Fent0n试剂降解中年期垃圾渗滤液的条件及动力学研究

摘 要 通过实验研究了 Fent0n体系中羟基自由基的生成规律，考察了H202浓度、O4浓度、pH值3个因素对羟基自由基生成规律的影响，这3个因素对羟基自由基的生成均有较大的影响；采用“生成率”实验确定最佳操作条件，分析Fer岫试剂降解中年期垃圾渗滤液 cOD的动力学过程，将其分为 2个近一级反应，反应速率常数分别为 一538．5 rn (L·h)和 一3O．3 H  (L .h)。
  关键词 fenton试剂 羟基自由基 垃圾渗滤液 动力学
  目前对于中年期垃圾渗滤液的达标处理是一个难题，由于其所含的有机物多为难生物降解物质，若单纯采用生物法处理，效果很差，达不到处理要求，因此需要用非生物的方法来处理 ，高级氧化法就是其中之一。Fencon氧化技术是高级氧化技术中一种简便的化学氧化技术。 Fent0n试剂是 Fe2 与过氧化氢按照一定 比例组成的，H2 同 fIe2 的结合(Fenc0n试剂)对多种有机化合物的氧化都非常有效，在这一系统中起实际氧化作用的是 Fe2同 H202反应生成的羟基 自由基 ·oH【引。因此 ，·OH具有更高的氧化活性、更强的氧化能力，在水处理过程中已得到广泛的应用。本文通过对 Fent0n体系中羟基 自由基的生成规律和 coD的降解动力学规律的研究，为Fent叽试剂对中年期垃圾渗滤液的处理提供理论指导依据。
   l 实验材料与方法
  1．1 材料与药品
  实验用水：取自鞍山市羊耳峪垃圾填埋厂的垃圾渗滤液经生化处理后的出水。实验药品和试剂：Fes04(分析纯，沈阳化学试剂厂)；H2 (有效质量分数 30％，分析纯 ，天津化学试剂厂)；O．2％ 邻二氮菲一Fe2 溶液(称取O．2 g邻二氮菲溶于 1oo ITIL容量瓶中，加入 O．3 n1L l m0L／L Fe2 溶液，调 pH后 ，用去离子水
  稀释至刻度 1oo n1L)。
  1．2 仪器与分析方法
  仪器：7230型分光光度计(上海第三分析仪器厂)。 分析测定方法：CoD采用重铬酸钾法【 ；羟基 自由基采用邻二氮菲 一FIe2+氧化分光光度法【5I。
  1．3 实验方法
  羟基自由基的生成规律 ：取 500 lTlL去离子水，加入 1OIllL0．2％邻二氮菲 一Fe2 溶液，调 pH=4后在 一 =508砌处以去离子水为参 比测定吸光度，然后加入一定量的 Fes 和 H202，在加入 H202的同时开始计时。在不同时刻取样测定吸光度值。coD的降解规律：以 5oo mL经生化处理后的垃圾渗滤液代替去离子水 ，其他实验步骤与“羟基 自由基的生成规律”实验相同。加入的 FesO4和 H2  量以羟基自由基生成规律实验确定的最佳比例为准，在加入 H202的同时开始计时，在与“羟基自由基的生成规律”实验的相同时刻取样测其 CoD。
  2 结果与讨论
  2．1 各种因素对羟基自由基生成率的影响
  2．1．1 H202对羟基 自由基生成率的影响
  固定溶液中Feso4的浓度为 O．O1瑚0L／L，改变 H2 的投加量以考查其对·OH生成率的影响。当固定Fes04的浓度为0．O1 n  L，H202对羟基自由基生成率的影响情况可分为3种：
   (1)H2  浓度小于0．08瑚0l／L，在这种情况下，羟基自由基的生成率随着 H202浓度的增加而呈上升趋势。当 H202 浓度由0．o4—m】／I．上升 0．o8 m0】／I．时，反应时间为 1．5 h，羟基自由基的生成率由 31．4％上升至 39．3％。
  (2)H202浓度大于O．08 I【lI L而小于0．1 r  L，当H202 浓度在这一范围变化时，羟基 自由基的生成率几乎无变化。
  (3)当 H2  浓度大于 0．1 n 0L／L时 ，羟基自由基的生成率随着 H202浓度的增加不上升反而下降。上述论证可以得知，在浓度一定时，H202的浓度过高或过低都不利于·OH的生成。
  2．1．2 Fes 浓度对羟基 自由基生成率的影响实验时固定 H202浓度为 0．08咖 L，改变 FeSo4的浓度，考查其对羟基自由基生成率的影响。
  由实验结果看 ，当 Fes  浓度 由 O．0o5-  L上升至0．02 n  L时，羟基 自由基的生成率逐渐升高；当反应时问为3．5 h时，羟基自由基的生成率由43．3％升到 99．2％；但若再增大 Feso4浓度，羟基 自由基的生成率变化很小。因此，胁 0n试剂体系中，  04浓度过高或过低都不利于羟基 自由基的产生。
  2．1．3 pH值对羟基 自由基生成率的影响
  实验时固定溶液中 H2o2和 Fes04的浓度为 0．08 和O．02-  L，考查 pH值对羟基 自由基的生成率的影响。
  pH值在 3—5范围内变化时对羟基自由基的生成率影响很小，但当 pH值小于3时，羟基自由基的生成率随 pH值的降低下降幅度很大，考虑到 pH值太低对后续处理及排放都不利，处理过程中保持 pH值在5左右。
  2．2 coD的降解动力学研究实验
  通过对羟基 自由基生成率实验结果的分析，确定实验条件为：在 50o瑚L垃圾渗滤液中加入 02和 l的浓度为0．08 I  L和0．  n  L，初始值为5。
  曲线的变化趋势，将其分为 2个部分，用 2个线性方程表示其反应速率。在前 2 h，反应速率非常快，其反应速率方程为 ’，=一538．5  +2 0 ．7，相关系数 O．99o2；之后，反应速度明显下降，反应速率方程为y=一3O．3  +546．9，相关系数为 0．9r78 4。2个部分反应均为近一级反应，前者的速率是后者的．18倍。
  3 结论
  (1)本文讨论了 Fen【0n体系中 H202浓度、F o4浓度、pH对羟基 自由基生成率的影响 ，实验结果显示这些参数对羟基自由基的生成率都有相当大的影响。因此，在实际工作中，要严格控制 H202和嘲的浓度以及溶液的 pH值 ，才能获得最佳的处理效果。
   (2)将Fenton试剂降解中年期垃圾渗滤液cOD的动力学过程分为2个一级反应阶段：第 1阶段的速率常数为一 538．5—l (L·h)，第2阶段的速率常数为一3O．3 Il (L．h)，前者是后者的l8倍。可以认为c0D的降解大多发生在第I阶段，因此，用 Fenl0n试剂降解中年期垃圾渗滤液时，应控制好反应时间，以获得最佳工艺运行条件和运行成本。

#无语  

一下子 没看懂  

我的妈呀，爱死你了

太棒了！

看贴回复是好习惯

谢谢，很专业。

帮你顶，人还是厚道点好

好帖子，谢楼主