Fenton试剂处理苯_氯苯废水的实验研究_张祯

Fenton试剂处理苯、氯苯废水的实验研究锦州市环境监测中心站张祯孔瑾[摘要]首次将Fenton试剂氧化原理用于苯、氯苯污水处理中,大量实验数据证明该法处理此类污水具有可行性。[关键词]Fenton试剂氧化苯氯苯废水1前言含苯和氯苯废水是一种较难处理的废水,由于可生化性差[1],一般采用活性炭吸附法和蒸汽解析法[1],这些方法设备和操作复杂,投资大,为此作者首次采用了Fenton试剂氧化法来处理含苯,氯苯的废水,通过实验取得了理想的实验效果,本方法既新颖又实用,在较低的处理费用基础上达到污水的有效治理。2Fenton试剂氧化反应机理1894年H.J.H.Fenton发现过氧化氢溶液加入亚铁离子或二价铜离子后,具有较强的氧化能力,并能在短时间内将有机物氧化分解。此溶液被称之为Fenton试剂[2]。Fenton氧化有机物的反应过程如下:Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OHFe2++·OH→Fe3++OH-RH+·OH→R·+H2OR·+Fe3+→R++Fe2+R++O2→ROO+→CO2+H2O反应过程中二价铁离子与过氧化氢反应,很快生成“·OH”游离基,“·OH”与有机物反应“R·基”,“R·基”进一步氧化最终使有机物结构发生碳链裂变,氧化为“CO2”和“H2O”,使废水中有机物得到降解。3实验方法3.1实验的工艺流程[4]实验的工艺流程如图1所示1-氧化反应皿2-电磁搅拌皿3-浓硫酸脱水皿4-活性碳吸附皿5-采样泵图1.氧化实验工艺流程图3.2实验设备氧化实验所用设备如表:序号设备名称型号、规格附注1氧化反应皿500ml三角烧杯改制2电磁搅拌皿791型(电热式)上海南江电讯厂出品3脱水皿100ml4活性碳吸附皿20ml5采样泵KB-6A3.3实验步骤在500ml三角瓶中加入300ml水,用6NH2SO4调PH至定值,再分别移取计算量苯、氯苯溶于该水中,此时该溶液中苯、氯苯浓度多为100mg/L。立即密封瓶口。通过瓶塞上的气路,用泵及时抽去氧化过程中逸出的苯和氯苯,用活性碳吸附逸出气体。称量活性炭增重值计算出逸出气体的量。于瓶塞上孔加入FeSO4搅拌2分钟,同样再加入浓度为30%的H2O2进行氧化反应。氧化过程中PH值至3.5-4,溶液颜色变深。反应30分钟后,加入石灰乳,搅拌2分钟,调PH值至6-8,沉降后取上部清夜,分析测试。4氧化条件的选择根据探索实验,反应的PH值和氧化剂投加量对苯和氯苯的去除影响较大。本实验是在FeSO4·7H2O用量为0.4%,氧化时间为30分钟条件下,选择最佳PH值和H2O2投加量。4.1最佳PH选定Fenton试剂氧化反应在酸性条件下为佳,因此在调定的—289—科技信息工程技术PH值为2、4、6、8的四个水样中分别加入FeSO4·7H2O(每升水样加入4克)和浓度为30%的H2O2溶液(每升水样加入1.5ml)进行氧化反应,得出不同PH值情况下Fenton试剂氧化苯,氯苯去除关系,实验结果见表2及图2表2Fenton试剂氧化PH值条件实验结果编号H2O2(ml/l)PH水样初始浓度(mg/l)散逸量苯氯苯氯苯苯碳管初重(g)碳管终重(g)散逸量(g)散逸率(%)氧化后(mg/l)去除率(%)氧化后(mg/l)去除率(%)11.52100.00100.0014.281514.298416.928.1723.8566.8022.0069.3721.54100.00100.0012.227412.239011.619.302.0797.431.4098.2631.56100.00100.0012.233012.243310.317.171.0098.791.5098.2141.58100.00100.0014.288414.233034.657.6711.0074.024.0090.55由表2和图2可以看出Fenton氧化的最佳PH值为4-6,此时对苯和氯苯的去除率均在98%左右效果比较理想。4.2氧化剂最佳投加量的确定取300ml含苯和氯苯的水样5份,调PH值至4-6,按水样重量的0.4%加入FeSO4·7H2O,再分别按水样体积的0.9‰、1.1‰、1.3‰、1.5‰、1.8‰、2.0‰加入浓度为30%的H2O2溶液,进行氧化反应,得出不同量氧化剂对苯和氯苯去除结果,见表3及图3表3氧化剂投加量与污染物去除率关系编号FeSO4(%)30%H2O2(ml/l)水样初始浓度(mg/l)散逸量苯氯苯氯苯苯碳管初重(g)碳管终重(g)散逸量(g)散逸率(%)氧化后(mg/l)去除率(%)氧化后(mg/l)去除率(%)10.40.9100.00100.0014.334414.377543.171.8312.0057.3812.8054.5520.41.1100.00100.0012.236512.2