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Fenton氧化法在水处理中的应用
发布时间:2017-11-28 15:00:17 千赢官网登录:
  Fenton氧化法是近年来发展起来的专门处理高浓度、高色度、难降解工业有机废水的高级氧化技术,常用于废水的高级处理,以去除COD、色度等。
  Feton试剂反应机理 :
  芬顿药剂主要组成包括硫酸亚铁与双氧水。Fenton氧化法是在酸性条件下利用Fe2+催化分解H2O2产生的·OH降解污染物,且生成的Fe3+发生混凝沉淀去除有机物,因此Fenton试剂在水处理中具有氧化和混凝两种作用。一方面,对有机物的氧化作用是指Fe2+与H2O2作用,生成具有氧化能力极强的羟基自由基·OH而进行的自由基反应,羟基自由基(·OH)具有很强的氧化性,仅次于氟并且是一种非选择性的氧化剂,易氧化各种有机物和无机物,反应速度快,氧化效率高。;
  另一方面,反应生成的Fe(OH)3胶体具有絮凝、吸附功能,也可以去除水中部分有机物。
  Fenton氧化法在废水处理中的应用:
  Fenton试剂具有很强的氧化性,而且其氧化性没有选择性,能适应各种废水的处理。因此Fenton氧化法在废水处理中的应用具有其它方法无可比拟的优点,但由于过氧化氢价格昂贵,如果单独使用Fenton试剂,则成本太高,所以在实践应用中通常与其他方法联用,如与混凝沉降法、生物法、活性炭法等联用,用于废水的预处理或最终深度处理,以取得良好的效果。
  处理氰化物:
  氰化物是剧毒性的物质,在废水的排放中都要严格控制氰化物的含量。芬顿试剂可有效地处理氰化物,处理过程中,游离的氰化物分两步被分解。俄罗斯学者研究了采用Fenton试剂处理含有氰化物和硫氰化物的废水(质量浓度均为1000mg/L),前者氧化率为99.8%,后者氧化率为84.0%。
  处理酚类:
  酚类物质有较高的毒性,对人体有致癌作用,属于难降解的工业有机废水。芬顿试剂可用于处理苯酚、甲酚、氯代酚等多种酚类,效果均极好。在室温、pH=3-6和FeS04催化剂存在的情况下,H202可快速破坏酚结构,氧化过程中先将苯环分裂为二元酸,最后生成CO2和H2O。除了可以直接降解氯酚类物质外,还可以用芬顿试剂氧化作为生物处理技术的前处理过程,使废水的毒性降低,可生化性提高。
  处理染料废水:
  纺织印染废水的组成非常复杂,多数分子是以苯环为核心的稠环、杂环结构,属于高度稳定且有高致癌性的废水,它难以降解,并含有大量残余的染料和助剂。目前染料废水主要问题是残余染料所产生的色度。染料废水中颜色来源于染料分子的共扼体系,芬顿试剂在酸性条件下生成HO·能够氧化打破这种共扼结构,使之变成无色的有机分子进一步矿化。采用芬顿氧化法对染料废水进行处理具有高效低耗、无二次污染的优势。
  处理染料中间体或染料助剂废水:
  染料中间体废水中常含有大量的蒽醌、萘、苯的各种取代基衍生物,具有COD高、色度高等特点,是目前较难处理的工业废水之一。用芬顿试剂处理此类废水取得良好效果。研究用芬顿试剂处理B一萘磺酸钠。先用Fecl3,进行混凝处理,后用芬顿试剂氧化。在适宜的条件下,废水的COD和色度去除率分别达到99.6%和95.3%,处理后废水可达到排放标准。
  处理农药(草甘膦)废水:
  农药废水是一种难治理的有机化工废水,具有COD高、毒性大、难生物降解等特点。近来针对这点,出现了一些用Fenton法进行处理的研究。用芬顿法与光芬顿法降解2,4-二氯苯氧乙烯(2,4-D),探索了反应条件对降解效果的影响。在2,4-D质量浓度为200mg/I,H202质量浓度为200mg/L,Fe2+质量浓度为40200mg/L,pH为3.5的情况下,可在10min内使农药的降解率达到85%,TOC去除率也可达到80%以上。
  处理焦化废水:
  炼焦废水含有数十种无机和有机化合物,包括氨氮、硫氰化物、硫化物、氰化物、酚、苯胺、苯并比等,其中一些是高致癌物,属于高污染难治理的工业废水。通过研究芬顿氧化/混凝协同处理焦化废水经生物处理后的出水。结果表明,经此处理后,出水可达国家二级排放标准。如后续再经生物处理,最后出水将可稳定地达到国家一级排放标准。研究试验中,还通过分析相对分子质量分布和小分子有机物组成,揭示了焦化废水生物处理后出水的物质组成及其在芬顿氧化、混凝协同处理后的污染物变化规律。
  处理垃圾渗滤液:
  城市垃圾渗滤液是一种组成成分复杂的污水,将会污染地下水,对城市环境构成严重威胁。由于其含有多种有毒有害的难降解有机物,不易用传统的生化法来处理。不同的填埋场的垃圾渗滤液的组成、浓度不同。垃圾渗透液中的应用,进行了用芬顿法处理垃圾渗滤液的中型试验,反应在连续的搅拌发生器中进行,当试剂加入量适当时,COD的去除率可达67.5%,从而提高了可生化性,有利于进一步的处理。
  总结:
  由以上对各种废水的研究可知用芬顿试剂处理废水的特点,一是反应启动快,反应在酸性的环境中,常温常压,条件温和;二是不需要设计复杂的反应系统,设备简单、能耗小。芬顿试剂氧化性强,反应过程中可以将污染物彻底地无害化,而且氧化剂H2O2参加反应后的剩余物可以自行分解掉,不留残余,同时也是良好的絮凝剂,效果好。
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