流化床Fenton在废水处理中的应用资料

1、流，化J未Fe5nt(on在废的应用环境保护科学杂志2015年弟一期1.结晶与溶解流化床Fenton结晶反应是指Fe2+被氧化为Fe3+后形成铁氧化物包裹在填料颗粒表面的过程0目刖对于结晶机理的解释主要基于亚稳态区域理论该理论根据Fe3+的溶解度变化特性将Fe(O)H)3的溶解性图表分为二个区域0在未饱和区域Fe3+保持溶解状态；在过饱和区域Fe3+会发生快速均相成核作用晶核作为结晶成长的中心形成微晶而后成熟形成稳止的晶体而讥淀；在亚稳态区域Fe(OH)3的低饱和度造成均相成核作用缓慢导致发生讥淀的过程较为缓慢但可外加颗粒提供结晶中心通过异相成核作用加快Fe3+在外加颗粒表面结晶析出0流化床F

2、enton就是利用Fe3+在亚稳态区域容易发生异相成核作用的特性在Feniton反应体系内引入填料使得Fe3+在填料颗粒表面结晶0研究发现结晶在填料颗粒表面的铁氧化物主要由大量无止型和少量弱晶型的Y-FeO)OH组成0Huang等通过XRD）分析发现铁氧化物结构Chou等通过穆斯县 里的a-Fe2O3外主要成填料的溶解试验表明30%无止型丫-FeOOH含县 里将流化床Fenton结晶反应床Fenton内存在结晶的同铁氧化物的溶解溶解和非还原溶解作用(图填料颗粒表面的铁氧化用下被还原成Fe2+溶解等通过邻本一酚浸润试用0非还原溶解作用则氧化物在酸性条件下或基络合而溶解到溶液中Schwertman

3、n以及HaryR.Diz等无止型铁氧化物验证2.流化床Fenton的影响因流化床Ferton包含均相Fen粒形成的流化床结晶技结晶为无止型或弱晶型堡尔谱研究发现除了少分为丫-FeOOH；而结晶后弱晶型丫-Fe。卜1含里为为70%)0根据、之， 刖期研究可方程式归纳如下:流化时还存在填料颗粒表面作用包括还原溶解作用1）。还原溶解作用是指物在还原性有机物的作到溶液中的过程0Huang验验证了还原溶解作是指填料颗粒表面的铁者与有机物所具有的竣的过程；C】ou、利用草酸缓冲溶液溶解了非还原性溶解作用0素ton反应和由外加填料颗术因而除受pH、FeJ2+和H2O2加药的影响外及流化状态也是影响流此外废水

4、的水质对流过程均具有重要影响02.1反应条件的影响流化括:PH、上升流速、加应和对流化床结晶均产pH通常为2-4而流化床3.0-1.00Su等发现流化床等发现PH在3-4之问可以而Boonrattanal等的试验表远高于PH为7时的结晶化床内的填料膨胀和药Fenton也有一止的影响0料形成流化状态时上响；而当上升流速不足态时由于填料层的过高0加药直接影响Ferton同最佳加药条件也不床Fenton降解本甲酸发填料种类、结晶负荷以化床Fenton的重要因素化床Feniton的氧化和结晶床Feniton的反应条件包药等因素0ph对Fenton反生影响0Feniton反应最佳Fenton结晶的最佳p

5、h为Fenton最佳PH为3Ciou到较好地结晶效率明PH为3的结晶效果效果0上升流速控制流剂的混匀对流化床当上升流速可以保持填升流速对结晶无明显影以使填料形成流化状滤作用除铁效果会偏的氧化效果水质不一致0C1ou等利用流化现适当增加Fe2+的县 里比无Fe2+存在时具有更高随着Fe2+的增加出现最等在利用流化床Fenton处化效率随着双氧水加药CO)D/Fe2+=1:0.9(时处理效、J持续缓慢加药比脉结晶反应02.2填料的影响目刖用于颗粒主要有:石-Mr 央砂、(CS）、A12O3、砂砾、陶究表明填料颗粒的表晶有重要影响Chiou等颗粒和石-Mr 央砂的结晶状更大的负载里即填料流化床Fen

6、ton结晶具有促Boonrattanalkij等研究发现CS-Mr 央砂具有更好的结晶速明新鲜的石央砂对重果差而加入CaCl2形成有杂质后结晶效率明的氧化效率除铁效率高值后下降此外Su理纺织废水时发现氧里的增加而增加果最佳0对加药方式而冲式一次加药更有利于流化床Fenton研究的填料砖块颗粒、建筑砂瓷、金属氧化物等0研面物质对流化床Fenton结对比了相同条件下砖块况发现砖块颗粒具有颗粒表面的铁氧化物对进作用；同样由于其表面杂质而比石率Zhou等的研究也表金属离子的结晶去除效CaCO3；导致石英石表面附显提升；然而也有研究表明填料颗粒表面床Fenton的进一步结晶具外填料颗粒的结构和有重要影响

7、0多孔结构粒对结晶的结合台匕 目匕力更合作为流化床Fenton的填为填料进行流化床结晶粒(C1)比以Si(02为填和Si(G2)对填料具有更溶出的特性造成C1催化Ratanatamskul等以Si(02、Al2六种填料进行了2,(6-一验发现SiO2和AI203较由于颗粒溶出造成反应合作为流化床Fenton的填流化床Ferton反应也会存金属氧化物为填料处理结晶在填料颗粒表面浓度降低虽然不影响氧化速率0结晶的铁氧化物对流化有一止的抑制作用0此组成也对流化床Fenton具或含有硅酸盐的填料颗强含C*的颗粒不适料Huang等以长石陶瓷日到的负载型填料颗料负载的铁氧化物(SiG强的结合台匕 目匕力不

8、易被性台匕 目匕比SiG和SiG2低；而?。3、各种颜色的砂砾共甲基本胺降解对比试为合适含C12+的颗粒、之， 刖后pH变化较大不适料0填料本身的存在对在抑制作用；Ano)tai等以硝基本废水发现Fej3+造成反应体系内Fe2+的最终效果但却降低了2.3水质的影响废水中存子也会对流化床Fenton技响0有机物的存在会抑主要表现在有机物的氧多的竣基容易和Fe3+与结晶兄争影响其正常肪酸(VFA.)对流化床结Boonrattanalkij等将过县 里双氧状况和全混式反应器(有机中问体后进行流化比发现了严重的结晶加入VFAi后结晶反应基本中部分阴离子的存在对制作用主要表现在阴合作用上同时也存在Rat

9、anatamskul等研究发现床Fenton氧化的抑制作用大抑制作用强弱关系对流化床Fenton氧化的影以及Fe3+的络合作用在的有机物和无机阴离术的结晶和氧化产生影制流化床Ferton的结晶化中问体往往会带有较络合而增加其溶解度或结晶尤其是挥发性脂晶的影响更加显者0水氧化时流化床的结晶CMR)预氧化有机物得到床结晶的状况进行对抑制、甚至溶解现象没有结晶现象发生0水流化床Feniton氧化具有抑离子与Fej2+和Fe，3+的络一止的静电作用0选择的阴离子对于流化随着浓度的增加而增为:H2PO4-(：l-NIO3-H2PO4响主要来源于其与Fe眩+与Fe2+络合后的FeH2PC)+0然可以催化H

10、202但是络合后的Fe卜H2PO42-无法进其催化氧化台匕 目匕力很弱对流化床Fenton氧化的影先Cl-可以捕获Oil从时Cl-可以和Fe2+以及合离子的催化性台匕 目匕低FH2P04-不同的是Cl-与Fe2+台匕 目匕参加催化反应因而可以通过延长反应时问Fenton反应的抑制作用很不台匕 目匕与Fe2+或者Fe3+络现象0Anotai等在流化床的对比研究中也出化床Fenton氧化的结论；台匕 目匕够抵抗低浓度的Cl-的颗粒(石-Mr 央砂)表面的铁氧化物等电占 八、为6.3-9.5克服其影响03.流化床Fenton的应用研效率降低并且与Fej3+一步参与催化氧化或者造成链式反应中断；Cl-

11、响主要有两个方面:首而影响氧化反应同Fe3+发生络合作用络自由态的离子然而与以及Fe3+的络合离子均Cl-对反应的抑制作用来克服N(O3-对流化床弱这可台匕 目匕是由FNO3-合对011无捕获湮灭Fenton和电Fenton降解本胺了类似的阴离子影响流研究还发现流化床Feniton影响主要是由F填料等电占八、为6.3而结晶的通过静电吸附Cl-从而究13.1氧化有机废水流化床Fenton技术具有强化Feniton氧化效果削减铁泥县 里的作用而在有机物去除方面到广泛应用0Anc)tai等利用流化床Fenton降解硝基本研究发现Fe2+充足可达30%产65%勺除铁效率且硝基本降解效率达到传统Feni

12、ton水平；在流化床Fenton处理o-本甲胺的研究中o-本甲胺降解效率和COI除率分别达到998%和618%均高于预测效果；以流化床Feniton处理晶体管液晶显示器(TFT-LCD）废水时模拟废水中一乙醇胺(MEEA)的去除率高达98.9%0Su等以流化床Feniton处理纺织废水反应2miin后脱色和氧化效率分别达到92%）和49%,最高氧化效率可达87%);以流化床Fenton处理TFT-LCD）废水时60imin后ME、COD以及TO去除效果均比传统Ferton高15-26%MEA去除率高达76%0Luna等利用流化床Fenton降解醋胺酚发现高Fe2+/H2O2比值时具有较快的降解

13、速率0Briones等以流化床Fenton处理乙酰乙酰去除率达978%且除铁效率达62.1)2%0此外流化床Feniton在处理不同染料、本胺、本酚、2,(6-二甲基本胺等污染物方面也具有相关应用研究0然而由于有机中问体(尤其是挥发制流化床Fenton的结晶作有机物彻底矿化是实现件0因此结合经济因用于废水的预处理过程有更大的应用价值03.2离子的结晶去除流化效果外在部分阴离子有相关应用研究0Su等TFT-LCD）废水的研究中达协同去除磷酸盐的目的Fe2+或Fe3+络合形成低使其结晶在填料表面而率达45%而流化床Ferton重金属的去除Huang等副产物(负载后的大颗剂吸附去除溶液中的Fenton核心的流化床结晶表水10,36-37和废水16,19除0性脂肪酸)的存在会抑用加入过里的药剂将高除铁效率的必要条素流化床Fenton并不适作为深度处理技术具床Feniton除了本身的除铁的协同结晶去除方面也2:3在流化床Fenton处理到了氧化ME、除铁同时这是利用磷酸根和溶解度的络合物从而以去除磷酸盐去除的结晶产物也被应用于5利用流化床Fenton的粒填料)作为廉价吸附Cu12+0此外流化床技术也被拓展应用于地中重金属金属离子的去4.结语目刖流化床Fenton的研究主要包括:通过Fe3+的形态变化结合铁氧化物表征等手1进行机理推导结