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Fenton试剂法和TiO_2-CS光催化法处理有机废水的研究

欧阳秀欢  
【摘要】:目前环境污染越来越严重,因此环境清洁和环境补救成为一个急迫的任务。在各种净化环境技术中,高级氧化技术作为一种新环境净化技术受到越来越多的关注。高级氧化技术对水体中有毒有害难降解的污染物具有较强的应用优势,具有高效、快速、无二次污染等众多优点,因而有着广阔的应用前景。高级氧化技术的关键是产生高度活性的·OH,按所用的氧化剂及催化条件的不同,通常可以分为三大类:Fenton试剂法及类Fenton试剂法,臭氧及组合臭氧氧化法,半导体光催化氧化法。本文选取了其中的Fenton试剂法和半导体光催化法进行探讨。 首先,选取有机磷农药之一久效磷以及褐藻胶生产废水作为研究对象,利用Fenton试剂法对它们进行了研究。 对于久效磷,本文采用正交实验和单因素实验分别考察了pH值,H_2O_2用量,Fe~(2+)浓度,反应时间,反应温度等5个因素在Fenton氧化久效磷过程中对COD去除率的影响。在选用的试剂用量中,由正交实验得出5个因素的影响主次顺序为H_2O_2浓度反应温度反应时间pH值Fe~(2+)浓度,COD去除率最高为78.8%。通过单因素实验得出最佳反应条件是2.0ml H_2O_2,70℃,pH值为3,0.50mmol/l Fe~(2+),经过反应10h后,溶液中的有机物全部被矿化为无机物,COD去除率达100%,并基本符合准一级动力学反应。另外,还考察了过渡金属离子Cu~(2+)、Mn~(2+)、Co~(2+)、Zn~(2+)对Fenton试剂的协同催化作用。经实验证明,在一定浓度下,它们都对Fenton反应具有很好的促进作用,其中Cu~(2+)的作用最佳,其原因是过渡金属离子有助于H_2O_2分解为羟基自由基,从而提高了反应效率。最后,借助GC-MS测定了Fenton法反应过程中久效磷的残留量,发现30min后溶液中已经检测不出久效磷。 对于褐藻胶生产废水,首先采用了正交实验考察了5个因素对Fenton法降解褐藻胶生产废水的影响,在选用的试剂用量中,影响的主次顺序为Fe~(2+)浓度反应时间反应温度pH值H_2O_2浓度。然后采用单因素实验分别探讨了以上5个因素的影响,确定了最佳反应条件是0.5ml H_2O_2,40℃,pH值为3;4.0mmol/1 Fe~(2+),经过60min后,Fenton反应达到了平衡,COD去除率最高为62.9%,出水COD值为67mg/l。


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