应用种Fenton系列氧化工艺降解对氯酚的

应用3种Fenton系列氧化工艺降解对氯酚的研究程丽华(青岛建建筑工程学院院环境工程系系，青岛2660033)黄君礼(哈尔尔滨工业大学学市政环境工工程学院，哈哈尔滨1500090)摘要研究了在草草酸铁/Fentton、UV/Feenton和暗Fentoon系列工艺中K2C2O4、H2O2、FeSO4的浓度、pH值、反应温温度、反应时时间对对氯酚酚降解的影响响。得出草酸酸铁/Fentton工艺比其它2种工艺对对对氯酚具有更更高的去除率率，且使降解解反应进行的的pH范围更宽，反反应时间更短短。这使得草草酸铁/Fentton和UV/Feenton工艺在实际际生产中可望望得到应用。关键词：草酸铁铁Fentton对氯酚去除率1前言随着人们对FFentonn试剂研究的的日益广泛，在在它的基础上上又派生出许许多分支，如如引入UV光及草酸盐盐得到UV/Feenton工艺[1]及UV/Fee(C2O4)33–/H2O2（简称草酸酸铁/Fentton）工艺[2]]。已有人证证明，UV/Feenton工艺及草酸酸铁/Fentton工艺同普通Fentoon工艺相比较较而言具有更更强的氧化能能力和更高的的氧化效率[[3,4]。但但关于这3种工艺在处处理某种废水水中所表现出出的优缺点的的报道却不多多。本文研究究了3种工艺在对对氯酚降解过过程中所表现现出的特性，为为这3种工艺在含含酚废水中的的应用起到一一定的指导作作用。2实验部分2.1试剂和仪仪器H2O2（30%），FeSO4·7H2O，K2C2O4，对氯酚（A.R.级）。20W紫外外灯（北京亚亚明灯泡厂），721分光光度计（上海第三分析仪器厂）。2.2分析方方法对氯酚酚的测定：4-氨基安替比比林分光光度度法。2.3实验方方法2.3.1草酸酸铁/Fentton工艺取50mL（50mg//L）对氯酚放放入100mL烧杯中,调pH=3后,加入一定量量的K2C2O4、FeSO4和H2O2，然后在室室温18℃时于20W紫外灯照射射下反应40min后加碱调pH值终止反应应，测定对氯氯酚的去除率率。2.3.2UUV/Fennton工艺取50mL（50mg//L）对氯酚放放入100mL烧杯中，调pH=3后，加入一一定量的FeSO4和H2O2，然后在室室温18℃时于20W紫外灯照射射下反应40min后加碱调pH值终止反应应，测定对氯氯酚的去除率率。2.3.3暗暗Fentoon工艺取50mL（50mg//L）对氯酚放放入100mL烧杯中，调pH=3后，加入一一定量的FeSO4和H2O2，然后在室室温18℃时于暗处反反应40min后加碱调pH值终止反应应，测定对氯氯酚的去除率率。结果及讨论K2C2O44浓度的影响响固定H2O22及FeSO4的浓度均为1mmoll/L。考察了K2C2O4浓度对草酸酸铁/Fentton工艺降解对对氯酚的影响响情况，试验验结果见图1。图1K2CC2O4浓度对对氯氯酚去除率的的影响由图1可以看看出，在Fentoon工艺中加入入少量的K2C2O4可以提高对对氯酚的去除除率。但当加加入的K2C2O4浓度达到1mmoll/L之后，随着着溶液中K2C2O4浓度的进一一步增加，对对氯酚的去除除率反而降低低。本试验以以取0.2mmmol/L为宜。H2O2浓度度的影响在草酸铁/FFentonn工艺中固定定各组分的浓浓度分别为：：CK2C2O4=0.2mmmol/LL、CFeSO4=1mmool/L；在UV/Feenton及暗Fentoon工艺试验中中固定组分的的浓度为：CCFeSO4=1mmool/L。考察了H2O2浓度对对氯氯酚去除率的的影响，试验验结果见图2。121231—草酸铁/FFentonn；2—UV/Feenton；3—暗Fentoon。图2H2O22浓度对对氯氯酚去除率的的影响由图22可以看出，在在H2O2浓度较低时时，随着H2O2浓度的增加加，3种工艺对对对氯酚的去除除率都增加。当H2O2浓度增加到一定值时，对氯酚的去除率达到最大。此后再增加溶液中H2O2的浓度，对氯酚的去除率则呈略微下降的趋势。本试验中对于草酸铁Fenton工艺H2O2的浓度取2mmol/L为宜，对于其它2种工艺H2O2的浓度取4mmol/L为宜。FeSO4浓浓度的影响213在草酸酸铁/Fentton工艺试验中中，固定各组组分的浓度分分别为：CK2C2O4=0.2mmmol/LL，CH2O2=2mmool/L；在UV/Feenton及暗Fentoon工艺试验中中固定组分的的浓度为：CCH2O2=4mmool/L。考察了FeSO4浓度对对氯氯酚去除率的的影响，试2131—草酸铁/Fentton；2—UV/Feenton；3—暗Fentoon。图3FeSSO4浓度对对氯氯酚去除率的的影响由图33可以看出，随随着FeSO4浓度的增加加，对氯酚的的去除率随之之提高。当溶溶液中FeSO4的浓度达到0.1mmmol/L时，对氯酚酚的去除率接接近100%。此后，随随着溶液中FeSO4浓度的进一一步增加，对对氯酚的去除除率无明显变变化。本试验验FeSO4的浓度取0.1mmmol/L为宜。pH的影响在草酸铁/FFentonn工艺试验中中，固定各组组分的浓度分分别为：CK2C2O4=0.2mmmol/LL，CH2O2=2mmool/L，CFeSO4=0.1mmmol/LL；在UV/Feenton及暗Fentoon工艺试验中中，固定各组组分的浓度分分别为：CH2O2=4mmool/L，CFeSO4=0.1mmmol/LL。进行pH对对氯酚去去除率影响情情况的试验，结结果见图4。121231—草酸铁/FFentonn；2—UV/Feenton；3—暗Fentoon。图4pH对对对氯酚去除率率的影响由图44可以看出，pH对Fentoon工艺降解对对氯酚具有较较大的影响。酸酸性条件有利利于对氯酚的的降解，最佳佳的pH为3～4。同时可以以看出，草酸酸铁/Fentton降解对氯酚酚的适宜pH范围明显宽宽于其它2种Fentoon工艺，在pH为5～6时仍有较高高的去除率。反应温度的影影响在草酸铁/Feenton工艺试验中中，固定各组组分的浓度分分别为：CK2C2O4=0.2mmmol/LL，CH2O2=1mmool/L，CFeSO4=0.1mmmol/LL；在UV/Feenton及暗Fentoon工艺试验中中，固定各组组分的浓度分分别为：CH2O2=1mmool/L，CFeSO4=0.1mmmol/LL。考察了反反应温度对对对氯酚去除率率的影响，试试验结果见图图5。由图5可以看出出，在试验的的反应温度范范围内，随着着反应温度的的升高，对氯氯酚的去除率率略有提高，但但提高幅度不不大。说明反反应受温度的的影响较小。1231—草酸铁/Fentton；2—UV/Feenton；3—暗Fento123图5反应温度度对对氯酚去去除率的影响响3.6反应时时间的影响213在草酸铁/Feenton工艺试验中中，固定各组组分的浓度分分别为：CK2C2O4=0.2mmmol/LL，CH2O2=1mmool/L，CFeSO4=0.055mmol//L；在UV/Feenton及暗Fentoon工艺试验中中，固定各组组分的浓度分分别为：CH2O2=4mmool/L，CFeSO4=0.1mmmol/LL。考察了反反应时间对对对氯酚去除率率的影响，试试验结果见2131—草酸铁/FFentonn；2—UV/Feenton；3—暗Fentoon。图6反应时间间对对氯酚去去除率的影响响由图6可以看看出，草酸铁铁/Fentton工艺降解对对氯酚的反应应速率比其它它2种Fentoon工艺快。在在草酸铁/Fentton工艺中，反反应90s时对氯酚的的去除率已达达99%以上，而在在其它2种工艺中反反应180s才达到同样样的去除率。3.7经济技技术分析目前含量为277.5%的工业品H2O2价格为2.15元/kg，工业品K2C2O4价格为3.1元/kg，工业品FeSO4价格为0.5元/kg。按照试验验结果，达到到99%去除率时处处理1m3对氯酚废水水的费用估算算见表1。表1草酸铁//Fentoon、UV/Feenton和暗Fentoon工艺处理1m3对氯酚废水水的费用估算算组分草酸铁/FenntonUV/Fentton暗Fentonn用量(kg)费用(元)用量(kg)费用(元)用量(kg)费用(元)H2O20.2470.530.4941.060.4941.06K2C2O40.0330.10----------------FeSO40.0280.010.0140.010.0140.01合计----0.64----1.07----1.07由表1可见，处处理1m3对氯酚废水水时草酸铁/Fentton工艺所需费费用远低于UV/Feenton和暗Fentoon工艺。同时UV/Feenton和暗Fentoon工艺需要在在酸性条件下下进行反应，这这样必定会造造成对管道和和处理构筑物物的腐蚀。由由此可见，在在这3种Fentoon工艺中，草草酸铁/Fentton工艺是最理理想的处理对对氯酚的工艺艺。4结论4.1在Feenton工艺中引入K2C2O4可以降低H2O2的用量，并并使对氯酚的的降解反应在在更宽的pH范围内进行行，另外还能能加快降解反反应的速率。4.23种种Fentoon工艺降解对对氯酚的最佳佳条件：草酸酸铁/Fentton工艺为K2C2O4：H2O2：FeSO4=0.2：2：0.1（化学计量量数），pH为3～6；UV/Feenton和暗Fentoon工艺为H2O2：FeSO4=4：0.1（化学计量量数），pH为2～4。对于对氯酚的的处理而言，草草酸铁/Fentton工艺是较好好的处理工艺艺。5参考文献1HGalllard,,DeLLaatJJ,LeggubeBB.SpeectropphotommetriccStuddyofthefformattionoofiroon(IIII)-hyddroperroxyccompleexesiinhommogeneeousaaqueouussollutionn.WatterReesearcch,19999,333(13)):29299～2936..2SAmiiri.FFerriooxalatte-meddiateddPhotto-deggradattionoofOrgganicPolluutantssinCContamminateedWatter.WWaterReseaarch,1997,,31(4)):787～～798.3JPiggllateello.DarkandPPhotoaassisttedFee2+-cattalyzeedDeggradattionCCholorrophennoxyHHerbiccidesbyHyydrogeenPerroxidee.Envviron..Sci..Techhnol.,,19922,26(55):9444～951.4KAHHislopp,JRRBoltton.TThePh