實用幹貨 | 芬頓氧化法技術
來源:抖阴app成人環保 發布時間:2021-04-09
一、Fenton反應原理
1、Fenton試劑利用過氧化氫與亞鐵離子反(fǎn)應產生具有強化能力的羥(qiǎng)基自由基(·OH),用於氧化水中難分解的(de)有機(jī)物
2、亞鐵離子氧化成(chéng)鐵離子(Fe3+),鐵離子有混凝作用,可用於去除部分有機物。
二、影響Fenton試劑氧化能力的因素
1、亞鐵離子濃度
亞鐵離子濃度應(yīng)維持在亞鐵離子與其反應物之濃度比值為1:10~50(wt/wt)
2、過氧化氫(qīng)濃度
過氧化氫濃度越高的情況下,其(qí)氧化反應產物更接近於(yú)*終產物。過氧化(huà)氫濃度(dù)過高,反而造成反應速率可能不(bú)如預期一樣增加。以連續的方式(shì)加入低濃度的過氧化氫,可得到較好的氧化效果。
3、反應溫度
當過氧化氫濃度超過10~20g/L時,一(yī)般將其反應的溫度(dù)設定在20~40℃之間。
4、溶液的pH值
在(zài)pH值2~4範圍內,通常可(kě)得到較快的有機物分解速率。
三、Fenton法實驗(yàn)操作步驟
芬頓試劑的主(zhǔ)要藥劑是硫酸亞鐵、雙氧水和堿。硫酸亞鐵與雙氧水的(de)投加順序會影響(xiǎng)到廢水的處理效果。
1、先通過正(zhèng)交實驗將硫酸亞鐵與雙氧水的投(tóu)加(jiā)比例得出(chū)(一旦控製不好便容易返色)
2、調節pH值,投(tóu)加硫酸亞鐵,再投加雙氧水。
3、再投(tóu)加堿,調節pH使汙(wū)泥(ní)沉降即可。
硫酸亞鐵投(tóu)加後反應15分鍾左右(yòu),再進行雙氧水的投(tóu)加,反(fǎn)應20~40分鍾後再加入堿回調pH值,處理效果更(gèng)佳。
若進水水質不固定,如(rú)何控製雙氧水的添加量不過量?
投加量需(xū)要通過反複試驗確(què)定一個相對保守的量,然後在現場操作時進(jìn)行微調。
某水樣的理論芬頓試劑投(tóu)加(jiā)計算公式:
水(shuǐ)樣1000mL,去除COD4500mg/L,COD:H202 1:1,H2O2:Fe2+ 10:1
雙(shuāng)氧水濃度30%,即1mL含300mgH202
亞(yà)鐵溶液質量濃度8%,即1mL含80mgFeSO4·7H2O
雙氧水質量=1×1L×4500mg/L=4500mg
雙氧水體積=4500mg/300mg/mL=15mL
雙氧(yǎng)水摩(mó)爾質量=4500/34=132.35mmol
亞鐵摩爾質量=132.35/10=13.24mmol
亞鐵質量=13.24×278=3679.4mg
亞鐵溶液體積=3679.4/80=45.99mL
結論1:理論投加量噸廢水投雙氧水10~15升,每噸雙氧水1200元,即噸(dūn)廢水耗(hào)雙氧水12~18元;
結論2:理(lǐ)論(lùn)投加量(liàng)噸廢水投硫酸亞鐵3.6kg,每硫酸亞鐵600元,即噸廢水耗硫(liú)酸亞鐵2.16元;
如果不需要去除4500COD,再按比例減。
四、普通(tōng)Fenton氧化法在難降解廢水處理中的應用(yòng)
1、處理酚類廢水
孟慶堯(yáo)等采用Fenton氧化對含(hán)酚類物質的廢水進行了處理研究,結果表明:在pH為4,H2O2投加量(liàng)為25mg/L,Fe2+ 投加量為4mg/L,時間為1h,溫度為室溫時(shí),苯(běn)酚去除率可達到較高水平,COD的降解也取得了明顯的效果。
程麗華等采用Fenton試劑對酚類(lèi)物質模擬水樣進(jìn)行處理研究,當H2O2濃度為4mmol/L、FeSO4濃度為0.5mmol/L,pH為3,室溫反應40min,Fenton試劑對7種酚類物質進行處理,去除率均在98%以上。
2、處理印染(rǎn)廢水
沈擁軍等采用Fenton氧化法對活性皂青印染廢水進行降解處理(lǐ),表明在FeSO4/H2O2摩爾比為2∶3,廢(fèi)水pH值為5.0,反應溫度為40℃時,印染廢水色度去除率可達到99.9%,COD去除率(lǜ)可達到89.4%。
王濱鬆(sōng)等采用Fenton試劑對三種活性染料(orangeBN、navyRGB和redRGB)廢水進行降解(jiě)研究,結果表明:進行工藝優化後,三種(zhǒng)染(rǎn)料的脫色率均(jun1)在99%以上,在脫色的工藝(yì)條件下,通過正交試驗得出這(zhè)三種染料的COD去除率分別能夠達到88.9%,98.3%和93.4%。
3、處理皮革廢水
王成軍等對皮革廢(fèi)水生物出水采用Fenton試劑法進(jìn)行處理,表明(míng)在pH值為5,H2O2投加量為200mg/L,Fe2+的投加量為500mg/L,反應時間50min的條件下,COD的質量濃度由333mg/L 降至89mg/L,色度從90倍降至5倍以下,出水達到了《汙水綜合排放標準》(GB8978-1996)皮(pí)革廢水一級標準。
五、Fenton氧化(huà)法仍存在的問題
Fenton氧化法在眾多相關的廢(fèi)水處(chù)理技術中,已被認為是*有效、*簡單且經濟的方法(fǎ)之一,可仍有(yǒu)很多問題尚需解決。
1、久(jiǔ)置雙氧水易分解,質量分數不穩定(dìng),需要經常標定;
2、過氧化氫的利(lì)用率較低(dī),處理成本較高;
3、亞(yà)鐵離子容易流失,影響出(chū)水色(sè)度,需要後續脫色處理;
4、pH使用範圍較窄,經常需要調節廢水的pH值,增加處理(lǐ)成本;
5、遇到(dào)*多(duō)的問題可能更(gèng)多是產生的汙泥如何處理?作危險廢物還(hái)是再利用?企業如何解決(jué)高額的(de)運行費用?有很多(duō)汙水站芬頓(dùn)反應產生的汙泥,通過板框壓濾機,濃縮後脫水。而產生的汙泥含有大量的微生物、多種金屬離(lí)子、有機汙染等。如果作為廢物(wù)處理,不僅僅是對資源的一(yī)種浪費,還會對環境造成嚴重的二次汙染。