Fenton试剂处理染料废水的研究

1、    fenton试剂处理染料废水的研究    张磊新 张超【摘 要】本实验采用fenton高级氧化法处理染料废水的深度处理研究，研究了fenton试剂对此废水的处理效果及影响因素.结果表明fenton试剂可以有效的去除此废水中的cod。通过各因素试验确定最优反应条件为：h2o2 /fe2+为0.9（物质的量之比），fe2+投加量为0.8g/l，ph为3。 在此条件下codcr去除率为85%。【关键词】fenton试剂；深度处理；染料废水染料废水具有水质水量变化大、有机物含量高、成分复杂、色度大、毒性强、可生化性差等特点，单纯靠生物处理方法其各项污染指

2、标 （尤其是有机物 ）难以达到排放标准，必须进行深度处理1。据etad（染料工业生态及毒理协会）调查统计在染料的生产和使用过程中约有10%的染料以废水的形式流失到水体中2据此估算我国每年大约有20000t的成品染料以废水形式流失到水体中。染料废水一直是国内外难处理的工业废水之一，我国已将染料废水的治理列为环境保护工作的重点。fenton试剂是 fe2+和 h2o2 的复合，fe2+ 可催化 h2o2 产生强氧化性羟基自由基和其它自由基中产物，自由基能够氧化染料中的共轭发色体，使之变成无色的有机分子从而脱色3尤其是对大分子有机物有很高的去除率，它可将大分子有机物氧化成为小分子有机物，而 fe 则

3、主要起催化剂的作用4。1.实验材料与方法1.1实验用水实验用水为某印染废水处理厂的二沉池出水。其水呈淡黄色，ph值为8.65，色度为46倍，cod、tn、nh3-n和 tp分别为 87.6、18.95、0.49和 1.23mg/l。1.2实验方法取二沉池出水水样6份，按比例投加 h2o2溶液 （0.98 mol/l）和 feso4·7h2o，放置在六联搅拌器中反应一段时间后，取上清液进行分析。考察 h2 o2：/fe2+值（物质的量之比，下同）、fenton试剂投量、反应时间、ph和曝气对 cod去除效果的影响，并确定其最佳运行参数。1.3分析方法cod：重铬酸钾法；tp：钼锑抗分光

4、光度法；tn：过硫酸钾氧化一紫外分光光度法；nh-n：纳氏试剂分光光度法；ph：phs-25型ph计；色度：稀释倍数法。2.结果与讨论2.1 h 2o2 /fe2+ 值对cod去除效果的影响在 fe2+ 浓度分别为0.05和0.1mol/l的条件下，通过改变h2o2的投量来控制不同的h2o2/fe2+值，考察不同 h 2o2/fe2+值对 cod去除效果的影响 ，结果见图1。图1 h2o2/fe2+值对cod去除效果的影响由图1可知 ，当 fe2+浓度分别为 0.05和 0.1 mol/l时，都在 h2o2/fe2+ =0.9时对 cod的去除率达到最大，分别为85%和68%。fenton试剂

5、的氧化能力主要取决于· oh，当h2o2投量增加时，反应体系中产生的·oh相应增多，对 cod的去除率逐渐上升；这是因为在h2o2投加量较少时增加h2o2的量，生成的·oh量增加，并能与有机污染物迅速结合反应，使得废水codcr去除率提高。而投加量过高时不但不能通过分解产生更多的羟自由基，反而在反应一开始就将fe2+迅速氧化为fe3+，从而使反应在fe3+下进行，这样不仅抑制了·oh的生成还消耗了体系的h2o25，使出水的codcr值上升。因此，确定最佳 h2o2/fe2+ 值为0.9。2.2 fenton试剂投量对cod去除效果的影响在 h2o2/fe

6、2+值为0.9的条件下，投加不同量的feso4·7h2o和 h2o2 溶液，考察 fenton试剂投量对 cod去除效果的影响，结果见图2。图 2 fenton试剂投量对 c0d去 除效果的影响由图2可知，随 fenton投量的增加，对 cod的 去除率先上升后下降，其中当fe2+投量为 0.8g/l、h2o2/fe2+ =0.9时，对 cod的去除率最大。这是因为当 fenton试剂投量很小时，fenton体系产生的·oh较少，对有机物的氧化效果不好；随着 fenton 试剂投量的增加，产生的·oh相应增加，对有机物的去除效果相应提高；但当 fenton试剂投量

7、过大后，过量的fe2+会消耗 ·oh，从而降低对有机物的氧化去除效果，而且当h2o2 投量过多时，易发生分解而生成水和氧气，降低其氧化效率。2.3 ph对cod去除效果的影响试验原水的ph值为 8.65，用 h2so4溶液调节ph，在 h2o2/fe2+ =0.9、fe2+投量为0.8g/l的条件下，考察不同ph对 cod去除效果的影响。结果表明，反应在酸性条件下处理效果最佳，最佳ph值为3，此时去除率可以达到73%左右，但ph过低或过高都不利于羟基自由基的产生。当ph 值过小时，溶液中h+浓度过高，抑制三价铁还原为二价铁，使催化受阻，降低fenton 试剂的氧化能力；而当ph值较高

8、时，不仅抑制了羟基自由基的产生，同时也因为fe2+和fe3+会以氢氧化物的形式沉淀而降低或失去催化作用。而且较高ph值还会使过氧化氢无效分解，降低催化氧化效率。因此确定最佳ph值为3。主要的化学反应式为：3.结论在 ph值为3、h202/fe2+=0.9、fe2+投量为0.8g/l的条件下，fenton试剂对印染废水的深度处理效果最佳，出水cod去除率可达85%，出水水质较好。为了进一步提高cod去除率，必须引进新的催化剂才能实现。参考文献：1 李辉芹，巩继贤.天然染料的应用现状与研究新进展 j. 染料与染色，2003，40（1）：36 - 382bishop d f， dtem g， fleischmann m， et al. hydrogen eroxide catalytic oxidation of refractory organics inmunicipal wastewaters j. i&ec; process design and development， 1968， 7（1）： 196 - 201.3 谢银德 ，陈 锋 ，何建军等. photo fention反应研究进展j.感光科学与光化学 ，2000 ，18（4） ：357 -