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Fenton法预处理垃圾渗滤液的实验研究

北极星环保网来源:科技创新与应用 杨建友2019/11/26 10:36:08我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:垃圾渗滤液 Fenton氧化 垃圾焚烧

2.3 H2O2与Fe2+物质的量比的影响

分别取100ml的垃圾渗滤液到6個500ml的烧杯中,调节pH值到4.0,固定FeSO4·7H2O的投加量为0.8mmol/L,调节H2O2与Fe2+摩尔比1:1、2:1、4:1、6:1、8:1、10:1,搅拌反应时间设定为1个小时。反应完成后静置30分钟,取其上清液测定COD,实验结果如图3所示。

QQ截图20191126103150.jpg

由图可知,H2O2与Fe2+摩尔比对COD去除率的影响比较明显,当H2O2与Fe2+摩尔比在1~4之间时,随着H2O2与Fe2+摩尔比的增大,COD去除率上升得比较快,并在4:1的时候COD去除率达到了最大值,之后则呈现了下降趋势,并且有较小的波动。

这是由于随着n(H2O2)/n(Fe2+)的增加,产生的H2O2量较多,则生成·OH的量也会增多,氧化能力就得到了提升。但当H2O2过量时,溶液中的一部分Fe2+会被氧化成Fe3+,而且Fe3+会抑制·OH的产生,并且其中一部分自由基也会与·OH产生反应,这些都造成了·OH的减少则减弱了氧化能力。因此,最佳的H2O2与Fe2+摩尔比为4:1。

2.4 反应时间的影响

分别取100ml的垃圾渗滤液加入到6个500ml的烧杯中,调节pH 到4.0,固定FeSO4·7H2O的投加量为0.8mmol/L,H2O2与Fe2+摩尔比为4:1,控制反应时间为10、20、30、60、90、120min,反应完成后静置30分钟,取其上清液测定COD,实验结果如图4所示。

QQ截图20191126103246.jpg

由图可知,反应时间在60min之前,随着时间的增加,COD去除率在逐渐地上升,并在60min时COD去除率到达最大,之后呈缓慢的下降趋势。这是由于在短时间内,随着反应时间增加,反应越充分,产生的·OH也会变多,但是到达一定时间后,反应中的过氧化氢和亚铁离子浓度降低,则产生的·OH的量就会减少,导致氧化能力下降,去除率就会有所下降。因此确定Fenton法去除COD的最佳反应时间为1个小时。

2.5 正交实验及结果

根据单因素的实验结果,选取初始pH、FeSO4·7H2O投加量、H2O2与Fe2+摩尔比、反应时间进行4因素3水平的正交实验。正交实验因素及其水平见表1,实验结果如表2所示。

从正交实验的结果可以看出,最佳的反应条件为:初始pH为3.0,FeSO4·7H2O投加量为1.2mmol/L,H2O2与Fe2+摩尔比为8:1,反应时间为30分钟。在此条件下COD的去除率达到了62.30%。通过对极差的结果分析可知这些因素中初始pH的影响尤为重要,其次是 H2O2与Fe2+摩尔比,然后再是FeSO4·7H2O投加量,反应时间的影响比较小。

3 结论

采用Fenton法预处理垃圾渗滤液,研究初始pH、FeSO4·7H2O投加量、H2O2与Fe2+摩尔比、反应时间对垃圾渗滤液处理效果的影响,得出结论如下:(1)初始pH、FeSO4·7H2O投加量、H2O2与Fe2+摩尔比、反应时间都对COD去除率有一定的影响,其中影响最大的是初始pH值,其次是H2O2与Fe2+摩尔比,然后再是FeSO4·7H2O投加量,最后是反应时间。(2)由正交实验得出最佳的实验条件为初始pH为3.0、FeSO4·7H2O投加量为1.2mmol/L、H2O2与Fe2+摩尔比为8:1、反应时间为30分钟,在此条件下的COD去除率为62.3%。

延伸阅读:

垃圾渗滤液的5大处理难点!附全国24个经典项目案例!

铁碳微电解-Fenton氧化法预处理垃圾渗滤液的研究

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