非均相电芬顿法处理制药废水的研究
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芬顿废水处理工艺技术废水处理方法1 一种应用于非均相电芬顿降解有机废水的活性炭负载型催化剂的制备简介:一种应用于非均相电芬顿降解有机废水的活性炭负载型催化剂的制备,属于电化学水处理技术领域。
本技术以粒状活性炭为载体,将铁铜双金属共沉淀在活性炭表面及孔隙内,在氮气条件下煅烧制备出以CuFe2O4为活性组分的双金属催化剂,该法制备的固相催化剂具有较好的催化效果,具有较好的稳定性,降低了铁离子的溶出率,可进行回收循环使用。
2 一种脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理系统及方法简介:本技术提供了一种脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理系统及方法,包括电絮凝装置、高效沉淀器、管道混合器、芬顿氧化反应箱、中和箱、澄清分离箱、过滤器、盐酸加药装置、过氧化氢加药装置、石灰乳加药装置及风机;电絮凝装置的出口依次经高效沉淀器、管道混合器、芬顿氧化反应箱、中和箱及澄清分离箱与过滤器的入口相连通;管道混合器的加药口与盐酸加药装置的出口相连通,过氧化氢加药装置的出口与芬顿氧化反应箱的加药口相连通,石灰乳加药装置的出口与中和箱的加药口相连通;中和箱内设置有空气搅拌装置,其中,风机与空气搅拌装置的入风口相连通,该系统及方法能够实现脱硫废水的COD 达标,且运行稳定性较高。
3 高温高压下芬顿法废水处理工艺及装置简介:本技术提供一种高温高压下芬顿法废水处理工艺及装置,处理工艺包括以下过程:调节废水pH调节,加入催化剂并预热,通入空气升压至0.3~1.6Mpa并升温至130℃~200℃,然后加入双氧水进行芬顿反应,最后絮凝沉淀调pH为中性,静置分层,得到上清液和污泥。
本技术的优点是:处理效果比传统方法提高15~30%,对某些难降解有机物亦有很好的去除效果,减少后续工艺处理负荷;反应速度快,所用设备尺寸较小,药剂用量及铁泥产生量显著降低。
4 基于芬顿氧化反应的废水处理工艺简介:本技术揭示了基于芬顿氧化反应的废水处理工艺,包括以下步骤:调节pH:废水进入pH调节池,投加酸液,将废水pH调至酸性;氧化反应:进入芬顿反应池A,投加硫酸亚铁混合均匀后自流至芬顿反应池B,投加双氧水,进行芬顿催化氧化反应;中和反应:自流入芬顿中和池,投加碱液进行中和反应,调节至中性,使废水的出水pH达标;脱气反应:进入芬顿脱气池,将废水中的气泡脱除;絮凝反应:自流至芬顿絮凝池,投加絮凝剂搅拌使絮凝反应充分进行,使废水中铁泥絮凝;沉淀反应:自流至芬顿沉淀池,将其中的铁泥沉淀。
第52卷第10期 辽 宁 化 工 Vol.52,No.10 2023年10月 Liaoning Chemical Industry October,2023基金项目: 辽宁科技大学大创项目(COFs 基生物铁锰氧化物的制备及其降解环丙沙星性能研究);辽宁科技大学研究生创新项目(项目编号:LKDYC202121);辽宁省教育厅项目(项目编号:LJKZ0300)。
收稿日期: 2022-04-09作者简介: 王鑫瑶(2002-),女,内蒙古赤峰人。
通信作者: 张伟(1979-),男,硕士生导师,博士,研究方向:功能材料制备及其应用。
非均相芬顿法处理废水的研究进展王鑫瑶1,阮洋1,张伟1,2*(1. 辽宁科技大学,辽宁 鞍山 114051; 2. 辽宁省精细分离工程技术中心, 辽宁 鞍山 114051)摘 要: 随我国对环境保护力度的持续关注,关于工业废水处理的技术发展迅速,并不断进行优化。
近年来,多种废水处理方法广泛应用于污水处理领域,尤其以芬顿(Fenton )法为代表的深度处理手段在废水处理用应用广泛。
废水中存在着大量难以被一般化学氧化法氧化降解的有机物,利用芬顿法可以有效降解此类有机物。
重点论述了非均相芬顿催化氧化技术及其在处理染料废水、制药废水、焦化废水、造纸废水及化工废水中的应用。
关 键 词:废水处理; 非均相; 芬顿法; 高级氧化技术中图分类号:TQ424.3 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2023)10-1517-041894年,化学家H.J.H.Fenton 发现将过氧化氢和二价铁离子(Fe 2+)混合后,所得的溶液具有强氧化性。
该溶液能将当时已有的许多有机化合物氧化为无机状态,而且氧化效果极为明显[1]。
后来H 2O 2和催化剂Fe 2+的组合体系被命名为Fenton 试剂[2]。
Fe 2+和H 2O 2间发生链反应生成羟基自由基(·OH )是芬顿法的本质[3],·OH 具有非常强的氧化能力,且其具有的电负性或亲电性非常高,因此Fenton 试剂适用于普通化学方法难以有效处理和生物难降解的有机废水。
芬顿工艺在污水处理中的应用及研究于佩文南通大恒环境工程有限公司摘要:多年来,我国污水处理行业都是使用传统工艺,经过厌氧、好氧以及絮凝三个环节来处理污水。
但是近几年随着国家污水排放的标准的提高,对污水处理的要求越来越高,因此相关污水处理企业就采用深度处理的工艺对废水进行处理,如臭氧处理、膜处理等,目前市场上最为认可的是利用芬顿工艺进行废水处理.本文结合本人在实际运营调试过程中的经验,浅谈芬顿工艺在污水处理行业中的应用,以及对该工艺处理效果影响因素的研究。
关键词:芬顿工艺,污水处理,应用.利用芬顿工艺在进行污水处理,能够在极短的时间内将废水中的有机物进行氧化分解,氧化率比较高,不会造成二次污染。
并且该工艺的基建投资相对较少,运用过程中不需要花费大量的费用,操作工艺较为简单。
芬顿工艺在近年来的污水处理中被广泛的应用,取得了良好的效果,尤其是运用在连续不断产生污水的大型工厂。
芬顿工艺在工业污水处理中的应用1、芬顿工艺在造纸废水中的应用造纸行业作为废水排放量大,水污染严重的行业一直为人所诟病。
造纸工业所产生的废水具有种类繁多、水量大、有机污染物含量高特点,属难处理的工业废水之一。
而传统的废水经过组合工艺处理后,水中仍残留部分难以降解的有机污染物,对相关污染物的去除率较低,无法满足排放限值的要求,因此利用芬顿工艺对废水进行深度处理技术,与其它技术相比具有反应速度快,设备简便、费用便宜;对废水中干扰物质的承受能力较强,操作与设备维护比较容易,使用范围比较广等特点。
2、芬顿工艺在印染废水中的应用印染废水中色度较高,COD的浓度较高,含盐量也较高,可生化性弱.芬顿试剂具有较强的氧化性,能够使一些难以生物降解的有机物转化为可生化性比较好的物质,对染料中发色的基团进行破坏,使色度降低,因此被广泛的应用到印染行业的污水处理中。
利用芬顿衍生的工艺手段,例如利用微电解—Fenton氧化工艺对蒽醌染整废水进行处理,这种废水难以降解,COD的去除率在93。
芬顿氧化处理废水的研究摘要:采用芬顿氧化法对废水进行处理,综合考虑去除效果和经济性的前提下,考察了pH值、反应时间、H2O2投加量以及n (H2O2):n (Fe2+)的投加比对芬顿氧化处理废水COD的影响。
结果表明:pH值为3,30%出。
2投加量为1.5ml,n (H2O2):n (Fe2+)的摩尔比为5:1是该种废水的最佳处理条件。
关键词:芬顿氧化法;反应条件;深度处理;1894年法国科学家Fenton发现,亚铁离子和过氧化氢在酸性水溶液中可以有效地将酒石酸氧化分解⑴。
随后在1964年加拿大学者H. R. Eisenhaner用Fenton 氧化法成功处理苯酚废水和烷基废水[2-3]。
Fenton法处理废水的原理是以H2O2为氧化剂、以亚铁盐为催化剂的均相催化氧化法[4-6]。
反应中产生的羟基自由基(OH)是一种氧化能力很强的自由基,能氧化废水中的有机物,从而有效去除废水的COD近年来,对可生化性差的废水经常需要采用化学方法进行预处理,而投加Fen to n试剂就是简单有效的预处理方法之一[4-9]。
除了进行废水预处理之外Fen to n 氧化法也成功的用于处理造纸、染料、药物等多种工业废水的深度处理[8-15]。
Fenton氧化法具有反应条件温和、速度快、设备简便、对环境友好等特点,具有很好的应用前景[3]。
笔者试验拟采用Fen ton氧化法对内蒙古拜克公司青霉素、土霉素混合废水处理站二级处理出水,进行试验研究.通过单因素试验考察影响试验效果的主要因素并确定最佳反应条件[12]•为实现废水的达标排放提供技术参考。
1实验部分1.1试验用水试验用水取自内蒙古拜克公司青霉素、土霉素混合废水处理站二级处理出水,其pH为3.0〜4.0、COD为195—224 mg/L。
1.2实验试剂试剂:双氧水(30%)、绿矶(七水硫酸亚铁)、氢氧化钠、浓硫酸均为分析纯。
1.3试验方法移取1000mL水样,用酸调整废水pH。
《非均相UV-Fenton处理难降解有机废水研究》篇一非均相UV-Fenton处理难降解有机废水研究一、引言随着工业化的快速发展,难降解有机废水的处理已成为环境保护领域的重要课题。
非均相UV/Fenton技术作为一种新兴的高级氧化技术,因其高效、环保的特性,在难降解有机废水的处理中得到了广泛的应用。
本文旨在探讨非均相UV/Fenton技术在处理难降解有机废水方面的研究进展、原理、实验方法及结果分析。
二、非均相UV/Fenton技术原理非均相UV/Fenton技术是一种结合了紫外光照射和Fenton试剂(Fe2+与H2O2)的高级氧化技术。
在紫外光的照射下,Fenton试剂产生强氧化性的羟基自由基(·OH),这些自由基能够有效地降解有机物,使其转化为低分子量的无机物或小分子有机物。
非均相UV/Fenton技术中,催化剂的引入使得反应更为高效,且能够提高反应的稳定性。
三、实验方法1. 实验材料与设备:本实验采用难降解有机废水、Fenton试剂、紫外灯等材料与设备。
2. 实验过程:首先,对难降解有机废水进行预处理,然后加入一定浓度的Fenton试剂。
接着,在紫外灯的照射下进行反应。
通过调整Fenton试剂的浓度、紫外光强度等参数,观察难降解有机废水的降解效果。
3. 催化剂的引入:在非均相UV/Fenton体系中,引入催化剂可提高反应效率。
本实验采用不同种类的催化剂进行对比实验,以探究其对难降解有机废水降解效果的影响。
四、结果分析1. 降解效果:实验结果表明,非均相UV/Fenton技术对难降解有机废水具有较好的降解效果。
随着Fenton试剂浓度的增加和紫外光强度的提高,难降解有机废水的降解率逐渐提高。
2. 催化剂的影响:引入催化剂后,非均相UV/Fenton体系的反应效率得到显著提高。
不同种类的催化剂对难降解有机废水的降解效果存在差异。
其中,某类催化剂的引入使得难降解有机废水的降解率提高了约30%。
第36卷第1期2021 年 1 月煤 质 技 术COAL QUALITY TECHNOLOGYVol. 36 Nv. 1Jan. 2421移动阅读张先,刘熙璘,花昱伉,等.芬顿试剂氧化工艺深度处理焦化废水及其出水水质研究7].煤质技术,2021,36 (1) : 43-48.ZHANG X —n , LIT Xi —n , HUA YuUanq , et al. Advanced treatmext oh codinq waste w ater by Fextoo reayext oxidadooprocess ad —s effluext characteristics [J. Coal QuU —y 丁10——/, 2021 , 36 (1) : 43-46.芬顿试剂氧化工艺深度处理焦化废水及其出水水质研究张先52 ,刘熙瞞2 ,花昱伉2 ,杨瑜2 ,余慧君2 ,王建兵2(1.内蒙古工业大学,内蒙古呼和浩特25251; 2.中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 50083)摘要:高级氧化和生化处理联用工艺可去除焦化废水生化工艺出水中的有机物,使出水达到排放标准。
采用不同的芬顿(Fenton )试剂氧化法对焦化废水生化工艺出水进行深度处理,使用Zahn-WeXens 测试对出水可生化进行评价,并利用光谱分析法研究氧化后溶解性有机物的特性。
结果表明:在初始pH 为5时,紫外Fentoo 试剂氧化法比传统Fen t oo 试剂氧化法和非均相Fentoo 法具有更优的化学需氧量(COD )降解去除效果和生化性改善效果,反应66 m —后COD 去除率为72%。
Zahn-WeXens 测试显示,紫外Fentoo 试剂氧化处理30 min 后采用生化处理工艺能实现 废水COD 指标达到排放标准的目标,且处理费用相对较低。
经过紫外Fentoo 试剂氧化,废水中分子量小于1 kDa 的有机物总有机碳(TOC )占比从58%增至76% ,疏水性有机物含量从71 %降至29% 0废水中疏水大分子有机物向亲水小分子有机物的转化是废水可生化性提高的重要原因。
电芬顿法处理废水1 概述目前应用于处理环境废水的方法是传统的处理方法,包括物理处理方法和化学处理方法。
然而这些方法对于有毒性的、难降解污染物的处理效果是不明显的,像是丝制品、喷涂过程、印染业和食品工艺中大量使用的合成染料。
而且在使用过程中,这些有毒的染料,在氧化、羟基化或是其他化学反应作用下,还会形成一些副产物,也对生态和人类的健康造成了威胁。
随着高级氧化技术(AOPs)的不断发展,其在难降解污染物的处理上发挥了重要的作用。
它是利用活性极强的自由基氧化分解水中的有机污染物,像·OH 具有很高的氧化能力,降解氧化水中的污染物,使其转化为CO2 和H2O。
Fenton 法就是高级氧化技术的一种,它是利用Fe2+ 和H2O2 反应,生成强氧化性的·OH,由于·OH 具有很高的氧化电位和无选择性,因此其可以降解氧化多种有机污染物。
但由于其在处理过程中需要大量的试剂量,像是H2O2,其制备、运输和储藏等花费较高。
而electro- Fenton 相对降低了这部分花费,它可以通过在适合的阴极附近曝气(氧气或空气),利用电化学持续的产生H2O2。
本文通过对electro- Fenton 基本原理、操作过程及影响因素的概述,旨在为从事此项研究的人员提供基础的理论知识,以便其更好的深入研究。
2 电芬顿法处理废水2.1 基本原理基于传统Fenton 试剂的作用机理,electro- Fenton 也是由H2O2和Fe2+ 反应产生强氧化性的·OH。
其中H2O2 的电化学产生是通过在阴极充氧或曝气的条件下,发生氧气的还原生成的,而Fe2+ 也可以通过阴极的还原反应得到。
在酸性条件下,通过充氧或曝气的方法,氧气在阴极会发生2e还原反应,如式(1)所示,产生H2O2。
在此过程中,氧气首先溶解在溶液中,然后在溶液中迁移到阴极表面,在那还原成H2O2[1]。
而在碱性溶液中,氧气发生反应如式(2)所示,生成HO2-。
电Fenton法在污水处理中的应用与发展发布时间:2021-06-30T14:50:57.633Z 来源:《城镇建设》2021年第4卷6期作者: 1 刘诺亚 2夏薇薇[导读] 电Fenton法是一项利用自身体系产生的强氧化性自由基来降解污染物的高级氧化技术,近年来有了很大的技术提升和应用发展。
1 刘诺亚 2夏薇薇1中国中元国际工程有限公司北京 1000892重庆市自来水有限公司和尚山水厂重庆 400050摘要:电Fenton法是一项利用自身体系产生的强氧化性自由基来降解污染物的高级氧化技术,近年来有了很大的技术提升和应用发展。
综述了电Fenton法的基本原理、阴极产H2O2原理和发展电极材料的关键点。
重点介绍了电Fenton法在难降解废水中的国内外最新应用成果,均有良好的处理效果;以及该法与其他技术的联用情况,具有较高的应用价值。
最后提出了电Fenton法今后的研究方向。
关键词:电Fenton法;阴极材料;污水处理;联合技术近年来,我国的环境污染问题日益严峻,市政污水、工业和农业废水均趋于污染物浓度高、成分复杂化和难降解化,传统的生物处理法已难以达到国家颁布的污水排放新标准。
高级氧化法在污水处理方面具有高效、快速、无二次污染等优势,在各领域的应用十分广泛。
其中电Fenton法是利用电能和催化剂等条件来产生氧化活性极强的的羟基自由基(·OH),通过对污染物进行一系列氧化、电子转移和断键等反应,达到降解和矿化有机物的目的[1]。
随着科学技术的进步,电Fenton技术在污水处理中有了很大的更新和发展。
在应用的广度方面,电Fenton法被广泛用于医药废水、垃圾渗滤液、工业废水、农药类等多种难生物降解有机污染物,同时可与多种新型高级氧化技术联合,提升电Fenton法的催化降解效果。
在应用的深度方面,电极材料、电Fenton反应器的研发,促使该技术的运行条件愈发节能、经济和环保,可实际操作性更高。
电芬顿法处理电镀废水1电芬顿法简介高级氧化技术的概念最早是由Glaze等人在1987年提出的,以产生羟基自由基(·OH)为标志。
近年来发展起来的以Fenton反应为基础的高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes,AOPs),主要包括Fenton法和类Fenton法。
传统的芬顿反应不能实现铁的循环、pH 范围狭小(最佳2.0~3.5)、铁离子本身也捕获自由基,双氧水利用率不高,限制了其在水处理中的应运。
由于羟基自由基的寿命短暂,常在外界条件的辅助作用下,如紫外线、电场等条件,强化其处理效果,拓宽在水处理中的应运,主要有光芬顿法、电芬顿法、光电芬顿、紫外-芬顿等。
其中电Fenton法,不仅具有电化学法的所有性质,而且可利用羟自由基的强氧化作用,逐渐成为Fenton试剂的主要发展方向,也是电化学技术的主流方向。
2芬顿法原理1894年,法国科学家Fenton H J H发现亚铁离子与过氧化氢在酸性条件,能有效降解酒石酸。
随着有机污染的加剧,这种方法为有机废水的处理提供了新的途径,具有划时代的意义。
为了纪念Fenton H J H的卓越贡献,将Fe2+/H2O2命名为Fenton试剂,这种反应称为Fenton反应。
Fenton试剂能有效的无选择的氧化有机物,具有极强的氧化性。
但对芬顿反应的机理不甚了解,科学工作者提出多种可能的设想。
美国人用二甲亚飒(DMPO)作为自由基的捕获剂,用核磁共振的方法,捕获到自由基的信号,提出了自由基和氧化剂碎片机理。
而后,walling和Norman及Jefcoate等人的研究也证实了这一结论。
David R.等总结归纳了前人有关Fenton反应的机理(见表1-1)。
目前普遍为大家接受的反应机制:过氧化氢与亚铁离子反应生成自由基(.OH)和氢氧根离子(OH-),其中自由基具有很高的氧化电极电位(见表1.2),因此,芬顿试剂在水处理中主要利用自由基的强氧化性。
芬顿氧化处理工业废水的应用概述摘要:本文提供了作为工业废水先进处理方法的芬顿氧化法在应用流程的最新的信息。
这种技术作为一个化学氧化法处理已经在最近几十年里被应用,能满足多种目标包括最终抛光,减少化学需氧量或总有机碳的有机负荷的高百分比和去除顽固和有毒污染物从而允许进一步传统生物处理。
这项技术的效率和灵活性已经被证明,它具有广泛的多样性,与废水化学和其他相关行业的或活动相关,包括制药、纸浆和造纸、纺织、食品、软木加工、填埋的垃圾等。
关键词:芬顿过程;化学氧化;工业废水处理;废物最少化;渗滤液前言工业活动产生废水与各种各样的污染物,如酚及其衍生品、碳氢化合物、卤代硫和流变的有机化合物,重金属乙腈化物和其他有机复合物的形式。
这些废水经常在大范围的浓度内含有混合池中的污染物。
这个开发低成本的技术解决方案需要成功地应对工业废水领域内引起的日益复杂的问题。
在最近几十年,化学处理方法涉及生成的羟基自由基被称为高级氧化过程(AOPs),在其强氧化性的基础上已经成功应用于去除或降解顽固污染物。
在这些高级氧化过程中,芬顿过程是一个被广泛研究的和采用催化法根据生成的羟基自由基(HO·)通过过氧化氢与铁离子作为均相催化剂在酸性pH和环境条件下的研究过程[1]。
HO·有一个高的标准氧化电位(2.80 V),与其他传统的氧化剂像Cl2、O2、O3,过氧化氢或KMnO4相比有很高的反应速度。
这个羟基自由基与大多数有机和许多无机溶质以高速率反应。
普遍接受的机理,提出了芬顿过程生产的羟基自由基依照方程(1),而催化剂再生通过方程(2),或从反应Fe3 +中间的有机自由基(方程(3)-(5)):[2-6]Fe2+ + H2O2 →Fe3+ + HO·+ HO?k = 76 Lmol-1 s-1 (1)Fe3+ + H2O2 →Fe2+ + HO2·+ H+k = 0.01 Lmol-1 s-1 (2)RH + HO·→R · +H2O (3)R· + Fe3+→R+ + Fe2+(4)R+ + HO? →R-OH (5)然而,一批有竞争力的反应也会发生(方程(6)-(9)),它影响氧化过程:Fe2+ + HO·→Fe3+ + HO?k = 3.2 × 108 Lmol-1 s-1 (6)H2O2 + HO·→HO2 · + H2Ok = 2.7 × 107Lmol-1 s-1 (7)HO2· + HO·→O2 + H2O (8)HO· + HO·→H2O2k = 5.2 × 109 Lmol-1 s-1 (9)芬顿法的速度强烈依赖于自由基清除剂如t-丁醇或氯离子,但在某些情况下,即使在高浓度的这些物种也没有发现大幅降低[7]。
芬顿技术在制药废水深度处理中的应用摘要:文章对某制药废水二级处理后出水进行了芬顿氧化深度处理的试验研究,通过试验优化了硫酸亚铁及双氧水投加量,并对芬顿处理前后的废水B/C的比较,结果显示芬顿氧化技术可以很好的去除生化出水中难降解有机物,并使其可生化性大大提高,为该废水的深度处理提供了一条有效的途径。
关键词:芬顿氧化,制药废水,深度处理,可生化性某工业园区污水厂废水主要组成为制药废水、化工废水、食品废水等,其中制药废水占60%~70%,可生化性较差,二级处理后出水COD颜色呈黄色,出水COD、色度等超标。
本试验以该污水处理厂二级出水研究对像,COD为400mg/L,经过预处理-生化处理后要求出水COD<200mg/L,且出水颜色为黄色,难以达到排放标准,故我们取其生化段出水进行芬顿深度处理研究,探索处理方法,为工程设计提供参数和流程。
1实验水质及仪器设备1.1废水基本水质废水水质见表1表1 废水水质可以看出,生化段出水BOD很低,可生化性较差,且色度不达标。
1.2主要试剂七水合硫酸亚铁(AR)、双氧水(AR,30%)、硫酸(AR,酸稀释后使用)、氢氧化钠(AR,配成溶液后使用)1.3检测方法及仪器pH,PHS-25型数字式酸度计(雷磁分析仪器厂);COD,5B-2F型COD快速测定仪(连华科技有限公司);BOD,BODTrakⅡ生化需氧量分析仪(哈希公司)。
2实验方法取一定量废水,用硫酸调pH为3,分别加入不同量的硫酸亚铁及双氧水后,放入六联搅拌器进行芬顿反应,结束后用NaOH调pH至8~9,若出现双氧水过量的情况,可用硫酸亚铁进行回调去除多余双氧水后沉淀,取上清液测量各项指标。
3实验结果与分析3.1亚铁与双氧水投加配比实验该实验有两组,分别为亚铁与双氧水不同配比投加实验,第一组结果见表2。
表2 芬顿实验第一组结果可以看出,在n(Fe2+):n(H2O2)比为1:5,双氧水投加量为理论量的2.5倍及3倍时,生化段出水COD可从220mg/L降至60~80mg/L,去除率为64~74%,且芬顿后色度大大降低,出水无色透明。
芬顿法(Fenton)处理难降解污水原理及案例分析芬顿的实质是二价铁离子和双氧水之间的链反应催化生成羟基自由基。
羟基自由基具有较强的氧化能力,其氧化电位仅次于氟,高达2.80V。
另外, 羟基自由基具有很高的电负性或亲电性,其电子亲和能高达 569.3kJ,具有很强的加成反应特性,因而 Fenton试剂可无选择氧化水中的大多数有机物,特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以凑效的有机废水的氧化处理。
一、氧化机理由于在催化剂的存在下,能高效率地分解生成具有强氧化能力和高电负性或亲电子性(电子亲和能力569.3KJ的羟基自由基,可以氧化降解水体中的有机污染物,使其最终矿化为,及无机盐类等小分子物质。
据计算在pH=3的溶液中,的氧化电位高达2.73 V,其氧化能力在溶液中仅次于氢氟酸。
因此,芬顿试剂对绝大部分的有机物都可以氧化降解。
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。
二、 Fenton工艺具有如下特点:2.1 氧化能力强。
羟基自由基的氧化还原电位为2.8V,仅次于氟(2.87V),这意味着其氧化能力远远超过普通的化学氧化剂,能够氧化绝大多数有机物,而且可以引发后面的链反应,使反应能够顺利进行。
2.2 氧化速率快过氧化氢分解成羟基自由基的速度很快,氧化速率也较高。
羟基自由基与不同有机物的反应速率常数相差很小,反应异常迅速。
另一方面也表明羟基自由基对有机物氧化的选择性很小,一般的有机物都可氧化。
2.3 适用范围广羟基自由基具有很高的电负性或亲电性。
很容易进攻高电子云密度点,这决定了Fenton试剂在处理含硝基、磺酸基、氯基等电子密度高的有机物的氧化方面具有独特优势。
而这些物质的B/C的值小,生物化学方法很难将其降解,一般化学氧化法也难以凑效。
因此Fenton 试剂弥补了这个方面的不足,具有很大的潜力。
对废水中干扰物质的承受能力较强,既可以单独使用,也可以与其他工艺联合使用,以降低成本,提高处理效果。
电芬顿法处理废水1 概述目前应用于处理环境废水的方法是传统的处理方法,包括物理处理方法和化学处理方法。
然而这些方法对于有毒性的、难降解污染物的处理效果是不明显的,像是丝制品、喷涂过程、印染业和食品工艺中大量使用的合成染料。
而且在使用过程中,这些有毒的染料,在氧化、羟基化或是其他化学反应作用下,还会形成一些副产物,也对生态和人类的健康造成了威胁。
随着高级氧化技术(AOPs)的不断发展,其在难降解污染物的处理上发挥了重要的作用。
它是利用活性极强的自由基氧化分解水中的有机污染物,像·OH 具有很高的氧化能力,降解氧化水中的污染物,使其转化为CO2 和H2O。
Fenton 法就是高级氧化技术的一种,它是利用Fe2+ 和H2O2 反应,生成强氧化性的·OH,由于·OH 具有很高的氧化电位和无选择性,因此其可以降解氧化多种有机污染物。
但由于其在处理过程中需要大量的试剂量,像是H2O2,其制备、运输和储藏等花费较高。
而electro- Fenton 相对降低了这部分花费,它可以通过在适合的阴极附近曝气(氧气或空气),利用电化学持续的产生H2O2。
本文通过对electro- Fenton 基本原理、操作过程及影响因素的概述,旨在为从事此项研究的人员提供基础的理论知识,以便其更好的深入研究。
2 电芬顿法处理废水2.1 基本原理基于传统Fenton 试剂的作用机理,electro- Fenton 也是由H2O2和Fe2+ 反应产生强氧化性的·OH。
其中H2O2 的电化学产生是通过在阴极充氧或曝气的条件下,发生氧气的还原生成的,而Fe2+ 也可以通过阴极的还原反应得到。
在酸性条件下,通过充氧或曝气的方法,氧气在阴极会发生2e还原反应,如式(1)所示,产生H2O2。
在此过程中,氧气首先溶解在溶液中,然后在溶液中迁移到阴极表面,在那还原成H2O2[1]。
而在碱性溶液中,氧气发生反应如式(2)所示,生成HO2-。
Fenton-絮凝法预处理淄博某制药厂制药污水的研究王星【摘要】采用Fenton-絮凝法对淄博某制药厂制药污水进行预处理研究.通过正交实验和单因素实验,探讨了通过正交实验和单因素实验研究了pH值,芬顿反应时间,V(FeSO4):V(H2O2),絮凝反应时间以及V(PAC):V(PAM)对废水中CODCr和色度去除率的影响.实验结果表明,当pH值为3.0,芬顿反应时间为40min,V(FeSO4):V(H2O2)为3:1,絮凝反应时间为20 min,V(PAC):V(PAM)为4:1,在此条件下处理该制药废水,测得CODCr去除率为68.9%,色度去除率为99.79%,有利于废水的后续处理.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2013(041)007【总页数】4页(P128-130,158)【关键词】制药废水;Fenton;絮凝;CODCr和色度;去除率【作者】王星【作者单位】青岛科技大学环境与安全工程学院,山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】X703.1制药废水由于其污染物浓度高,污染物毒性大,有机溶媒量大,水质复杂,水质水量变化大,且含有多种抑制废水生物处理物质,特别是含有多种抑制厌氧生物处理的物质因此,长期以来是我国医药界和环保工程界的一大难题[1-2]。
由于制药废水的难处理,一般先采用高级氧化等化学方法预处理,提高其可生化性,再进行生化法处理。
本实验采用Fenton-絮凝法预处理制药废水,可以解决生物处理制药废水时遇到的很多问题[3]。
1 实验部分1.1 废水的来源及性质实验用水来自山东淄博某制药厂制药废水,日排放废水量200吨,该废水的主要成分有茶碱、辛醇、硫酸盐碱及其他杂质,在放置几天后,其CODCr为1650mg/L,色度为20000,氨氮为900~1000 mg/L,pH为8~9。
1.2 主要仪器与试剂仪器:电子天平(ALC-1100.2),赛多利斯科学仪器北京有限公司;pH计(PHS-2F),上海精密科学仪器有限公司;调温恒温电热套(HDM500),常州国画电路有限公司。
非均相电芬顿法处理制药废水的研究
制药废水具有可生化性差、体量大和有机物浓度高等特点,传统的水处理技术不能有效地将其中的难降解有机物去除。
近年来,非均相电芬顿技术由于具有氧化能力强、无选择性氧化和处理效率高等特点,受到了广泛关注。
本论文以非均相电芬顿技术为基础,首先以罗丹明B(RhB)溶液为模拟废水,从阴极、阳极和非均相催化剂三个角度展开研究。
最后利用自制的非均相电芬顿体系降解真实的制药废水,并利用响应面法对实验条件进行优化。
旨在提升非均相电芬顿体系的处理效率,帮助企业实现"零排放"的目标。
具体摘要如下:为了制备电芬顿体系的阴极,比较了三种阴极材料:石墨毡(GF)、石墨片(graphite sheet)和热解石墨片(pyrolytic graphite sheet)的电化学性能和降解性能,确定石墨毡为最优的阴极材料。
分别用烧结法和电沉积法对石墨毡进行修饰,通过降解RhB模拟废水和进行电化学测试实验,本论文认为聚四氟乙烯-碳黑烧结法(PTFE-CB)制备的阴极具有最优良的降解性能和电催化性能。
然后利用SEM、BET和接触角等方式对PTFE-CB 的表面特性进行了表征,对PTFE-CB的连续运行稳定性进行了考察。
最后,通过GC-MS分析RhB模拟废水降解的中间产物提出了一条分解路线图。
为了提升阳极的性能,并降低其成本。
制备了钛基二氧化铅阳极(PbO2-Ti)和钛基锡锑氧化物阳极(SnO2/Sb-Ti),并对非均相电化学体系的工艺条件进行了研究。
通过线性扫描伏安曲线(LSV)、循环伏安曲线(CV)、塔菲尔曲线(Tafel)和交流阻抗图谱(EIS)对几种阳极(PbO2-Ti、SnO2/Sb-Ti、Pt和Ti)的分析可知PbO2-Ti具有最高的导电性和电催化活性。
通过表面形貌分析测试发现PbO2-Ti具有较平整的表面。
接着利用PbO2-Ti 对电解质类型、电流密度进行了研究,最后通过加速寿命实验证明PbO2-Ti具有良好的稳定性(实际寿命约4000h)。
为了制备合适的非均相电芬顿催化剂,首先选用Fe-C、零价铁、海绵铁、黄铁矿、钒钛磁铁矿和磁铁矿作为非均相电芬顿催化剂来降解20 mg/L的RhB溶液,发现Fe-C、零价铁和海绵铁三种催化剂具有比较好的催化效果。
随后利用XRD、EDX和SEM对三种催化剂的物相、表面元素和形貌进行了研究,结果表明三种催化剂的主要成分为Fe,并含有少量其他元素。
分析三种催化剂对RhB溶液降解过程中的铁浸出量,可得海绵铁具有最好的稳定性。
为了进一步提升海绵铁的稳定性,在其表面修饰了PTFE。
这种方式可对铁起到缓释的作用,同时也提高了 RhB处理效率。
最后对工艺条件进行了优化,并证明了修饰后的海绵铁具有较高的稳定性。
为了验证自制的非均相电芬顿体系对真实制药废水的处理效果,采用自制的非均相电芬顿体系对华北制药公司的制药废水进行处理。
首先应用正交试验和响应面分析法对催化剂量、电流密度、pH和降解时间进行了优化,并提出了 COD
的去除率与各项参数之间的二次多项式回归模型。
各因素对COD去除率的影响由大到小的顺序为时间>电流密度>催化剂量>pH。
在电流密度50A/m2,催化剂量0.5g/L,pH为中性的条件下处理100 min,制药废水的COD的去除率可达到80%以上。
建立了电芬顿处理制药废水的关于COD去除率的一级反应动力学方程,结果表明制药废水COD的去除率基本符合一级反应动力学特征。
通过GC-MS分析处理前后制药废水中有机物含量可知,经过非均相电芬顿的降解,大部分有机物可被
去除。