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芬頓氧化法技術實驗步驟

一、Fenton反應原理

      1、Fenton試劑利用過氧化氫與亞鐵離子反應產生具有強化能力的羥基自由基（·OH），用于氧化水中難分解的有機物

      2、亞鐵離子氧化成鐵離子（Fe3+），鐵離子有混凝作用，可用于去除部分有機物。

二、影響Fenton試劑氧化能力的因素

      1、亞鐵離子濃度      亞鐵離子濃度應維持在亞鐵離子與其反應物之濃度比值為1：10~50（wt/wt）

      2、過氧化氫濃度      過氧化氫濃度越高的情況下，其氧化反應產物更接近于最終產物。過氧化氫濃度過高，反而造成反應速率可能不如預期一樣增加。以連續的方式加入低濃度的過氧化氫，可得到較好的氧化效果。

      3、反應溫度      當過氧化氫濃度超過10~20g/L時，一般將其反應的溫度設定在20~40℃之間。

      4、溶液的pH值      在pH值2~4范圍內，通?？傻玫捷^快的有機物分解速率。

三、Fenton法實驗操作步驟

      芬頓試劑的主要藥劑是硫酸亞鐵、雙氧水和堿。硫酸亞鐵與雙氧水的投加順序會影響到廢水的處理效果。

      1、先通過正交實驗將硫酸亞鐵與雙氧水的投加比例得出（一旦控制不好便容易返色）

      2、調節pH值，投加硫酸亞鐵，再投加雙氧水。

      3、再投加堿，調節pH使污泥沉降即可。

      硫酸亞鐵投加后反應15分鐘左右，再進行雙氧水的投加，反應20~40分鐘后再加入堿回調pH值，處理效果更佳。若進水水質不固定，如何控制雙氧水的添加量不過量？投加量需要通過反復試驗確定一個相對保守的量，然后在現場操作時進行微調。

某水樣的理論芬頓試劑投加計算公式：

      水樣1000mL，去除COD4500mg/L，COD：H202 1:1，H2O2：Fe2+ 10：1

      雙氧水濃度30%，即1mL含300mgH202

      亞鐵溶液質量濃度8%，即1mL含80mgFeSO4·7H2O

      雙氧水質量=1×1L×4500mg/L=4500mg

      雙氧水體積=4500mg/300mg/mL=15mL

      雙氧水摩爾質量=4500/34=132.35mmol

      亞鐵摩爾質量=132.35/10=13.24mmol

      亞鐵質量=13.24×278=3679.4mg

      亞鐵溶液體積=3679.4/80=45.99mL

      結論1：理論投加量噸廢水投雙氧水10~15升，每噸雙氧水1200元，即噸廢水耗雙氧水12~18元；

      結論2：理論投加量噸廢水投硫酸亞鐵3.6kg，每硫酸亞鐵600元，即噸廢水耗硫酸亞鐵2.16元；

      如果不需要去除4500COD，再按比例減。

四、普通Fenton氧化法在難降解廢水處理中的應用

      1、處理酚類廢水

      孟慶堯等采用Fenton氧化對含酚類物質的廢水進行了處理研究，結果表明：在pH為4，H2O2投加量為25mg/L，Fe2+ 投加量為4mg/L，時間為1h，溫度為室溫時，苯酚去除率可達到較高水平，COD的降解也取得了明顯的效果。

      程麗華等采用Fenton試劑對酚類物質模擬水樣進行處理研究，當H2O2濃度為4mmol/L、FeSO4濃度為0.5mmol/L，pH為3，室溫反應40min，Fenton試劑對7種酚類物質進行處理，去除率均在98%以上。

2、處理印染廢水

      沈擁軍等采用Fenton氧化法對活性皂青印染廢水進行降解處理，表明在FeSO4/H2O2摩爾比為2∶3，廢水pH值為5.0，反應溫度為40℃時，印染廢水色度去除率可達到99.9％，COD去除率可達到89.4％。

      王濱松等采用Fenton試劑對三種活性染料（orangeBN、navyRGB和redRGB）廢水進行降解研究，結果表明：進行工藝優化后，三種染料的脫色率均在99%以上，在脫色的工藝條件下，通過正交試驗得出這三種染料的COD去除率分別能夠達到88.9%，98.3%和93.4%。

3、處理皮革廢水

      王成軍等對皮革廢水生物出水采用Fenton試劑法進行處理，表明在pH值為5，H2O2投加量為200mg/L，Fe2+的投加量為500mg/L，反應時間50min的條件下，COD的質量濃度由333mg/L 降至89mg/L，色度從90倍降至5倍以下，出水達到了《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）皮革廢水一級標準。

五、Fenton氧化法仍存在的問題

      Fenton氧化法在眾多相關的廢水處理技術中，已被認為是最有效、最簡單且經濟的方法之一，可仍有很多問題尚需解決。

      1、久置雙氧水易分解，質量分數不穩定，需要經常標定；

      2、過氧化氫的利用率較低，處理成本較高；

      3、亞鐵離子容易流失，影響出水色度，需要后續脫色處理；

      4、pH使用范圍較窄，經常需要調節廢水的pH值，增加處理成本；

      5、遇到最多的問題可能更多是產生的污泥如何處理？作危險廢物還是再利用？企業如何解決高額的運行費用？有很多污水站芬頓反應產生的污泥，通過板框壓濾機，濃縮后脫水。而產生的污泥含有大量的微生物、多種金屬離子、有機污染等。如果作為廢物處理，不僅僅是對資源的一種浪費，還會對環境造成嚴重的二次污染。