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焦化废水芬顿处理

发布时间:2020-12-29 00:22:41

❶ 臭氧催化氧化与芬顿在焦化废水处理方面哪种技术更好

臭氧应该要好些,当然只靠臭氧来处理是不行的,前面的预处理,或加药剂把臭氧处理的物质沉淀过滤掉更重要,可以去启达臭氧发生器公司的网站看看,上面有关污水处理的介绍

❷ “フェントン反応”日语翻译

芬顿反应(Fenton's Reaction):Fenton(中文译为芬顿)是为数不多的以人名命名的无机化学反应之一。1893 年,化学家Fenton HJ 发现,过氧化氢(H2O2) 与二价铁离子Fe的混合溶液具有强氧化性,可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态,氧化效果十分显著。但此后半个多世纪中,这种氧化性试剂却因为氧化性极强没有被太多重视。但进入20 世纪70 年代,芬顿试剂在环境化学中找到了它的位置,具有去除难降解有机污染物的高能力的芬顿试剂,在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用。 当芬顿发现芬顿试剂时,尚不清楚过氧化氢与二价铁离子反应到底生成了什么氧化剂具有如此强的氧化能力。二十多年后,有人假设可能反应中产生了羟基自由基,否则,氧化性不会有如此强。因此,以后人们采用了一个较广泛引用的化学反应方程式来描述芬顿试剂中发生的化学反应:
Fe+H2O2→Fe+OH+ ·OH ①
从上式可以看出,1mol的H2O2与1mol的Fe反应后生成1mol的Fe,同时伴随生成1mol的OH外加1mol的羟基自由基。正是羟基自由基的存在,使得芬顿试剂具有强的氧化能力。据计算在pH = 4 的溶液中,OH·自由基的氧化电势高达2. 73 V。在自然界中,氧化能力在溶液中仅次于氟气。因此,持久性有机物,特别是通常的试剂难以氧化的芳香类化合物及一些杂环类化合物,在芬顿试剂面前全部被无选择氧化降解掉。1975 年,美国著名环境化学家Walling C 系统研究了芬顿试剂中各类自由基的种类及Fe 在Fenton 试剂中扮演的角色,得出如下化学反应方程:
H2O2 + Fe→ Fe + O2 + 2H ②
O2 + Fe→ Fe + O2· ③
可以看出,芬顿试剂中除了产生1 摩尔的OH·自由基外,还伴随着生成1 摩尔的过氧自由基O2·,但是过氧自由基的氧化电势只有1.3 V左右,所以,在芬顿试剂中起主要氧化作用的是OH·自由基。(以上引自网络)

❸ 臭氧催化氧化与芬顿在焦化废水处理方面哪种技术更好

臭氧催化氧化与芬顿在焦化废水处理方面哪种技术更好
一般都是生化,AO工艺。专预处理气属浮(除悬浮物)、微电解或者水解酸化(降低部分COD,增强可生化性)、缺氧(污水内回流,进行反硝化)、好氧(出去大部分COD、氨氮、挥发酚),然后就是絮凝沉淀了。 当然,焦化废水是比较难处理的废水,在生化阶段可以适当添加稀释水或者把好氧设为两段,中间加上一个臭氧氧化,这样可能出水效果会好一些。 深度处理用高级氧化(一般是芬顿法),超滤+反渗透,或者是吸附(考虑经济性,这个得有专门的可再生吸附材料)。 常用的方法就是这些,除非是大设计院,否则一般的环工公司也就是这样了。

❹ 芬顿处理焦化废水中泡沫产生越多处理效果越好吗

泡沫越多说明反应越剧烈,反应剧烈一般来说效果好

❺ 急求一篇关于超声波或Fenton试剂处理废水的外文文献,五千到八千字,最好是处理焦化废水的,急呀,谢谢啦!

超声、电解与Fenton试剂联合处理焦化废水的试验研究
http://www.chinaep.net/feishui_shili/104/feishui_shili-896.htm

焦化废水种类多,有机组分复杂,目前国内主要采用A/O、A2/O生化方法进行处理,但生化处理后的焦化废水色度高,含有大量生物难降解有机物,还不能达到国家规定的排放标准。对生化处理后的焦化废水,一般采用活性炭吸附来脱色、去除COD,但该工艺设备庞大,且初投资和运行成本均比较高,所以寻找经济有效的处理焦化废水的方法一直是废水处理领域的难题之一。李义久等[1]采用复合氯氧化剂处理焦化废水,色度从140倍降至60倍以下,其它污染指标亦明显降低。近二十年来,Fenton试剂在废水处理中的应用在国内外受到普遍重视[2,3]。研究表明Fenton试剂处理含酚废水对酚、CODCr、TOC都有较好的去除率[4]。利用光、电、声、磁催化氧化技术处理有机废水,尤其是难于生化降解的"三致"(致癌、致畸、致突)有机污染物,是当前世界水处理技术研究中相当活跃的领域[5]。本文采用Fenton试剂,并辅以超声和准稳态阳极(DSA电极)催化,对生化处理后的焦化废水作进一步的氧化处理,处理后水质达到国家一级排放标准,且大大缩短了反应时间。

1 实验部分

1.1 实验装置

氟离子选择性电极(上海雷磁仪器厂);氰离子选择性电极(上海雷磁仪器厂);磁力搅拌器(JB一I) (上海雷磁仪器厂);DSA类电极(SnO2、Sb2O3涂布Ti电极,自制,有效接触面积为18cm2);超声波发生器(中科院上海声学实验室),功率70W。

1.2 样品来源

废水取自某钢铁集团化工公司生化处理后的焦化废水,主要污染物指标见表1。

色度
F-/(mg.L-1)
CN-1/(mg.L-1)
CODCr/(mg.L-1)
NH3-N/(mg.L-1)

1012
23.9
3.7
223.9
9.66

1.3 实验方法

(1)取水样500mL,用硫酸调节pH值,加入一定量的Fe2+和H2O2(Fenton试剂),置于30℃恒温水浴锅中恒温一定时间,再用石灰水调节pH值,加入絮凝剂FeCl3,助凝剂PAM,沉降后,过滤,取样测定CODCr、色度、氨氮、CN-、F-。

(2)上述实验中在加入Fenton试剂的同时,导入超声电极进行实验,其余步骤相同。

(3)上述实验中在加入Fenton试剂的同时,导入DSA电极进行实验,其余步骤相同。

2 结果与讨论

2.1 确定Fenton试剂最佳氧化--混凝沉淀条件

综合考虑影响Fenton试剂氧化和混凝沉降效果的因素:pH值、H2O2浓度、Fe2+的浓度、反应温度、FeCl3的浓度和PAM的浓度,根据实际的工况条件,对实验过程做了以下几方面的限制:(1)考虑实际成本问题,控制H2O2的浓度尽可能低;(2)pH控制在3~4;[6](3)由于实际生化处理出水温度为30℃以上,因此试验温度定为30℃;(4)反应时间为2.5小时。为此,设计了以H202的浓度、Fe2+的浓度、FeCl3的浓度和PAM的浓度为变量的4因素3水平的L9(34)正交试验,如表2所示,试验结果列于表3。

表2 正交试验因素水平

水样(500ml)
H2O2/(mg.L-1)
Fe2+/(mg.L-1)
FeCl3/(mg.L-1)
PAM/(mg.L-1)

1
200
80
20
4

2
250
160
24
4.8

3
280
200
30
6

表3 正交试验结果

水样(500ml)
H2O2/(mg.L-1)
Fe2+/(mg.L-1)
FeCl3/(mg.L-1)
PAM/(mg.L-1)
COD/(mg.L-1)
COD去除率/%
1
200
80
20
4
168.5
24043
2
200
160
24
4.8
43.25
80.68
3
200
200
30
6
90.01
59.64
4
250
80
24
6
159.9
28.29
5
250
160
30
4
70.13
68.55
6
250
200
20
4.8
94.67
57.54
7
280
80
30
4.8
127.3
42.91
8
280
160
20
6
30.64
86.26
9
280
200
24
4
57.82
74.07

K1j%
54.89
31.88
56.08
55.68

K2j%
51.46
78.47
60.98
60.35

K3j%
67.75
63.75
57.03
58.06

Rj%
16.29
31.75
4.90
4.67

从表3可看出,Fe2+的投加量对CODCr去除率影响最大,其次是H2O2,再次FeCl3和PAM。最佳反应条件确定为:[H2O2]=200mg/L,[Fe2+]=160mg/L,[FeCl3] =24mg/L,[PAM]=4.8mg/L。在此条件下处理焦化废水后水质指标见表4。

表4 Fenton试剂氧化混凝沉淀处理结果

名称 色度 CODCr/(mg.L-1) NH3-N/(mg.L-1) F-/(mg.L-1) CN-/(mg.L-1)
指标 45 43.2 2.46 20.2 1.02
去除率/% 95.55 87.10 74.53 15.48 72.43

从表4可以看出,在所确定的反应条件下用Fenton 试剂处理焦化废水,脱色效果明显,CODCr去除率达87.10%,NH3-N去除率为74.53%,F-的去除率为15.48%,CN-的去除率为72.43%。

2.2 超声与Fenton试剂联合处理焦化废水

由于单纯使用Fenton试剂所需反应时间过长,所以在体系中引入超声波发生器,利用超声对Fenton反应进行催化,反应0.5小时后焦化废水的主要污染指标见表5。

表5 超声-Fenton试剂处理后焦化废水的水质指标

水样
H2O2/(mg.L-1)
Fe2+/(mg.L-1)
色度
CODCr/(mg.L-1)
CODCr去除率/(%)

1
0
0
160
216.8
2.76

2
200
0
200
218.3
2.08

3
200
160
16
37.7
83.16

4
150
120
18
68.6
69.22

5
100
80
60
90.5
59.41

从表5可以看出,在相同时间内,单独使用超声处理或超声+H2O2处理,有一定的脱色效果,但CODCr去除率只有2%左右。采用超声与Fenton试剂联合处理效果明显,色度可降到16度,CODCr降到37.8mg/L ,同时,在保持Fe2+与H2O2的比例不变时,适当降低Fe2+和H2O2用量,也取得较满意的处理效果。本文确定的超声与Fenton试剂联合处理的反应条件为:超声功率为70瓦,[H2O2] =200mg/L,[Fe2+]=160mg/L ,[FeCl3] =24 mg/L,[PAM]=4.8 mg/L。

2.3 DSA电极与Fenton试剂联合处理焦化废水

用特殊工艺制造的准稳态阳极(Dimensionally Stable Anode,简称DSA)对有机物有极强的催化降解效果[6]。实验采用DSA电极与Fenton试剂联合氧化处理焦化废水,反应时间0.5小时结果见表6。表6表明,单独使用电极或电极+H2O2氧化处理,CODCr的去除效果较好,但色度不能达到排放要求。采用DSA电极与Fenton试剂联合处理,色度明显降低,且在降低H2O2和Fe2+的用量时,亦可得到较好的处理效果。本文确定的DSA电极与Fenton试剂联合处理的反应条件为:DSA电极的有效接触面积为18cm2 ,[H2O2]=200mg/L,[Fe2+]=160 mg/L ,[FeCl3] =24 mg/L,[PAM]=4.8 mg/L

表6 DSA电极+Fenton试剂处理后焦化废水的水质指标

水样
H2O2/(mg.L-1)
Fe2+/(mg.L-1)
色度
CODCr/(mg.L-1)
CODCr去除率/(%)

1
0
0
240
85.9
61.48

2
200
0
160
39.06
82.48

3
200
160
35
38.56
82.78

4
150
120
35
51.40
76.95

5
100
80
90
46.27
79.25

2.4 三种方法处理焦化废水的时间和效果比较

实验还发现用超声+Fenton和电极+Fenton两种方法处理焦化废水比单独使用Fenton试剂来处理,反应时间大大缩短,表7列出了三种方法处理废水的时间和效果比较。

处理方法 反应时间/(h) 色度 反应后CODCr/(mg.L-1) CODCr去除率/(%)
Fenton 0.5 480 170.5 23.85
1.5 220 100.2 55.25
3 45 43.25 80.68
超声+ Fenton 0.5 16 37.7 83.16
电极+ Fenton 0.5 35 38.56 82.78

从表7可以看出,单独使用Fenton试剂来处理焦化废水,反应0.5小时后,CODCr的去除率仅为23.85%,而加入超声和电极后,反应0.5小时,CODCr去除率明显增大,分别达到83.16%和82.78%。实际工业水处理中,废水在反应池中的停留时间比较短,通常只有0.5小时,因此缩短反应时间对于该工艺在实际工程中的推广应用具有重要意义。

3 结 论

(1) 单独采用Fenton试剂处理,:[H2O2]=200mg/L,[Fe2+]=160 mg/L ,[FeCl3]=24 mg/L,[PAM]=4.8 mg/L。处理后废水色度从1012降至45,CODCr从223.9 mg/L降至43.3 mg/L,其它污染指标也有所下降。Fenton反应作为一种高级氧化方法,对一些生物难降解有机物质的处理取得了显著的效果。

(2) 采用超声+Fenton试剂联合处理,色度降至16,CODCr降至37.8,脱色效果十分显著,药品投加量降低,反应时间明显缩短。当具有一定功率的超声波辐射水溶液,与Fenton试剂共同作用于生物难降解的有机物质,加速了Fenton的进行。超声的空化效应以及其引起的温度的升高和充分搅拌接触,促使OH·大量迅速的产生,使得Fenton充分进行,从而使生物难降解有机物的处理效果更好。

(3) 采用DSA+Fenton试剂联合处理,色度降至35,CODCr降至38.6,药品投加量降低,时间缩短至0.5小时,脱色效果和CODCr去除有一定程度提高,反应时间明显减少。电解催化氧化技术的实质是当直流电通过阳极和阴极时,在阴极和阳极表面将发生电子得失,这促进OH·的产生,有效利用了Fenton试剂,在焦化废水的处理中也取得了一定的效果。

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