費(fèi)通試劑法去除廢水中CODGr的研究

摘 要：本文研究費(fèi)通試劑的氧化能力，對(duì)含醛基（甲醛）、羧基（乙酸）和酚羥基（苯酚）水樣進(jìn)行試驗(yàn)，以CODcr為指標(biāo)，從費(fèi)通試劑比例、反應(yīng)時(shí)間和pH值來(lái)考慮。影響費(fèi)通試劑氧化性的主要因素有：有機(jī)物的性質(zhì)、費(fèi)通試劑比例、反應(yīng)時(shí)間和pH值。

關(guān)鍵詞：費(fèi)通試劑;CODcr;研究

中圖分類號(hào)：X758 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）06-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.06.020

Study of using Fenton Reagent to remove CODGr in waste water

Ye Dexiu

（Fankou Lead Zinc Mine of Shenzhen Zhongjin Lingnan Nonferrous Metals Co.，Ltd.，Shenzhen Guangdong 512325，China）

Abstract：In order to research the capability of the oxidation in the Fenton Reagent，the researches use the formaldehyde， carboxyl and phenol typically.The major considerable situations are the proportion， time of reaction and the pH of the Fenton Reagent.According to the research，the major reasons are as follows：the nature of the organic matter， the proportion of the Fenton Reagent， the time and pH.

Key words：Fenton Reagent;CODcr;research

1 方法背景

CODCr過(guò)高的廢水進(jìn)入水體，會(huì)造成水中的生物死亡，影響人類的生存環(huán)境，我們需要研究出可行的方法處理，減少?gòu)U物的危害。去除廢水中的CODCr，常用的方法有氧化還原法、生物分解法、化學(xué)絮凝法等。氧化還原法中，受到廣泛應(yīng)用的方法有鐵碳微電解法、費(fèi)通試劑法及次氯酸鈉氧化法。本研究對(duì)含不同有機(jī)物的廢水用費(fèi)通試劑進(jìn)行處理，找出適宜用費(fèi)通試劑處理的有機(jī)物。實(shí)驗(yàn)選取3類物質(zhì)，醛類（甲醛），羧酸類（乙酸）和酚羥基類（苯酚），得出物質(zhì)的反應(yīng)條件規(guī)律和最佳條件。

2 結(jié)果與討論

2.1 雙氧水的影響

水樣加硫酸亞鐵0.50g，反應(yīng)2。結(jié)果表1所示。

隨著雙氧水質(zhì)量的增加，CODCr去除率均先增后減。這主要是H2O2量過(guò)低時(shí)，所產(chǎn)生的OH·不足以使有機(jī)物充分降解，當(dāng)H2O2的量達(dá)到一定值以后，體系中有機(jī)物的氧化分解反應(yīng)已經(jīng)完成。繼續(xù)增加H2O2的量，有H2O2殘留，對(duì)CODCr的測(cè)定產(chǎn)生影響，表現(xiàn)為CODCr去除率降低。

2.2 硫酸亞鐵的影響

根據(jù)2.1加適量雙氧水，反應(yīng)2。結(jié)果如表1所示。

隨著硫酸亞鐵質(zhì)量的增加，CODCr去除率均先增后減。結(jié)合2.1結(jié)論得出，苯酚水樣、甲醛水樣、乙酸水樣費(fèi)通試劑最佳比例m（FeSO4·7H2O）：m（H2O2）為5：1.33、5：1.69、6：1.84。不同物質(zhì)，最佳費(fèi)通試劑比例不同，是由于各物質(zhì)的還原能力、化學(xué)結(jié)構(gòu)等不同。

硫酸亞鐵的質(zhì)量很小時(shí)，即Fe2+濃度很低，H2O2由于催化劑的量不足，使得其分解緩慢，產(chǎn)生的OH·量少，從而限制了CODcr去除效率;隨著硫酸亞鐵的質(zhì)量增加，F(xiàn)e2+濃度不斷增大，H2O2分解速度加快，CODcr去除率也逐漸增大。當(dāng)Fe2+濃度過(guò)高時(shí)，H2O2分解速度雖然也加快，但產(chǎn)生的OH·過(guò)多而產(chǎn)生O2，H2O2發(fā)生分解反應(yīng)，從而去除率降低[1]。

2.3 反應(yīng)時(shí)間的影響

水樣加入最佳比例費(fèi)通試劑。結(jié)果如表2所示。

隨著反應(yīng)時(shí)間增加，CODCr去除率增加，到了后期增速減緩，到了一定時(shí)間后再增加，CODCr去除率就基本不再增加。這是由于前期的反應(yīng)主要是由Fe2+催化完成的Fenton反應(yīng)，速度很快，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，F(xiàn)e2+因?yàn)榉磻?yīng)的消耗而迅速減少，起主導(dǎo)地位的成為由Fe3+催化的類Fenton反應(yīng)，速度很慢[2]。苯酚水樣、甲醛水樣、乙酸水樣合理處理時(shí)間為1h，2.5h，4h。

2.4 酸度的影響

費(fèi)通試劑和反應(yīng)時(shí)間最佳條件下，結(jié)果如表2所示。

隨著pH值增大，水樣CODCr去除率均先增后減。苯酚水樣、甲醛水樣、乙酸水樣最適pH值為7.0、3.0、4.0。在酸性條件下時(shí)，H+促進(jìn)了反應(yīng)的進(jìn)行，在中性和堿性條件下，反應(yīng)受到抑制。當(dāng)pH過(guò)低時(shí)，溶液中氫離子濃度過(guò)高，F(xiàn)e3+不能順利地還原為Fe2+，影響到Fe2+、Fe2+之間的平衡體系。在pH值較大時(shí)，反應(yīng)受到限制，同時(shí)Fe2+也容易形成沉淀，從而失去活性，導(dǎo)致溶液中Fe2+濃度的降低，產(chǎn)生的OH·也相對(duì)降低，F(xiàn)enton試劑的氧化能力下降。

2.5 應(yīng)用

費(fèi)通試劑對(duì)不同有機(jī)化合物，氧化能力是不相同的。費(fèi)通試劑對(duì)苯酚的氧化能力強(qiáng)，去除率高，低濃度廢水有可能一次性氧化。甲醛還原能力很強(qiáng)，很容易被氧化，但處理時(shí)間稍長(zhǎng)。費(fèi)通試劑很難將乙酸氧化，需要的時(shí)間也很長(zhǎng)，乙酸水樣不適合用費(fèi)通試劑處理。

Fenton試劑有反應(yīng)啟動(dòng)快、反應(yīng)條件溫和、設(shè)備簡(jiǎn)單、能耗小等優(yōu)點(diǎn)，且氧化性強(qiáng)，反應(yīng)過(guò)程中可以將一些污染物徹底無(wú)害化，氧化劑H2O2參加反應(yīng)后的剩余物可自行分解，不留殘余，同時(shí)Fe3+水解而產(chǎn)生鐵的氫氧化物還是很好的絮凝劑。對(duì)于一些難降解或有毒物質(zhì)的處理，可以考慮用費(fèi)通試劑處理，也可以和其他方法相結(jié)合。

3 結(jié)論

研究費(fèi)通試劑氧化能力，選用含醛基（甲醛）、羧基（乙酸）和酚羥基（苯酚）的水樣進(jìn)行試驗(yàn)，從費(fèi)通試劑比例、反應(yīng)時(shí)間和pH值來(lái)研究適宜工藝條件。實(shí)驗(yàn)表明：

（1）不同分子結(jié)構(gòu)的有機(jī)物，被氧化程度不同。苯酚水樣的氧化程度最徹底，甲醛水樣氧化也較徹底，但是時(shí)間稍長(zhǎng)，乙酸的氧化不夠徹底，時(shí)間很長(zhǎng)，處理乙酸廢水不宜用費(fèi)通試劑。

（2）不同物質(zhì)在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，CODCr去除率不同。

（3）大部分有機(jī)物都有其最佳反應(yīng)條件，苯酚、甲醛、乙酸水樣最佳反應(yīng)條件為5：1.33、1h、7.0;5：1.69、2.5h、3.0;6：1.84、4h、7.0。

（4）對(duì)于含苯酚類廢水，可用費(fèi)通試劑法去除CODCr，甲醛也可用費(fèi)通試劑法。乙酸難以被費(fèi)通試劑氧化，應(yīng)采用其他方法去除，或者與其他方法聯(lián)合去除。

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收稿日期：2020-05-04

作者簡(jiǎn)介：葉德秀（1989-），女，漢族，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境保護(hù)。