深度处理调试运行手册.doc

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1、废水处理站深度处理系统调试操作手册陕西科技大学造纸环保研究所2014年02月目录一、FENTON处理应用及机理简介11.1Fenton试剂造纸废水处理中的应用11.2Fenton处理法原理1二、FENTON反应影响因素22.1Fe2+浓度22.2H2O2浓度22.3温度22.4反应pH值32.5反应时间3三、FENTON系统的启动现象43.1H2O2与FeSO4都处于最佳投加量43.2H2O2投加过量43.3FeSO4投加过量43.4H2O2与FeSO4都投加过量53.5H2O2与FeSO4投加量都不足5一、Fenton处理应用及机理简介1.

2、1Fenton试剂造纸废水处理中的应用随着我国工农业的迅猛发展,水中有毒或难降解的有机物成分越来越多，而如何处理这类物质并提高其处理效果成为水处理行业中较为关注的课题。Fenton试剂是一种常用的高级氧化技术，具有操作过程简单、反应物易得、无须复杂设备且对环境友好性等优点，已被逐渐应用于染料、防腐剂、显相剂、农药等废水处理工程中，具有很好的应用前景。Fenton以其独特的优越性在处理造纸废水，尤其是制浆中段水深度处理中具有广阔的应用前景。1.2Fenton处理法原理Fenton试剂在处理中的作用主要包括对有机物的氧化作用和混凝作用。对有机物的

3、氧化作用是指H2O2与Fe2+作用，生成具有极强氧化能力的羟基自由基（•OH）而进行的游离基反应；（•OH）具有很高的氧化电极电位（标准电极电位2.8V），在自然界中仅次于氟；（•OH）还具有很高的电负性或亲电性，其电子氢和能为569.3KJ，具有很强的加成反应特性，因而Fenton试剂可以无选择氧化水中的大多数有机物。（•OH）是一种非选择性的氧化剂，易氧化各种有机物和无机物，氧化效率高，反应速度快。在废水均相和非均相氧化降解过程中，（•OH）在生物体内发生需氧代谢的氧化还原反应，产生的羟基自由基可以引发不饱和脂肪酸发生脂质过氧化，核酸断裂

4、，蛋白质和多糖分解，损伤膜结构及功能。自由基理论可以概述为：在酸性溶液中，H2O2由于Fe2+的催化作用，产生了高活性的（•OH），并引发自由基的链式反应，自由基作为强氧化剂氧化有机物分子，使有机物被矿化降解形成CO2，H2O与无机物质。其反应式如下：Fe2++H2O2→Fe3++OH－+OH·（1）R-H+OH·→R·+H2O（2）R·+Fe3+→Fe2++products（3）另一方面，反应生成的Fe(OH)3胶体具有紊凝、吸附功能，也就可以去除水中部分有机物。Fenton处理有机废水存在混凝机理，即催化剂铁盐在碱性条件下会形成氢氧化铁或

5、氢氧化亚铁的胶体沉淀，具有凝聚、吸附性能，可去除水中部分悬浮物和杂质，可吸附水中部分的有机物和色度，使出水水质变好。二、Fenton反应影响因素根据Fenton试剂反应机理可知，•OH是氧化有机物的有效因子，而•OH的产量直接决定了与有机物反应的程度。影响该系统的因素主要包括溶液Fe2+浓度、H2O2浓度及药液投加方式、反应pH值、反应时间、反应温度及其它因素等。2.1Fe2+浓度在Fenton反应中，Fe2+作为H2O2分解的催化剂，是反应发生的必要条件。通常情况下，随着Fe2+浓度的增加，废水COD的去除率呈先增大，后下降的趋势。原因是H

6、2O2产生的•OH随着Fe2+的浓度增加而增加，从而使•OH积聚，彼此反应生成水。当催化剂Fe2+浓度较小时，不利于催化反应的充分进行，产生的•OH的量较少，且后续的絮凝沉淀效果也差Fe2+浓度过高，不仅使反应后的出水色度增大，而且过量的Fe2+会使H2O2分解速度过快，在短时间内使•OH的浓度达到很高，部分•OH来不及与有机物反应便发生了相互间的自由基反应，从而降低了对•OH的利用率。2.2H2O2浓度随着H2O2用量的增加，色度和CODCr的去除率也随着增加。这是因为Fenton氧化作用主要靠H2O2在Fe2+的催化作用下产生•OH来去除

7、有机物，所以H2O2的投加量直接影响着Fenton的氧化效果。当H2O2投加量继续增加时，CODCr的去除率不仅没增加反而下降，这说明在Fenton氧化过程中，并不是H2O2浓度越高氧化效果越好，相反过量的H2O2会残留在溶液中，而H2O2在CODCr的测量中可被重铬酸钾氧化，从而在一定程度上增加了出水的CODCr值。在H2O2过量的情况下，大量的Fe2+会在一开始就被氧化成Fe3+，消耗了H2O2的同时又抑制了•OH的产生。2.3温度在30～60℃范围内，COD去除率随温度升高增大得较快，大于60℃后，COD去除率增加渐缓。最佳的反应温度出

8、现在30℃，低于该温度，出水的COD迅速升高，这可能是由FeSO4/H2O2的反应缓慢造成的。温度高于30℃时，由于H2O2分解带来的不良影响，COD去除率增加缓慢