UV/Fenton试剂降解RDX废水的研究

UV/Fenton试剂降解RDX废水的研究（精选5篇）

篇1：UV/Fenton试剂降解RDX废水的研究

UV/Fenton试剂降解RDX废水的研究

摘要：研究了Fenton试剂的用量、pH值、光照时间对UV/Fenton试剂降解黑索今(RDX)废水效果的`影响.结果表明,UV/Fenton试剂对RDX废水有较好的降解作用,在60 W紫外灯照射下,RDX废水初始质量浓度为180 mg/L、pH值为3、10%双氧水用量为1.20 mL、10% FeSO4溶液[(n(FeSO4)∶ n(H2O2)=1∶ 10)]用量为0.12 mL、光照时间为60 min时,RDX去除率达到95%,CODCr去除率为82%.作 者：王亮  作者单位：山西省环境监控中心,山西,太原,030024 期 刊：山西化工   Journal：SHANXI CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)：, 30(2) 分类号：X789 关键词：紫外光    Fenton试剂    黑索今废水   

篇2：UV/Fenton试剂降解RDX废水的研究

采用UV/Fenton法降解甲基绿溶液,探讨了H2O2浓度、Fe2+浓度以及pH值对甲基绿脱色率与去除率的影响.UV对甲基绿光降解反应的.速率起促进作用,H2O2浓度决定甲基绿的去除率,Fe2+浓度是影响降解速率的主导因素,而随pH值降低甲基绿反应速率明显增大.比较了甲基绿在光降解过程中的色度去除率和总有机碳(TOC)去除率之间的关系,表明总有机碳去除率滞后于色度去除率.

作 者：康春莉 王向锋 郭平郭晶 于宏兵 KANG Chun-li WANG Xiang-feng GUO Ping GUO Jing YU Hong-bing  作者单位：康春莉,王向锋,郭平,郭晶,KANG Chun-li,WANG Xiang-feng,GUO Ping,GUO Jing(吉林大学环境与资源学院环境科学系,吉林,长春,130023)

于宏兵,YU Hong-bing(吉林大学环境与资源学院水文水资源系,吉林,长春,130026)

篇3：UV/Fenton试剂降解RDX废水的研究

有色染料是是纺织废水的主要污染源[3], 全球纺织工业每年大约有10%的染料未经处理而直接排放到废水中[4], 造成不同程度的环境污染。高级氧化工艺作为重要的污水处理工艺, 在难降解污染物的处理上取得了较好效果[5]。

由于均相Fenton反应中的Fe2+和Fe3+由于没有固定载体而和废水直接接触会造成二次污染, 为了克服这个缺点, 研发了不同表面载体的非均相Fenton催化剂。例如, 使用沸石固定铁离子[6], 壳聚物负载铁离子[7]等。非均相UV/Fenton法在对废水进行处理时, 实现了废水的氧化处理, 又不会造成二次污染, 可以有效的改善原方法中存在的缺点和不足。

本研究以交联壳聚糖树脂作为非均相催化剂载体, 研制出具有高效催化效率的非均相UV/Fenton催化剂。以6-硝废水作为研究对象, 考察非均UV/Fenton催化剂对废水的CODCr降解效果。结果表明, 6-硝废水CODCr的降解率达到97.0%。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

H2SO4 (98%) , 质量分数为30%的H2O2, Fe SO4·7H2O, 硫酸亚铁铵, 无水乙醇, 丙酮, 戊二醛, 冰乙酸, 均为分析纯;壳聚糖。

PHS-3C p H计, DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器, BS223S电子天平, DHG-9023A电热恒温鼓风干燥箱, SHZ-DⅢ循环水真空泵, 高压金卤灯, 紫外灯。

1.2 实验水质

实验6-硝废水取自重庆某化工厂工业废水, 原废水p H为0.7, CODcr为12610mg/L。

1.3 实验方法

1.3.1 催化剂的制备方法

称取一定量的壳聚糖于三口烧瓶中, 加入醋酸溶液, 搅拌成为均匀透明胶体后, 滴加戊二醛溶液, 滴加完后升温至70℃, 保温搅拌反应2h后, 冷却至室温, 通入N2以脱出溶解氧, 称取与壳聚糖等摩尔量的Fe SO4·7H2O于烧杯, 并溶于稀硫酸溶液中, 加入到三口烧瓶中, 在室温下搅拌进行交联壳聚糖树脂负载Fe2+的反应。反应3h后, 调节p H至2~3, 继续反应0.5h后, 用60m LV (丙酮) :V (乙醇) =1:1的溶液将产物沉淀出来, 用乙醇清洗抽提3次后在50℃干燥至恒重, 得棕黄色粉末的催化剂[8]。

1.3.2 实验和分析方法

取100ml 6-硝废水, 用电石渣调节到所需p H后, 加入适量聚铝, 搅拌, 静置二十分钟后, 抽滤, 取滤液, 加入一定量的催化剂, 开启恒温加热磁力搅拌器, 持续搅拌30min, 使废水在催化剂表面达到吸附-脱附平衡后加入一定量的30%的H2O2, 然后迅速开启紫外灯, 并以此为反应的开始时间。一定时间后, 抽滤, 将滤液p H调为7, 加入适量聚铝溶液, 静置, 抽滤, 将p H调为适宜p H后, 进行二次氧化, 氧化后重复上述操作, 得到处理完成的水样。COD测定采用重铬酸钾标准法测定。

2 结果与讨论

2.1 不同催化剂用量对CODCr降解率的影响

表1考察了不同催化剂用量对废水CODCr降解率的影响。结果表明, 当催化剂用量从0.150g增加到0.750g的过程中, 随着催化剂投加量的增加, CODCr的降解率从90.4%增大至93.2%, 其后又逐渐降低到92.9%。从表中的结果可以看出, 当催化剂投加量等于0.600g时, CODCr的去除效果较好。说明在一定范围内增加催化剂的用量有助于CODCr降解率的提高。而当催化剂投加量超过这个范围后, CODCr的降解率反而会下降。这可能是由于Fe2+是催化产生羟基自由基的必要条件, 在无Fe2+的条件下H2O2难以分解产生自由基;当Fe2+投加量较少时, 催化反应极慢, 导致·OH自由基的产生量和产生速率变慢, 从而使降解过程受到抑制;当Fe2+投加量超过最佳投加量时, 过多的Fe2+会还原H2O2, 且自身氧化为Fe3+, 不仅增加了废水色度还导致紫外光的透射率降低。因此, 在基准条件下Fe SO4·7H2O最佳投加量为0.6g。

实验条件废水处理量:100m L;p H值为2;H2O2用量:第一次氧化2m L、第二次氧化1m L;反应时间:第一次氧化30min、第二次氧化30min;紫外光功率:25W。

2.2 不同H2O2浓度对CODCr降解率的影响

图1考察了H2O2用量对废水CODCr降解率的影响。从图1可以看出, 双氧水二级氧化总加入量从2.7m L逐渐增加到3.9m L的过程中, CODCr降解率呈现出先升高后降低的趋势。随着H2O2用量的增加, 产生的HO·自由基的量也在增大, 相应的CODCr降解率也增加。在H2O2投加量为3.3m L时去除效果达到最佳, CODCr降解率为91.4%。当超过一定量时, 继续增大其投加量并不能直接提高CODCr的降解率, 这可能是因为过量的H2O2会在一开始就把Fe2+迅速氧化成Fe3+, 使氧化反应在Fe3+的催化下进行, 由于Fe3+与H2O2作用产生Fe2+和HO2·的反应速度较慢, 而反应速率是由反应中速率最慢的一步控制, 因此, 加入过量的H2O2会导致反应体系的CODCr降解率稍有下降。所以H2O2的投加量也存在着一个最佳值。

2.3 不同p H值对CODCr降解率的影响

表2考察了不同p H对6-硝废水的CODCr降解率的影响。研究结果表明, 在p H从2增加到7时, CODCr降解率总体上呈现出先增大后减小趋势, 但变化不大, 说明负载Fe2+催化氧化时的p H的适应范围比均相时大。整个过程呈现出先增大再减小趋势。在p H=3左右时效果最好, CODCr降解率可达91.6%。p H值偏高或偏低对反应结果都有抑制作用。其原因可能是因为Fenton试剂在酸性条件下反应进行较为完全, 而在碱性条件下溶液中的Fe2+离子会以氢氧化物的形式沉淀降低了催化效能, 从而抑制羟基自由基的产生, 致使CODCr的降解率有较大降低[9]。另一方面, 当p H值偏低时, 溶液中的H+的浓度过高, 抑制了三价铁离子还原成二价铁离子, 也使催化剂反应受阻, 因而降低了Fenton试剂的氧化能力。因此, p H值等于7可为最佳的反应条件。

实验条件废水处理量:100m L;催化剂用量:第一次氧化0.200g、第二次氧化0.100g;H2O2用量:第一次氧化2m L、第二次氧化1m L;反应时间:第一次氧化30min、第二次氧化30min;紫外光功率:25W。

2.4 不同反应时间对CODCr降解率的影响

表3考察了不同反应时间对废水CODCr降解率的影响。从图2可以看出, 随着反应时间的增加, CODCr的降解率快速增大后又逐步降低。在反应时间达到80min后获得最好的CODCr去除效果, CODCr降解率达92.8%。CODCr降解率快速增大可能是因为前面长时间的光照反应使大部分的有机物被分解为小分子物质而能更好的与·OH自由基进一步的反应[10], 从而去除了大部分的CODCr。

实验条件废水处理量:100m L;p H值为2;催化剂用量:第一次氧化0.200g、第二次氧化0.100g;H2O2:第一次氧化2m L、第二次氧化1m L;紫外光功率:25W。

2.5 不同紫外灯功率对CODCr降解率的影响

实验条件废水处理量:100m L;p H值为3;催化剂用量:第一次氧化0.400g、第二次氧化0.200g;H2O2:第一次氧化2.2m L、第二次氧化1.1m L;反应时间:第一次氧化40min、第二次氧化40min。

表4考察了紫外灯的不同功率对废水CODCr降解率的影响。实验结果表明, 在紫外灯功率较小时, 产生的光子强度较小, 受光激发产生的电子和空穴数量也由此减少, 从而导致产生的·OH数量较少, 所以致使CODCr降解效果较差[11];紫外灯功率太大时, 在H2O2加入后受热分解快, 从而导致CODCr降解效果较差。由此可见, 紫外灯功率为250W时, CODCr降解率最佳, 且降解后的废水颜色也由25W时的黄色变为无色, 脱色效果也最佳。

3 结论

篇4：UV/Fenton试剂降解RDX废水的研究

关键词：垃圾渗滤液；高级氧化法；UV/Fenton法；废水处理

中图分类号：X131.2 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 16-0001-02

一、引言

垃圾渗滤液是由各种化合物和沤化腐烂物质生成，含有浓度极高的BOD、COD、含氮化合物、含磷化合物、有机卤化物及硫化物、无机盐类等，不仅气味恶臭，而且其中不少是致癌物。若排放地表，污染环境；溶入地下，污染水源，是城市环境和人体健康的一大危害［1-3］。

垃圾渗滤液的传统处理方法包括物化和生化法，但物化法要么成本高、要么会带入新的化学品污染而不被广泛应用；生化法由于垃圾渗滤液的可生化性较差从而效果较差［4，5］。近年来，高级氧化技术(简称AOP，又称深度氧化技术)逐渐成为水处理技术的研究热点。高级氧化技术运用电、光辐射、催化剂，有时还与氧化剂结合，在反应中产生活性极强的自由基（·OH），再通过自由基与有机化合物之间的加合、取代、电子转移、断键等，使水体中的大分子难降解有机物氧化为低毒或无毒的小分子物质。根据产生自由基的方式和反应条件的不同，可将其分为光催化氧化、Fenton氧化、催化湿式氧化、声化学氧化臭氧氧化、电化学氧化及相应的催化氧化等等[6，7]。

二、实验部分

（一）实验试剂和水样

本实验使用的垃圾渗滤液来自南京天井洼垃圾填埋场，经稀释8倍后使用，稀释后垃圾渗滤液的pH为7.7左右，COD为1363mg/L。

（二）主要仪器

（三）实验方法

在烧杯中倒入200mL垃圾渗滤液，将紫外灯插入到溶液中，加入一定量的FeSO4、H2O2、和草酸钾，用氢氧化钠和盐酸调节溶液的pH值，加入药剂的同时开启紫外灯进行辐射，并进行磁力搅拌。反应一段时间后取上清液用微波消解法测定并计算出垃圾渗滤液COD的去除率。考察pH值、H2O2用量、反应时间、草酸钾、FeSO4用量对处理效果的影响。

三、结果与讨论

（一）H2O2用量对COD去除率的影响

（二）pH值对COD去除率的影响

在H2O2值、FeSO4用量、草酸钾用量及反应时间相同的条件下，测定pH值变化对垃圾渗滤液COD去除率的影响。其结果见图2.2。

（四）草酸钾用量对COD去除率的影响

在反应体系中加入少量的草酸可加快污染物的降解作用。这是由于在反应过程中草酸可以和Fe3+形成配合物，Fe(C2O4)33-具有高度的光敏性，在紫外光照射下，可以显著增加Fe2+还原的量子产率Fe(Ⅱ)。在紫外光照下，Fe3+还原为Fe2+是通过光诱导的配体与金属原子之间的电荷转移来实现，在此过程中，草酸被氧化成的CO2一·或C2O4一·自由基与其他的污染物反应，从而加快污染物的降解速率。如果C2O4一用量过少，混凝效果较差，导致有效光子不能完全转化为化学能，COD去除率较低；如果C2O4一用量过多，溶液易混浊，导致吸收紫外光的能力降低，造成光散射，反应速率有所降低。草酸钾最佳用量为5g/L。

（五）反应时间对COD去除率的影响

四、结论

UV/Fenton法能够较好地处理垃圾渗滤液，当H2O2用量17.5g/L，pH值为4，FeSO4用量为7.5g/L，草酸钾用量为5g/L，反应时间为90min时，垃圾渗滤液中COD的去除率达到60.6%。该技术可以作为垃圾渗滤液的预处理技术而进行进一步研究。

参考文献：

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[2]王红梅,郑振晖,于玉华.垃圾渗滤液处理技术研究进展[J].安徽化工,2007,4(3):53-55.

[3]林荣榜.垃圾渗滤液的危害及其处理[J].环境管理,2007,6(2):65-66.

[4]石永,周少奇,张鸿郭.垃圾渗滤液处理技术研究进展[J].中国沼气,2006,3(4):27-30.

[5]张祥丹,王家民.城市垃圾渗滤液处理工艺介绍[J].给水排水,2000,10(6):13-18.

[6]桂新安,杨海真.高级氧化技术在垃圾渗滤液处理中的应用[J].环境科学与管理,2007,2(6):58-63.

[7]陈德强.高级氧化法处理难降解有机废水研究进展[J].环境保护科学,2005,132(4):20-23.

[8]陈玉峰,陈力,张坤玲.UV/Fenton法在废水处理中的应用[J].石家庄职业技术学院学报,2007,6(3):15-17.

[9]吴少林,谢四才,李明俊.Fe3+草酸盐络合物/H2O2日光体系对垃圾渗滤液的处理[J].环境科学研究,2005,18(3):29-32.

篇5：UV/Fenton试剂降解RDX废水的研究

垃圾渗滤液作为目前最难降解的废水之一，它的成分十分复杂，其主要来源于降雨、径流、地下水的渗透及城市垃圾本身的内含水[1]，具有COD浓度高、金属含量高、氨氮浓度高、水质水量变化大等特点[2]。对于这类含有大量难生物降解化合物的废水，通常采用高级氧化法、光催化氧化法、以及光催化-高级氧化组合工艺进行预处理之后再进行生化处理。

Fenton试剂是H2O2同Fe2+两者的混合试剂，Fenton氧化法可使带有苯环、羟基、-CO2H及-SO3H,-NO2等取代基的有机物氧化分解，提高废水可生化性，降低废水毒性[3]。Fenton试剂已经被广泛地应用于市政污水、垃圾渗滤液及含有酚、硝基苯、染料和甲醛的工业废水和污泥的处理[4]。

Fenton试剂处理垃圾渗滤液的过程通常由四步组成：pH调节、氧化反应、中和絮凝、沉淀。Fenton法降低COD的主要过程为絮凝和氧化两步[5]。其中，Fenton氧化的反应机理为(以铁离子为例)，如式（1)～(4）所示。

上述反应中的过氧化氢作为氧化Fe2+和有机物的氧化剂。但当遇到强的氧化剂，如重铬酸钾时，它将作为还原剂，被分解生成O2，这些过氧化氢反应是复杂的，并且与反应条件和催化剂种类有关[6]。Fenton絮凝：在一定的酸度条件下，Fe2+被氧化生成Fe(OH)3,Fe(OH)3在pH值较高时以胶体形态存在，具有凝聚、吸附性能。用Fenton试剂处理垃圾渗滤液，不仅可以降低COD浓度，而且使大分子难降解有机物分解转化为可降解的小分子有机物。

张晖等[7]用Fenton法处理垃圾渗滤液，当H2O2/Fe2+投加比为3时，COD去除率随H2O2投加量的增加而上升，H2O2的投加量为0.1mol/L时，COD去除率可达67.5%。熊忠等[8]用混凝-Fenton-SBR处理垃圾渗滤液，经过处理后的垃圾渗滤液的COD、BOD去除率大于95%，出水水质达到排放标准。孟玢等[9]用Fenton法氧化处理垃圾渗滤液生化工艺出水，当pH为7,Fe SO4·7H2O的投加量为0.1mol/L,H2O2投加1次，H2O2/Fe SO4·7H2O投加比为4:1，反应时间为210min，反应温度为30℃时，此时COD去除效果最佳。邹长伟等[10]用Fenton法、UV/Fenton法深度处理垃圾渗滤液，当pH为3,Fe SO4·7H2O浓度为3.6×10-4mol/L，反应时间为120min时，COD去除率达71.5%。程洁红等[11]用Fenton法对城市垃圾渗滤液进行预处理研究，当Fe SO4·7H2O的投加量为0.2%,H2O2/Fe S O4·7H2O为11，聚合铁投加量为1.2‰，CODCr去除率为68.2%，色度去除率为98%。

目前应用Fenton法及其组合工艺处理处理垃圾渗滤液已成为目前研究的热门课题。但是目前用UV/Fenton法对垃圾渗滤液进行预处理的研究报道较为罕见。

本研究采用高级氧化工艺UV/Fenton法对垃圾渗滤液进行预处理研究，分别考察了pH、H2O2投加量和Fe SO4·7H2O投加量三个运行参数对试验装置处理垃圾渗滤液的COD去除效果的影响。

2 试验材料与方法

2.1 试验原水水质

试验原水取自北京市某垃圾填埋场垃圾渗滤液调节池，废水外观呈黑褐色，有恶臭味，COD达12000～14000mg/L,BOD5为8000～9000 mg/L,SS为400～500mg/L,NH3-N浓度为1600mg/L,pH值为8～9，色度为1250倍。

2.2 试验方法和装置

取50ml垃圾渗滤液原液于1000mL量筒中，并用自来水稀释到1000mL（稀释过后的垃圾渗滤液原液下文中简称原水），将稀释后的原水倒入1000mL烧杯中，再用小型磁力搅拌器对其进行搅拌，同时加入一定量的Fe SO4·7H2O固体，用H2SO4或Na OH调节pH值到指定值；待完成上述操作之后，把紫外灯灯管插入到待处理原水中，并加入一定体积的H2O2，迅速开始计时，分别过5min、15 min、30 min、60min、90 min和120 min后从烧杯中移取20ml水样于50mL小烧杯中；先测定小烧杯中水样的pH值，再用H2SO4或Na OH调节pH值至10，并把调节好的水样过滤至10mL试管中，采用国家规定的标准方法[12]测定水样的COD cr值。试验装置见图1。

3 试验结果与分析

3.1 pH的影响

在15W紫外灯连续照射下，固定Fe SO4·7H2O的投加量为0.1g/L,H2O2(30%）投加量为1mL/L，在不同pH值条件下处理垃圾渗滤液原水，反应时间为2h，结果如图2所示。

由图2可知，UV-Fenton试验装置处理垃圾渗滤液的COD去除率随着pH的上升呈现先升后降的趋势；当pH=8时COD去除率为86.8%，此时，COD的处理效果最好。

1、紫外照射装置2、支架3、石英玻璃4、紫外灯管5、转子6、磁力搅拌器7、紫外光源8、烧杯

3.2 H2O2投加量的影响

在15W紫外灯的连续照射下，保持Fe SO4·7H2O的投加量为0.1g/L不变，同时调节原水pH值为8，在投加不同体积的H2O2的条件下处理原水，反应时间为2h，结果如图3所示。

由图3可知，随着H2O2投加量的增加，COD去除率呈现逐渐上升的趋势；综合考虑处理成本和运行费用，宜将H2O2投加量控制在1m L/L,COD处理效果既经济又高效。

3.3 FeSO4·7H2O投加量的影响

在15W紫外灯的连续照射下，调节原水pH值为8，保持H2O2投加量为1mL不变，改变Fe SO4·7H2O的投加量，在此条件下处理原水，反应时间为2h,COD的去除率变化如图4所示。

由图4可知，当Fe SO4·7H2O=0.1g/L时，COD去除率最高，COD去除率呈现先升后降的趋势；Fe SO4·7H2O的投加量过多或过少都不利于COD的去除。因此确定最佳Fe SO4·7H2O的投加量为0.1g/L。

4 结语

4.1 垃圾渗滤液中含有大量难降解物质，单纯采用生化处理不能满足排放要求，需采用强氧化处理如Fenton法等化学氧化法先对其进行预先处理，使其部分难降解有机物氧化分解，提高可生化性，降低其毒性，为后续生化处理提供条件。

4.2 用UV/Fenton氧化法处理稀释后的垃圾渗滤液原水，最佳运行条件为：初始pH值为8,Fe SO4·7H2O的投加量为0.1g/L,H2O2的投加量为1ml/L，反应时间为60min，反应后的pH值为7.6,COD-Cr的去除率为86.80%。

参考文献

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[10]邹长伟.Fenton试剂UV/Fenton试剂深度处理垃圾渗滤液[J].江西科学,2004.22(4):246-249.

[11]程洁红.Fenton-混凝法在垃圾渗滤液预处理中的试验研究[J].江西石油化工学院学报,2002.14(2):27-29.