基于pH控制的Fe/C-Fenton工艺Fe元素形态转化机制与废水处理效率研究

来源 :武汉工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hhxxff2009
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Fe/C-Fenton工艺在化工有机废水处理中的应用一直是水处理领域的热点。本研究针对一种难降解的典型新型有机污染物苯并三唑(BTA),通过控制p H条件与反应时间,研究Fe/C微电解反应中铁的溶出规律,在后续Fenton氧化反应中匹配相应的过氧化氢量,探究Fenton氧化反应的最佳条件,通过对Fe/C-Fenton氧化反应过程中Fe元素的形态转化研究与动态小试实验,对基于p H控制的Fe/C-Fenton工艺进行了深入研究。考察了在Fe/C微电解反应过程中,只控制初始p H值与控制全过程p H值时,二价铁与总铁的溶出规律。当控制全过程p H=2、3、4时,随着Fe/C微电解反应时间的增加,溶液中的二价铁浓度与总铁浓度逐渐增加,具有较好的线性关系,且二价铁与总铁的溶出量均高于只控制初始p H=2、3、4时的溶出量。在Fenton氧化反应过程中,最佳二价铁量与过氧化氢投加量的比例为n(Fe2+):n(H2O2)=1:2,最佳反应时间为120 min,最佳的p H条件为控制全过程p H=3。在最佳条件下,对于浓度为10 g/L、COD=14443 mg/L的BTA废水,基于p H控制的Fe/C-Fenton工艺的去除率达到了96%。在控制全过程p H的Fe/C-Fenton工艺过程中,Fe/C微电解反应时,溶液中的铁主要以二价铁的形式存在,随着反应时间的增加,二价铁的浓度不断增加,三价铁的浓度无明显变化。Fenton氧化反应时,溶液中的二价铁浓度逐渐减少,三价铁浓度逐渐增加。Fe/C-Fenton氧化反应后总铁浓度小于反应前总铁浓度。动态小试实验中,基于p H控制的Fe/C-Fenton工艺具有比传统Fe/C-Fenton工艺更高的COD去除率。通过本论文研究结果,可明晰Fe/C微电解反应中铁的溶出规律,进而为后续Fenton氧化中过氧化氢的投加量提供依据。通过对基于p H控制的Fe/C-Fenton工艺中Fe元素形态转化进行分析与动态小试实验,为Fe/C-Fenton工艺在化工有机废水处理中的应用提供了参考。
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