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應產生具有強化能力的羥基自由基(·OH),用於氧化水中難分解的有機物
2、亞鐵離子氧化成鐵離子(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(dù)
亞鐵離子濃(nóng)度應維持在亞鐵離子與其反應物之濃度比值為1:10~50(wt/wt)
2、過氧化氫濃度
過氧(yǎng)化氫濃度(dù)越高的(de)情況下,其氧化反應(yīng)產物更接近(jìn)於*終產物。過氧化氫(qīng)濃度過高,反而造成(chéng)反應速率可能不如預期一樣增加。以連續的方(fāng)式加入低濃度的過氧化氫,可得到較好的氧化效(xiào)果(guǒ)。
3、反應溫度
當過氧化氫(qīng)濃度超過10~20g/L時,一般將其反應(yīng)的溫度(dù)設定(dìng)在20~40℃之間。
4、溶液的pH值
在pH值2~4範圍內,通常可得到較快的有機物分解速率。
三、Fenton法實驗操作步驟
芬頓試劑的主要藥(yào)劑是硫(liú)酸亞鐵、雙氧水和堿。硫酸亞鐵與雙氧水的投加順序(xù)會影響到廢水的處理效果。
1、先通過正交實(shí)驗將硫酸亞鐵與雙氧水(shuǐ)的投加比例得出(一旦控製(zhì)不好便(biàn)容易(yì)返色(sè))
2、調節pH值,投加硫(liú)酸亞鐵,再投加雙氧(yǎng)水。
3、再投加堿(jiǎn),調節pH使汙泥沉降即可(kě)。
硫酸亞鐵投加後反(fǎn)應15分鍾左右,再進行雙氧水的投(tóu)加,反應20~40分鍾後再加入堿(jiǎn)回調(diào)pH值,處理效果更佳。
若進水水質不(bú)固定,如何控製雙氧水的添(tiān)加量不過量?
投加量(liàng)需要通過反複試驗確定一個相對保守的量,然後在現場操作時(shí)進行微調。
某水樣的(de)理論芬頓試劑投加計算公式:
水樣1000mL,去除COD4500mg/L,COD:H202 1:1,H2O2:Fe2+ 10:1
雙氧水濃度30%,即1mL含300mgH202
亞(yà)鐵溶(róng)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(jī)=4500mg/300mg/mL=15mL
雙氧水摩爾質量(liàng)=4500/34=132.35mmol
亞鐵摩爾(ěr)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(lǐ)論(lùn)投加量噸廢水投雙氧水10~15升,每噸雙氧水1200元,即噸廢水耗雙氧水12~18元;
結論(lùn)2:理論(lùn)投加量噸廢水(shuǐ)投硫酸亞(yà)鐵3.6kg,每硫酸亞鐵600元,即噸廢水耗硫酸亞鐵2.16元;
如果不需要去(qù)除4500COD,再按比(bǐ)例減。
四、普通Fenton氧化(huà)法在難降解廢水處理中的應用
1、處理酚類廢水
孟慶堯等采用Fenton氧化對(duì)含酚類物(wù)質的廢水進行了處理研究,結果表明:在pH為4,H2O2投加量為25mg/L,Fe2+ 投加量為4mg/L,時間為1h,溫度為室溫時,苯酚去(qù)除率(lǜ)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(jì)對酚類物質模(mó)擬水樣進行處理研究,當H2O2濃(nóng)度為4mmol/L、FeSO4濃(nóng)度為(wéi)0.5mmol/L,pH為3,室(shì)溫反應40min,Fenton試劑對7種酚類物質進行處理,去除(chú)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(shuǐ)進行降解處理,表(biǎo)明在FeSO4/H2O2摩爾比為(wéi)2∶3,廢水pH值為5.0,反應溫(wēn)度為40℃時(shí),印染(rǎn)廢水色(sè)度(dù)去除率可達到99.9%,COD去除(chú)率可達到(dào)89.4%。
王濱鬆等采用Fenton試劑(jì)對三種活性(xìng)染料(orangeBN、navyRGB和redRGB)廢水進行降解研(yán)究,結果表明:進行工藝優化後,三種(zhǒng)染料的脫色率均在99%以上,在脫色(sè)的工藝條件下,通過正交試驗得出(chū)這三種染料的COD去除率分(fèn)別能夠達到88.9%,98.3%和93.4%。
3、處理皮革廢水
王成(chéng)軍等對皮革廢水生(shēng)物出水采用Fenton試劑法進行處理,表明在pH值為5,H2O2投加量為200mg/L,Fe2+的(de)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(dá)到了《汙水綜合排放標準》(GB8978-1996)皮革廢(fèi)水一級標準。
五、Fenton氧化法仍存在(zài)的(de)問題
Fenton氧化法在眾多相關的廢(fèi)水處理技術中(zhōng),已被認為是*有效、*簡單且經濟的方(fāng)法之一,可仍有很多問題尚需解決。
1、久置雙氧水易(yì)分解,質量(liàng)分(fèn)數不穩定,需要經常標定;
2、過氧化氫的利用率較低(dī),處理成本(běn)較高;
3、亞鐵離子容易流失(shī),影響出水色度(dù),需要後續脫色處理;
4、pH使用(yòng)範圍較窄,經(jīng)常需要調節廢水的pH值(zhí),增加處理成本;
5、遇到*多的問題可能更多是產生的汙泥如何處(chù)理?作危險廢物還是再利用?企業如何解決高額的運行費用?有很多汙水站芬頓反應產生的汙泥,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、多種金屬離子、有機汙染等。如果作為廢物處(chù)理,不僅僅是對資源的一種浪費,還會對環境造成嚴重的二次(cì)汙染(rǎn)。