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影响硫酸亚铁芬顿反应的因素有哪些?

作者:瑞晟昱 日期:2021-07-28 12:26 浏览:38277

影响硫酸亚铁芬顿反应的因素有哪些?

硫酸亚铁和聚合硫酸铁的Fenton氧化特别适用于印染、医药、硝基苯、苯胺、有机硅、印刷电路板、焦化、垃圾渗滤液、石油化工、橡胶助剂化工、含苯环化工等行业产生的污水预处理或生化处理后的出水深度处理。芬顿试剂主要由硫酸亚铁和过氧化氢组成,在废水处理中经常单独使用。硫酸亚铁主要用作还原剂和混凝剂,过氧化氢用作强氧化剂。硫酸亚铁和过氧化氢(H2O2)中亚铁离子的强氧化也可用于生成羟基自由基。两者结合的技术是先进的强氧化技术。

影响硫酸亚铁芬顿反应的因素有哪些?

影响芬顿反应的因素;

温度:

温度是影响芬顿反应的重要因素之一。一般化学反应会随着温度的升高而加快反应,Fenton反应也不例外。温度的升高会加快OH的形成,有助于OH与有机物反应,提高氧化效果和COD去除率。然而,对于芬顿试剂这样的复杂反应体系,温度的升高不仅会加速正向反应,还会加速副反应。温度的升高也加速了H2O2分解为O2和H2O,不利于OH的形成。不同种类的工业废水,芬顿反应的最适温度存在一定差异。处理聚丙烯酰胺水溶液时,更佳温度控制在30 ~ 50。研究洗胶废水的处理,发现更佳温度为85。处理三氯苯酚时,温度低于60时有利于反应,高于60时不利于反应。

酸碱度:

一般来说,芬顿试剂在酸性条件下反应。在中性和碱性环境下,Fe2不能催化H2O2氧化生成OH,会产生氢氧化铁沉淀,失去催化能力。当溶液中H浓度过高时,Fe3不能成功还原为Fe2,催化反应受阻。多项研究结果表明,Fenton试剂在酸性条件下,尤其是在pH  3 ~ 5时,具有较强的氧化能力,此时有机物的降解速度最快,只需几分钟即可降解。此时,有机物的反应速率常数与Fe2和过氧化氢的初始浓度成正比。因此,在工程上采用芬顿法时,建议将废水调节至=2 ~ 4,理论上以3.5为更佳。

有机基质:

对于不同种类的废水,芬顿试剂的用量和氧化效果是不同的。这是因为不同类型的废水有不同种类的有机物。对于醇类(甘油)、糖类等碳水化合物,分子在羟基自由基的作用下发生脱氢反应,然后C-C键的链断裂;对于大分子糖,羟基自由基破坏糖分子链中的糖苷键,降解形成小分子物质;对于水溶性聚合物和乙烯化合物,羟基破坏C=C键;而且,羟基自由基可以打开芳香族化合物的环,形成脂肪化合物,从而消除和降低这类废水的生物毒性,提高其可生化性;对于染料来说,羟基自由基可以打开染料中官能团的不饱和键,使染料氧化分解,从而达到脱色和降低COD的目的。芬顿试剂降解壳聚糖的实验表明,当介质的pH值为3 ~ 5,多糖、H2O2和催化剂的摩尔比为240:12 ~ 2433601 ~ 2时,芬顿反应可以破坏壳聚糖分子链中的糖苷键,从而产生小分子产物。过氧化氢和催化剂用量:

Fenton法在处理废水时需要判断化学品的用量和经济性。大剂量H2O2会提高废水中化学需氧量的去除率,但当H2O2的用量增加到一定程度时,化学需氧量的去除率会缓慢下降。随着芬顿反应中H2O2用量的增加,OH的产率会增加,COD的去除率也会增加。然而,当H2O2的浓度过高时,过氧化氢会分解,不会产生羟基自由基。催化剂用量与过氧化氢用量相同。一般来说,废水中化学需氧量的去除率会随着Fe2用量的增加而增加。化学需氧量的去除率开始下降。原因是当Fe2浓度较低时,H2O2产生的OH随着Fe2浓度的增加而增加。当Fe2浓度过高时,H2O2分解无效,释放出O2。

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