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1.2 Fenton催化氧化
研究表明,Fenton催化氧化法对于难降解有机废水的预处理具有良好的效果,在有效降低废水COD的同时,还可提高废水的可生化性。影响Fenton催化氧化效果的主要因素有初始pH、H2O2投加量以及Fe2+投加量。在小试条件下,研究了不同pH及H2O2、Fe2+浓度对对硝基苯乙酮生产废水COD去除率的效果。
1.2.1 不同pH对COD去除率的影响
取5杯100 mL的对硝基苯乙酮生产废水分别于250mL烧杯中,将溶液pH分别调节为2.0、3.0、5.0、7.0、9.0,每个烧杯中均投加30%的H2O2 1.5mL和FeSO4˙7H2O 50 mg,室温条件下进行搅拌反应,搅拌速度为100r/min。考察不同初始pH条件下COD去除率(废水COD均在碱性条件下待H2O2完全分解后测得)。结果表明,对硝基苯乙酮生产废水Fenton催化氧化最佳pH=3.0。分析认为,溶液pH过低会影响Fe2+和Fe3+平衡转换,从而降低羟基自由基的产生效率,进而影响Fenton氧化污染物的能力;pH过高则会抑制˙OH自由基的产生,且导致Fe2+以氢氧化物形式沉淀,起不到催化剂效果。
1.2.2 H2O2投加量对COD去除率的影响
取5杯100 mL的对硝基苯乙酮生产废水分别置于250 mL烧杯中,调节废水pH为3.0,投加50mgFeSO4˙7H2O。在固定pH和FeSO4˙7H2O浓度的条件下,投加30%H2O2,在室温条件下进行搅拌,搅拌速度为100r/min。不同H2O2浓度下对硝基苯乙酮生产废水COD去除率如图1所示。
图 1 不同H2O2投加量对COD去除率的影响
由图1可见,反应前1h,随着H2O2投加量的增加,废水COD去除率基本呈上升趋势,但2 h时,投加3 mL 30%H2O2的处理效果达到最高,之后进一步提高H2O2投加量,废水COD去除率没有明显变化。这可能是有由于H2O2是羟基自由基的捕捉剂,过量的H2O2会导致羟基自由基的损耗,从而导致H2O2的浪费。即实验中,对硝基苯乙酮生产废水Fenton催化氧化的最佳H2O2投加量为3mL,至反应体系中H2O2的最终质量分数为0.9%。
1.2.3 不同Fe2+投加量对COD去除率的影响
取5杯100 mL的对硝基苯乙酮生产废水分别置于250 mL烧杯中,调节废水pH为3.0并投加H2O23mL。投加不同质量的FeSO4˙7H2O,室温条件下进行搅拌,搅拌速度为100r/min。不同浓度FeSO4˙7H2O下废水COD去除率如图2所示。
图 2 不同FeSO4˙7H2O浓度对COD去除率的影响
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