实验四Fenton试剂氧化法处理废水(1)

1、单片机与机申口通他（少编程实鲨实验七Fenton试剂氧化法处理废水一、实验目的/、理解夕®试剂催化氧化的机理及运行因素z掌握运用正交方法进行多因素多水平实验的设计乡、对实验结果进行直观分析，确定因素的主次关系及各因素的最佳水平。二、实验原理过氧化氢与催化剂夕产构成的氧化体系通常称为“皿“试剂。凫必“试剂法是一种均相催化氧化法。在含有亚铁离子的酸性溶液中投加过氧化氢时，在夕戶催化剂作用下，和2能产生活泼的羟基自由基，从而引发和传播自山基链反应，加 快有机物和还原性物质的氧化。其一般历程为：+ OFr 十 HO-+Fe5*i A)HO-十 H2Ot>4- HO；(B)AHO； -f

2、- H2O2>6 十 HzO +H0*<C)ILO- + Fe4 f + FLCT( D)所以羟基自山基可与废水中的有机物发生反应，使其分解或改变其电子云密 度和结构，有利于凝聚和吸附过程的进行。知咖试剂的影响因素有：歼值、?投加量、久“投加量和反应温度。歼值：尧“加试剂是在酸性条件下发生作用的，在中性和碱性的环境中2 + 不能催化彳?久产生羟基自由基，P H值在歹$附近时去除率最大。彳®投加量：弘久的浓度较低时，弘久的浓度增加产生疑基自山基量的增 加；孕”2的浓度过高时，过量的彳久不但不能通过分解产生更多的羟基自山基, 反而在反应一开始就把夕e 迅速氧化成夕e 3 +

3、,使氧化在夕e 的催化下进行, 这样既消耗了刁?久乂抑制疑基自山基的产生。e2 +投加量：夕e"浓度过低，反应速度极慢；夕e"过量，它还原 弘久 且自身氧化为夕e ",消耗药剂的同时增加出水色度。反应温度也会对其氧化效果有影响。根据反应动力学原理，随着温度的增加, 反应速度加快。但是对于夕e n t o n试剂这样复杂的反映体系，温度升高，不 仅加速正反应的进行，也加速副反应。因此，温度对于齐“如试剂处理废水的影 响复杂，适当的温度可以击活疑基自山基，温度过高会使双氧水分解成水和氧气, 但在工业废水处理中，提高温度耗能较大，一般采用室温下操作，故本实验不考 虑该因

4、素的影响。三、实验用品及装置/.实验仪器：搅拌器或振荡器分析天平烧杯、移液管、量筒等有关玻璃器皿孕测定回流装置2.实验试剂：%过氧化氢。/加7Z硫酸亚铁溶液：临用前配制，称取2.7夠硫酸亚铁溶于 g 水中。高猛酸钾溶液：称取/网高镭酸钾溶于必水中，存放于棕色瓶 内。0. 硫酸。氢氧化钠。0.2500 4 重锯酸钾标准溶液。试亚铁灵指示剂。0心硫酸亚铁鞍溶液。硫酸-硫酸银溶液。重辂酸钾使用液：在必,必烧杯中加约妙必蒸镭水，慢慢加入/加必浓硫酸和.7乡硫酸汞，搅拌，待硫酸汞溶解后，再加财必浓硫酸和。刼卫倂酸钾，最后加蒸镭水使总体积为10004对屮氧基苯胺水样：称取0.36今对中氧基苯胺于丸必烧杯中

5、，加入约必水，搅拌洛解。四、实验步骤1 孕快速测定（力皿）测定对甲氧基苯胺水样的孕：取水样刃必，加重锯酸钾使用液侈以和 硫酸-硫酸银溶液力心，再加2粒玻璃珠，摇匀，回流9应、再加滋儿必左右 的蒸镭水稀释，冷却至室温，加歹“滴试亚铁灵指示剂，以O/“W/Z硫酸亚铁鞍 溶液滴定，颜色山黄色经蓝绿色至红褐色即为终点，记录硫酸亚铁讓标准溶液的 用量。同时测定空口水样孕。2、对甲氧基苯胺水样的*氧化处理以歼值、投加量、夕产投加量为影响因素，每个因素考虑三个水平，选 择合适的正交表。取必的水样于右0必烧杯中，按下列正交实验表进行设置反应条件：以 0.5 硫酸和氢氧化钠溶液调节歼值（用精密歼试纸），调至相应

6、的歼后，置烧杯于电磁搅拌器上，在约右下搅拌，加入相应的硫酸亚铁溶液（使 用前配置）和过氧化氢，搅拌"，边搅拌边滴加高镭酸钾溶液，至浅棕红色不 褪为止，放置勿皿后，再调节歼至7,过滤，取必滤液测定脅，计算各反应条件下的坷去除率表f实验因素与水平因素*占e灵尹投加量投加量t20.2M24052/.7必360层心2 2表2正交实验表设计Xg須投加量e%"投加量去除率tl1(0.2 心)MS212(0.5 心)2(!. 7)3t3(X2)3(2 2)a2f3522t623273(6)12X323933t7Z2务ss£页膵内容0单片机与机申口通他（少编程实鲨对实验结果进行直

7、观分析，及极差分析，判断因素主次关系，找出最佳反应 条件。五、实验成果整理/.用下式计算水样的孕eg 伽M）=（%-©）*e*8Z000恂2滴定空白消耗的硫酸亚铁鞍的体积（心）；0L滴定水样消耗的硫酸亚铁鞍的体积（，必）；%水样体积（以）；L硫酸亚铁案浓度（“M/Z）。2.数据处理（!）寻找最好的实验条件在曲水平下进行了三次实验，#/, #2, #3,三次实验中因素呂的三个水平各进行了一次实验，因素纟的三个水平同样各进行了一次实验。在虫水平下进行了三次实验，#4, #5,切，三次实验中因素Z的三个水平各进行了一次实验，因素$的三个水平同样各进行了一次实验。在於水平下进行了三次实验，#7, #了，#9,三次实验中因素召和0的三个 水平同样各进行了一次实验。将全部实验分成三个组，那么这三组数据的差异就反应了因素彳的三个水平的差异，计算各组数据的和与平均：弓=陆；勺=%3； s=%3；同理，对于因素$和&将数据分成三组分别比较。设计須投加量e投加量去除率1/1(0.2 心)Kt. 4)212(0.5)2(1.7 心)313(2 泌)42(4)13522/623273(6)/2y323933f2執h（2 ）各因素对去除率的影响程度大小分析。极差的大小反应了各因素水平改变时对实