeSO4·7H2O=3:1，得FeSO4·7H2O量为4.05gｓｕｎｓｈｉｎｅｓｕｎｓｈｉｎｅ，根据实际取量为4.5g，pH控制为3，电流强度I＝2A，板间极距d=2.1cm，研究电解时间对渗滤液COD去除率的影响。结果如图1所示。图1反应时间对COD去除率的影响图2Fe2+/H2O2对COD去除率的影响由实验结果可知，电fenton法能有效降解渗滤液，并有较高的去除率。降解反应主要集中在反应初期，在75mi

6、n内降解速率很快。再延长电解时间，渗滤液COD的去除率变化不再显著，被认为是动力学上反应速度的降低或产生了难以被·OH氧化的中间体[6]。欲使COD得到进一步降解，必须通过改变反应条件或引入新的催化剂来实现。因此在以后实验过程中，电解反应时间均确75min。（二）Fe2+/H2O2的投加比例的影响控制电流强度I=2A，板间极距d=2.1cm，H2O2的投加量为7ml，pH=3.0，研究的投加比例对COD去除率的影响。实验结果如图2所示.由图2可知，初期COD的去除率随着溶液中Fe2+/H2O2增加而增加，这是因为随着溶液中FeSO4量

7、的增加，H2O2分解第一步的反应速率增加，因此在一定范围内，适量增加FeSO4·7H2O的浓度，有利于反应速率的提高；在FeSO4·7H2O量过量时，它会还原H2O2且自身氧化为Fe3+，导致·OH的产率大量减少，因此当Fe2+的量过大时，随着Fe2+的浓度的增加COD去除率不再增加反而有降低的趋势。由结果可知，当H2O2/Fe2+的比值为9:1－12:1时COD有最高的去除率。（三）极板间距的影响固定I=2A，H2O2/Fe2+=12:1，H2O2为7ml，pH=3.0，改变极板间距对COD去除率的影响。试验结果如图3所示:图3极板

8、间距对COD去除率的影响图4电流强度对COD去除率的影响由图3可知，随着电极间距的增大，COD的去除率先增大，当电极间距为1.3－2.1cm时，COD的去除率出现最大值，然后又逐渐减小。其原因可能是电极间距开始增加时，位