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Fenton工艺处理垃圾渗滤液实验与研究(一)

发布时间:2014-05-22 16:56  文章来源:未知  文章作者:高级氧化技术工程

  垃圾渗滤液是在垃圾填埋过程中产生的一种成份十分复杂的高浓度的有机废水,目前莱特莱德采用Fenton高级氧化法可效治理有机废水。Fenton高级氧化法反应作为一种高级氧化过程,对难降解物质的有很好的去除效果。由于它费用低廉、操作简便而受到人们的重视。Fenton高级氧化法之所以具有非常强的氧化能力是因为H2O2在Fe2+的催化作用下可以产生更强的氧化电极电位,从而能够氧化有机物。

Fenton高级氧化法

  一、Fenton高级氧化法工艺处理垃圾渗滤液

  利用Fenton高级氧化法工艺处理垃圾渗滤液,考察Fenton氧化工艺及污泥混凝+Fenton氧化组合工艺对垃圾渗滤液的处理效果。在Fenton氧化工艺的最佳条件下,COD和色度的去除率分别为73.7%和96.8。污泥替代混凝剂,可提高垃圾渗滤液COD和色度的去除率。污泥混凝+Fenton氧化组合工艺和Fenton高级氧化法工艺达到相同的COD和色度去除率时,污泥混凝+Fenton氧化组合工艺可大大减少FeSO4•7H2O的使用量和污泥的产量,从而降低成本。

Fenton高级氧化法

  二、Fenton高级氧化法正交试验

  根据前人研究的结果,Fenton试剂合适的初始pH在3附近,因此取初始pH为3.0,进行3水平4因素的正交实验。选取的4个因素分别为FeSO4•7H2O投加量(mol/L)、H2O2/Fe2+摩尔比、反应时间(min)和反应后调节pH,他们各自的3个水平分别为0.005、0.010、0.020。3、4、5。30、90、120。8.0、8.5、9.0。正交实验得出,影响因素排序为:FeSO4•7H2O投加量>H2O2/Fe2+摩尔比>反应时间>反应后调节pH。最佳反应条件为:初始pH为3.0、FeSO4•7H2O摩尔浓度为0.02mol/L、H2O2/Fe2+为4、反应时间为1h和反应后调节pH为8.5。

Fenton高级氧化法

  三、Fenton高级氧化法最佳试验条件的确定

  a.初始pH。取FeSO4•7H2O摩尔浓度为0.02mol/L、H2O2/Fe2+为4、反应时间为1h和反应后调节pH为8.5,调节初始pH进行实验,见图1初始pH对COD去除率的影响。

        

 

  影响Fenton催化效果的因素很多,其中初始pH的选择非常重要。依据Fenton试剂作用机制知,在亚铁催化影响作用下,H2O2分解产生•OH的速度和量与体系的OH-浓度即pH有关。由图1可知,当pH在4.0~5.0时,COD有较高的去除率,其中pH为4.0时,效果最好。当pH很低和较高时,COD去除率很快下降,基本与文献报道相符。

  Fe2+的催化作用在于促进H2O2分解产生•OH自由基,提高H2O2的利用率,而Fe2+的催化能力与其在水中存在的状态有关。在Fenton体系中,催化H2O2分解的铁的有效形式是Fe(OH)+、Fe(OH)2。Fe(OH)+的催化速度最快,Fe(OH)2的催化速度次之,而pH为3.0~5.0时,Fe(OH)+和Fe(OH)2浓度最高。

  b.FeSO4•7H2O的最佳投加量。取初始pH为4.0、H2O2/Fe2+为4、反应时间为1h和反应后调节pH为8.5,改变FeSO4•7H2O浓度进行实验,结果见图2Fe2+摩尔浓度对COD去除率的影响。

       

 

  Fenton高级氧化法反应实际含有Fenton氧化和Fenton絮凝2个过程。在氧化过程中,亚铁催化H2O2产生•OH,即作为催化剂。而亚铁盐具有絮凝作用,又可作为絮凝剂。从图2可以看出,当Fe2+<0.5mol/L时,•OH的产生量和产生速率较大,H2O2氧化率在86%以上,COD去除率大幅提高,此时主要是Fenton氧化反应起作用。当Fe2+摩尔浓度>0.5mol/L时,Fe2+抑制了•OH的产生,H2O2氧化率较低,COD去除率提高较缓,这时主要是Fenton絮凝起作用。当Fe2+摩尔浓度为0.1mol/L时,COD最大去除率为58.6%,此时H2O2氧化率约为50%。当Fe2+摩尔浓度>0.1mol/L时,Fe2+对H2O2分解的抑制作用进一步加强,H2O2氧化率已低于50%,铁的絮凝作用对COD去除率的贡献已经达到了极限,COD去除率开始下降。

Fenton高级氧化法

  四、Fenton高级氧化法对垃圾渗滤液预处理研究

  Fenton高级氧化法用可溶性亚铁盐和双氧水按一定比例混合所组成的试剂能氧化许多有机分子且系统不需高温高压, Fenton试剂的实质是二价铁离子(Fe2+)和过氧化氢之间的链反应催化生成氢氧自由基(•OH),•OH自由基的氧化电位达到2.8V。Fenton试剂几乎可以氧化所有的有机物,具有反应迅速,温度、压力等条件缓和,无二次污染,试剂价格低廉等优点而被广泛运用。采用Fenton法对某垃圾填埋场的垃圾渗滤液进行预处理,取得较好的效果。

  莱特莱德公司为专业环保技术服务企业,主要从事废气、废水方面环境工程设计、设备制作、设备安装、调试及技术服务。如果您单位或企业有污水、废水、废气、或恶臭气体需要处理,可以到莱特莱德高级氧化技术研究网站在线咨询或具备类似废气、治理污水经验丰富的企业。

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