芬顿工艺的影响因素
2019/1/8 13:32:45

1、温度

温度是芬顿反应的重要影响因素之一。一般化学反应随着温度的升高会加快反应速度,芬顿反应也不例外,温度升高会加快·oh的生成速度,有助于·oh与有机物反应,提高氧化效果和codcr的去除率;但是,温度升高也会加速h2o2的分解,分解为o2和h2o,不利于·oh的生成。不同种类工业废水的芬顿反应最佳温度,也存在一定差异。

2、ph

一般来说,芬顿试剂是在酸性条件下发生反应的,ph升高会抑制·oh的产生,而且会产生氢氧化铁沉淀而失去催化能力。当溶液中的h+浓度过高,fe3+不能顺利的被还原为fe2+,催化反应受阻。多项研究结果表明芬顿试剂在酸性条件下,特别是ph在3~5时氧化能力很强,此时的有机物降解速率最快,能够在短短几分钟内降解。此时有机物的反应速率常数正比于fe2+和过氧化氢的初始浓度。因此,在工程上采用芬顿工艺时,建议将废水ph调节到2~4,理论上在ph为3.5时为最佳。

3、有机底物

针对不同种类的废水,芬顿试剂的投加量、氧化效果是不同的。这是因为不同类型的废水,有机物的种类是不同的。对于醇类(甘油)及糖类等碳水化合物,在羟基自由基作用下,分子发生脱氢反应,然后c-c键断链;对于大分子的糖类,羟基自由基使糖分子链中的糖苷键发生断裂,降解生成小分子物质;对于水溶性的高分子及乙烯化合物,羟基自由基使得c=c键断裂;并且羟基自由基可以使得芳香族化合物开环,形成脂肪类化合物,从而消除降低该种类废水的生物毒性,改善其可生化性;针对染料类,羟基自由基可以打开染料中官能团的不饱和键,使染料氧化分解,达到脱色和降低codcr的目的。

4、过氧化氢与催化剂投加量

芬顿工艺在处理废水时需要判断药剂投加量及经济性。h2o2的投加量大,废水codcr的去除率会有所提高,但是当h2o2投加量增加到一定程度后,codcr的去除率会慢慢下降。因为在芬顿反应中h2o2投加量增加,·oh的产量会增加,则codcr的去除率会升高,但是当h2o2的浓度过高时,双氧水会发生分解,并不产生羟基自由基。催化剂的投加量也有与双氧水投加量相同的情况,一般情况下,增加fe2+的用量,废水codcr的去除率会增大,当fe2+增加到一定程度后。codcr的去除率开始下降。原因是因为当fe2+浓度低时,随着fe2+浓度升高,h2o2产生的·oh增加;当fe2+的浓度过高时,也会导致h2o2发生无效分解,释放出o2。在工程实际中过氧化氢及催化剂的投加一般通过实验后确定。