Fenton法预处理垃圾渗滤液的实验研究

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。

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。

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%。

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