實用(yòng)幹貨 | 芬頓氧化法技術
來源:亚洲国产一区二区三区波多野结衣環保 發布時間:2021-04-09
一、Fenton反應原理
1、Fenton試劑利用過氧化氫(qīng)與亞鐵離子(zǐ)反應(yīng)產生具有強化能(néng)力的羥基自(zì)由(yóu)基(·OH),用於氧化水中難分解的有機物
2、亞鐵離子氧(yǎng)化成鐵(tiě)離子(Fe3+),鐵離子有(yǒu)混凝作用(yòng),可用於去除部分有機物。
二(èr)、影響Fenton試劑氧化能(néng)力的因素
1、亞鐵(tiě)離子(zǐ)濃度
亞鐵離(lí)子濃度應維持在(zài)亞鐵離子與其反應物之(zhī)濃度比值為1:10~50(wt/wt)
2、過氧化氫濃度
過氧化氫濃(nóng)度越高的情況下,其氧化反應產(chǎn)物更接近於*終產物。過氧化氫濃度過高,反而造成反應(yīng)速率可能不如預期一樣增加。以連續(xù)的方式加入低濃度的過氧化氫(qīng),可得(dé)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,一般將其反應的溫度設定在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(de)有機物分(fèn)解速率。
三、Fenton法實驗操作步驟
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投(tóu)加順序會影響到廢水(shuǐ)的(de)處理效果。
1、先通過正交實驗將硫(liú)酸亞鐵與(yǔ)雙氧水的投加比例得出(一旦控製(zhì)不好便容易返色)
2、調節pH值,投加硫酸亞鐵,再投加雙氧水。
3、再投加堿,調節pH使汙泥沉降即(jí)可(kě)。
硫酸亞(yà)鐵投加後(hòu)反應15分鍾左右,再進行雙氧(yǎng)水的投加,反應20~40分鍾後再加入堿回調pH值,處理效果更佳。
若進水水質不固定,如何控製雙氧水的添(tiān)加量不過量?
投加量需要通過反複試驗確定一個相對保守的量,然後在現場(chǎng)操作時進行微調。
某(mǒu)水樣的理論芬頓試劑投加計算公式:
水樣1000mL,去(qù)除(chú)COD4500mg/L,COD:H202 1:1,H2O2:Fe2+ 10:1
雙氧水濃度30%,即1mL含300mgH202
亞鐵溶液質量濃度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(shuāng)氧水摩爾質量=4500/34=132.35mmol
亞鐵摩爾質量=132.35/10=13.24mmol
亞(yà)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(dūn)雙氧水1200元(yuán),即噸廢水(shuǐ)耗雙(shuāng)氧水12~18元;
結論2:理論投加(jiā)量噸廢水投硫酸亞鐵3.6kg,每硫酸亞鐵600元,即噸廢(fèi)水耗硫酸亞鐵2.16元;
如果不需要去除4500COD,再按比(bǐ)例減。
四、普通Fenton氧化法在難降解廢水處理中的應用
1、處理酚類廢水
孟慶(qìng)堯(yáo)等采用Fenton氧化對含酚類物質的廢水進行了處理研究,結果表明:在(zài)pH為4,H2O2投加量(liàng)為25mg/L,Fe2+ 投加量為4mg/L,時間(jiān)為1h,溫度為室溫時,苯酚去除率可達到較高水平,COD的降解也(yě)取得了明顯的效果。
程(chéng)麗(lì)華等采(cǎi)用Fenton試劑對酚類物質模擬水樣(yàng)進行處理研究,當H2O2濃度為4mmol/L、FeSO4濃度為(wéi)0.5mmol/L,pH為3,室溫反應40min,Fenton試劑對7種酚類物(wù)質進行處理,去除率均在98%以上。
2、處理(lǐ)印染廢(fèi)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,表明(míng)在(zài)FeSO4/H2O2摩爾比為2∶3,廢水pH值為(wéi)5.0,反應溫度為40℃時,印染廢(fèi)水色度去除(chú)率可達到99.9%,COD去除率可達到89.4%。
王濱鬆等采用Fenton試劑(jì)對三種(zhǒng)活性染料(liào)(orangeBN、navyRGB和redRGB)廢水進行降解研究,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(tuō)色的(de)工藝條件(jiàn)下,通過正交試(shì)驗得出這三種染料(liào)的(de)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(wáng)成軍等對(duì)皮革廢水生物出水采用Fenton試劑法進行處理,表明在pH值為5,H2O2投加量為200mg/L,Fe2+的投(tóu)加量為500mg/L,反(fǎn)應時間50min的條件下,COD的質量濃度由333mg/L 降至(zhì)89mg/L,色度從90倍降至5倍以下,出水達到了《汙水綜(zōng)合排放標準》(GB8978-1996)皮革廢水一級標準。
五、Fenton氧化(huà)法仍存在的問題
Fenton氧化法在眾多相關的廢水處理技術中,已被認為是(shì)*有效、*簡單且經濟的方法之一(yī),可仍有很多問題尚需解決。
1、久置雙氧水易分解,質量分數不穩定,需要(yào)經常標定(dìng);
2、過氧化(huà)氫的利用率較低,處理成本較高;
3、亞鐵離子容易流失,影響(xiǎng)出水色度,需(xū)要後續脫色處理;
4、pH使用範圍較窄,經常需要(yào)調節廢水的pH值,增(zēng)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理?作危險廢物還是再利用?企業如(rú)何解決高額的運行費用?有很多汙水站芬(fēn)頓反應產生的(de)汙泥,通過板(bǎn)框壓濾機,濃縮後脫水。而產生的汙泥含有大量(liàng)的(de)微生物、多種金屬離子、有機汙染等。如果作為(wéi)廢物處理,不僅僅(jǐn)是對資源的一種浪費(fèi),還會(huì)對環境造成嚴重(chóng)的二次汙(wū)染。