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1、芬顿氧化技术处理废水的研究与应用课程名称：难降解工业废水处理班级：环境2010姓名：何杨时间：2013.12.12芬顿氧化技术处理废水的研究与应用一、概述与引言摘要：利用芬顿(Fenton)法对造纸废水生化出水进行深度处理，考察了废水pH值、反应时间、FeSO4投加量和H2O2投加量对废水中色度和CODCr去除率的影响。结果表明:在pH值为5．00、FeSO4投量为400mg/L、30%H2O2投量为200mg/L，反应时间为30min，出水CODCr可降至60mg/L以下，色度的去除率可达到74%，可以满足更为严格的造纸废水排放标准，为进一步的工程设计提供依据。关键词
2、:Fenton试剂;深度处理;造纸废水前言：1894年，H．J．Fenton发现了采用Fe2+/H2O2体系能氧化多种有机物［1］。1964年加拿大学者H．R．Eisenhaner将Fenton试剂法成功的应用到处理苯酚废水和烷基废水上［2］。近年来，Fenton法成功的用于多种工业废水的处理日益受到国内外的关注［3－6］。Fenton法处理造纸废水的原理是以H2O2为氧化剂、以亚铁盐为催化剂的均相催化氧化法。反应中产生的羟基自由基(·OH)是一种氧化能力很强的自由基，能氧化废水中的有机物，从而降低废水的色度和COD值［7－8］。该方法不需要特制的反应系统，也不会分解产
3、生新的有害物质［9］。另外，加入的Fe2+和一部分被氧化成的Fe3+都可在中性或碱性环境中水解絮凝，因此可替代混凝作用。利用该方法对难生物降解的造纸废水进行深度处理试验，考察了反应时间、进水pH值、FeSO4投加量和H2O2投加量对色度和CODCr去除效果的影响。二、芬顿试剂的反应机理Fenton技术所应用的Fenton试剂之所以具有很强的氧化能力，是因为其中含有Fe2+和H2O2，H2O2被亚铁离子催化分解生成羟基自由基（·OH），并引发更多的其他自由基，其反应机理如下：Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OHFe3++H2O2→Fe2++HO2·+H+Fe2++
4、·OH→OH-+Fe3+RH+·OH→R·+H2OR·+Fe3+→R++Fe2+R++O2→ROO+→…→CO2+H2OFenton试剂处理有机物的实质就是羟基自由基与有机物发生反应。三、芬顿试剂的分类1标准芬顿试剂标准芬顿试剂是由H2O2和Fe2+组成的混合体系,它通过催化分解H2O2产生的·OH进攻有机物分子夺取氢,将大分子有机物降解为小分子有机物或矿化为二氧化碳和水等无机物。该系统的优点是:在黑暗中就能降解有机物,节省了设备投资。主要缺点为:反应速率较慢,H2O2的利用率低,有机物矿化不充分,处理后的水可能带有颜色,较难应用于饮用水的处理。2光-芬顿试剂针对标准芬
5、顿法过氧化氢的利用率低、有机物矿化不充分等缺点,人们把光照(紫外光或可见光)引入标准芬顿体系,形成了光-芬顿试剂。反应体系在光的照射下,可以提高其处理效率和对有机物的降解程度,降低Fe2+的用量,保持H2O2较高的利用率。光-芬顿试剂具有很强的氧化能力,对有机物矿化程度较好,但其缺点是处理费用较高。随着对芬顿法的进一步研究,人们把草酸盐引入光-芬顿体系中,发现草酸盐的加入可有效提高体系对紫外线和可见光的利用效果。3电-芬顿试剂电-芬顿试剂就是在电解槽中通过电解反应生成H2O2或Fe2+,从而形成芬顿试剂,并让废水流入电解槽,由于电化学作用,使反应机制得到改善,从而提高了
6、试剂的处理效果。该法综合了电化学反应和芬顿氧化,充分利用了二者的氧化能力。它与光-芬顿法相比自动产生H2O2的机制较完善。导致有机物降解的因素较多,除·OH的氧化作用外,还有阳极氧化、电吸附等。四、芬顿试剂的影响因素根据上述Fenton试剂反应的机理可知，OH·是氧化有机物的有效因子，而[Fe2+]、[H2O2]、[OH-]决定了OH·的产量，因而决定了与有机物反应的程度。影响该系统的因素包括溶液pH值、反应温度、H2O2投加量及投加方式、催化剂种类、催化剂与H2O2投加量之比等。五、试验部分1.试剂和废水试剂:双氧水(30%)、绿矾(七水硫酸亚铁)、氢氧化钠、浓硫酸均
7、为分析纯;试验水质:试验用水取自河南某造纸厂生化出水，水质特征:pH值为6～9，CODCr为110mg/L，色度为100度。2.试验方法取300mL水样置于500mL烧杯中，用H2SO4或NaOH调节pH值，再向废水中加入一定量的硫酸亚铁和双氧水，迅速混合，反应一段时间后取出，调节其pH值至中性，取上清液进行分析，采用国家标准分析方法测定COD和色度。3.处理工艺流程六．结果与讨论1.反应时间与色度、CODCr去除率的关系试验条件:初始CODCr=110mg/L，色度=100倍，pH=5．00，FeSO4投加量=400mg/L，30%H2
