光催化氧化法處理含高濃度苯酚、甲醛廢水的研究.pdf

1、光催化Fenton氧化法處理有機(jī)廢水是一種高級(jí)氧化技術(shù),能有效的去除和降解廢水中有毒有害的有機(jī)污染物,該文以苯酚和甲醛的混合廢水為研究對(duì)象,通過(guò)自行設(shè)計(jì)的光化學(xué)反應(yīng)裝置對(duì)有機(jī)混合廢水進(jìn)行了UV/Fenton氧化降解實(shí)驗(yàn)的研究,探討了其工藝操作條件、各影響因子的作用機(jī)制及其氧化降解動(dòng)力學(xué)等.基于初步實(shí)驗(yàn),對(duì)普通的Fenton氧化反應(yīng)設(shè)計(jì)了L<,16>(4<'4>)的正交實(shí)驗(yàn),考察PH值,H<,2>O<,2>濃度,Fe<'2+>濃度和反應(yīng)時(shí)

2、間四種因素對(duì)苯酚和COD去除率的影響.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:①UV/Fenton反應(yīng)的主要機(jī)理是雙氧水在Fe<'2+>和紫外光的催化作用下可迅速分解產(chǎn)生OH·,生成的OH·在比較短的時(shí)間內(nèi)可將苯酚和甲醛氧化分解,最終COD的去除率達(dá)到90﹪以上.②UV/Fenton反應(yīng)比Fenton反應(yīng)具有更高的有機(jī)物和COD的去除率,這是由于紫外光可以將三價(jià)鐵離子Fe(OH)<'2+>轉(zhuǎn)化為Fe<'2+>,進(jìn)而加速了H<,2>O<,2>產(chǎn)生OH·的速度,形成

3、一個(gè)Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)的循環(huán)反應(yīng),因此對(duì)有機(jī)污染物的降解非常有利.實(shí)驗(yàn)觀察到,在UV/Fenton法處理苯酚和甲醛的混合廢水樣時(shí),若雙氧水的用量較少,則溶液最后變?yōu)榧t棕色,但是隨著雙氧水用量的增加,溶液最終會(huì)變?yōu)榈S色.實(shí)驗(yàn)分析苯酚在反應(yīng)過(guò)程中的分解機(jī)理大體可看作為:苯酚→苯醌→馬來(lái)酸→乙二酸、丙二酸→丙酸、乙酸、甲酸→CO<,2>、H<,2>O;而甲醛在反應(yīng)過(guò)程中的主要分解產(chǎn)物有甲酸和乙二酸等部分有機(jī)酸.由化學(xué)動(dòng)力學(xué)理論可知,在反

4、應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的小分子有機(jī)酸具有更高的活化能,徹底去除需要更高的反應(yīng)條件,因此成為完全氧化降解的限速步驟,使反應(yīng)終止于產(chǎn)酸階段.實(shí)驗(yàn)還對(duì)UV/H<,2>O<,2>、UV/H<,2>O<,2>/Fe<'2+>、H<,2>O<,2>/Fe<'2+>和H<,2>O<,2>四種均相氧化體系對(duì)有機(jī)廢水的COD的去除率作以比較.探討不同氧化劑和催化劑濃度下UV/Fenton法氧化降解苯酚和甲醛混合廢水的作用規(guī)律,用線性回歸法對(duì)不同氧化降解時(shí)間后COD