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[高浓废水] [资料] 芬顿试剂法降解高浓度制药废水

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2461 11
娜娜世界 发表于 2012-12-20 16:26:35 | 只看该作者 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
芬顿试剂法降解高浓度制药废水
来自:25hb.com



摘要:芬顿试剂具有非常高的氧化能力。本文以某制药厂车间废水为实验用水,调节废水pH值、H2O230%)投加量、FeSO4·7H2O投加量和反应时间的不同,分析探讨了降解高浓度制药废水的最加条件,试验表明,在最佳条件下芬顿试剂对此废水CODcr的处理效率可达到65%来自:25hb.com
  关键词:制药废水   芬顿试剂来自:25hb.com
  CODcr
去除率
来自:25hb.com
  某制药厂主要生产降血压药物及制剂,生产废水量约为1000m3/d,水质成分复杂,污染物浓度高,含有大量难降解物质。经分析调查决定对高浓度废水采取预处理措施,本研究采用芬顿试剂法降解该废水取得了较为满意的结果,CODcr的去除率可达65%
  1.
  
实验部分
  1.1废水水质来自:25hb.com
  某制药厂车间生产所产生的废水水质水量见下表:
             1 车间产生的废水水质水量
  
色度

来自:25hb.com
pH
来自:25hb.com

CODcr


BOD5/CODcr
来自:25hb.com
来自:25hb.com
水量
来自:25hb.com
来自:25hb.com
5
来自:25hb.com

1.5
来自:25hb.com
来自:25hb.com
20000~24000 mg/l

来自:25hb.com
0.27来自:25hb.com
  
1000m3/d




  1.2
试验仪器和试剂:

  来自:25hb.com
  85-2
型恒温磁力搅拌器(上海司乐仪器有限公司)、PHS-25数显酸度计(中国杭州雷磁分析仪器厂)、30%H2O2(分析纯,莱阳经济技术开发区精细化工厂)、FeSO4·7H2O(上海第二钢铁厂)、固体NaOH(国药集团化学试剂有限公司)、浓H2SO4(分析纯,莱阳双双化工有限公司)。

  来自:25hb.com
  1.3
反应机理:
来自:25hb.com
  Fe2++H2O2 →Fe3+ +·OH+OHˉ(1)来自:25hb.com
  Fe3++H2O2→Fe2++HO2·+H +来自:25hb.com
  
2

  Fe2+ +·OH →Fe3+ +OHˉ
  (3)

  Fe 3++ HO2 →Fe2+ +O2+H +来自:25hb.com
  来自:25hb.com
  (4)
来自:25hb.com
  ·OH+ H2O2→H2 O+HO2 ·
  来自:25hb.com
  (5)
  

  ·OH+ 有机物分子 产物来自:25hb.com
  (6)

  ·OH+·OH→ H2O2来自:25hb.com
  (7)
  
来自:25hb.com
  Fenton试剂是由H2O2Fe2+组成的混合体系。它通过催化分解H2O2产生·OH氧化有机物分子,特大分子有机物降解为小分子,或矿化为CO2H2O等无机物。
  来自:25hb.com
  1.4
试验方法
来自:25hb.com
  来自:25hb.com
  1.4.1
  
不同pH值影响

       温度在10的条件下,200ml水样调至不同的pH值,先后加入0.8gFeSO4·7H2O8mlH2O2,搅拌反应2小时后,用定性滤纸过滤,分别测定其CODcr值。
  
  来自:25hb.com
  1.4.2
  H2O2
投加量影响

        温度在10的条件下,200ml水样调至pH4,投加等量的FeSO4·7H2O0.8gH2O2投加量不同, 搅拌反应2小时后,用定性滤纸过滤,分别测定其CODcr值。来自:25hb.com
  来自:25hb.com
  来自:25hb.com
  1.4.3来自:25hb.com
  FeSO4·7H2O
投加量影响
来自:25hb.com
        温度在10的条件下,200ml水样调至pH4,分别投加不等量的FeSO4·7H2OH2O2投加8ml, 搅拌反应2小时后,用定性滤纸过滤,分别测定其CODcr值。
  
  来自:25hb.com
  1.4.4
反应时间影响
来自:25hb.com
        温度在10的条件下,200ml水样调至pH4,分别投加等量的FeSO4·7H2O 0.8gH2O2投加8ml, 搅拌,反应不同的时间后,用定性滤纸过滤,分别测定其CODcr值。来自:25hb.com
  2.来自:25hb.com
  
结果与讨论来自:25hb.com
  2.1 pH值不同对CODcr去除率的影响来自:25hb.com
  10的条件下,FeSO4·7H2O投加0.8gH2O2投加8ml/L,反应时间2小时,不同pH值对CODcr去除率的影响。
  
PH

来自:25hb.com
1.5
来自:25hb.com

2
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3

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4


5


6

来自:25hb.com
7
来自:25hb.com
来自:25hb.com
COD去除率(%)
来自:25hb.com
来自:25hb.com
5.1
来自:25hb.com

17.2


27.6
来自:25hb.com

52


31
来自:25hb.com

20.7
来自:25hb.com
来自:25hb.com
7


滤液COD mg/l
来自:25hb.com

22776

来自:25hb.com
19872
来自:25hb.com

17376

来自:25hb.com
11520
来自:25hb.com

16560
来自:25hb.com

19302
来自:25hb.com
来自:25hb.com
22320

来自:25hb.com
                        
0
  来自:25hb.com
  
10来自:25hb.com
  
  
20
  
  
30来自:25hb.com
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40来自:25hb.com
  
  
50
  
  
60来自:25hb.com
  来自:25hb.com
  
1
  
  
2来自:25hb.com
  
  
3来自:25hb.com
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4
  
  
5
  
  
6来自:25hb.com
  
  
7来自:25hb.com
  
  
pH来自:25hb.com
  
  
CODcr(%)
  
  

  1 不同pH值对废水CODcr去除率的影响来自:25hb.com
  由图1可以看出,原水(pH=1.5)处理效果很差,随着pH值的升高,去除率也在不断上升。这是因为pH值过低反应Fe3++H2O2→Fe2++HO2·+H +2)、Fe 3++ HO2 →Fe2+ +O2+H +4)受到抑制,Fe3+ 不能顺利地被还原为 Fe2+,造成反应Fe2++H2O2 →Fe3+ +·OH+OHˉ1)受到抑制,·OH很难生成。当废水pH值为4时,对CODcr去除率达到最高值,继续提高废水的pH值,CODcr去除率反而下降,这是因为pH值过高,Fe2+形成了氢氧化物沉淀,也不利于Fe2++H2O2 →Fe3+ +·OH+OHˉ1)的进行,另一方面,过高的OHˉ也不利于Fe2++H2O2 →Fe3+ +·OH+OHˉ1)的进行。根据实验结果得知,芬顿试剂在处理该废水的最佳pH值为4.0来自:25hb.com
  2.2 H2O2投加量不同对COD去除率的影响
  10的条件下,pH值取4FeSO4·7H2O投加量为0.8g,反应2小时的条件下,投加不同量的H2O2 CODcr去除率的影响  
  
双氧水投加量(ml/L)
来自:25hb.com

2


5


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COD去除率(%)

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62

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来自:25hb.com
滤液COD mg/l

来自:25hb.com
19920
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16800
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9600

来自:25hb.com
9120
来自:25hb.com

8880
来自:25hb.com
来自:25hb.com

  
来自:25hb.com

0来自:25hb.com
  
  
10来自:25hb.com
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2来自:25hb.com
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5
  
  
10来自:25hb.com
  
  
20
  来自:25hb.com
  
30来自:25hb.com
  
  
H2O2投加量(ml/L)
  来自:25hb.com
  
COD%
  来自:25hb.com
  

  2来自:25hb.com
  
不同H2O2投加量对废水CODcr去除率的影响来自:25hb.com
  从图2中可以看出,反应开始CODcr的去除效率是随着H2O2投加量增加而增加的。在投加量小于10ml/L时,其递增幅度较大,这是因为随着H2O2投加量增加,有利于反应Fe2++H2O2 →Fe3+ +·OH+OHˉ1)的进行,·OH的浓度也随之相应提高,去除率也就大大增加。当继续增大H2O2投加量时,过量的H2O2会与·OH发生反应·OH+ H2O2→H2 O+HO2 ·5)。造成·OH的含量逐渐减少,另外,在酸性溶液中,K2Cr2O4的氧化能力要高于H2O2,这会使一部分H2O2被氧化,测定出的COD浓度也就相应偏高。从经济和去除效率的角度来看,H2O2投加量宜选择10ml/L
  2.3
  
FeSO4·7H2O
投加量不同对COD去除率的影响
  10的条件下,pH4H2O2投加2ml,反应2小时的条件下,投加不同量的FeSO4·7H2OCODcr去除率的影响  
  
FeSO4·7H2O投加量(g/L)
来自:25hb.com

1


2
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3

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COD去除率(%)
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30

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滤液COD mg/l
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16800
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12480
来自:25hb.com

8400

来自:25hb.com
10080
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来自:25hb.com
11280
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  来自:25hb.com
  
来自:25hb.com
  
0来自:25hb.com
  
  
10
  
  
20来自:25hb.com
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30来自:25hb.com
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40
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50
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60来自:25hb.com
  来自:25hb.com
  
70
  来自:25hb.com
  
1
  来自:25hb.com
  
2来自:25hb.com
  来自:25hb.com
  
3来自:25hb.com
  
  
4来自:25hb.com
  
  
5
  来自:25hb.com
  
FeSO4·7H2O投加量(g/L)
  
  
COD去除率(%)
  来自:25hb.com
  

来自:25hb.com
3来自:25hb.com
  
不同FeSO4·7H2O投加量对CODcr去除率的影响
来自:25hb.com
  从图3中可以看出,FeSO4·7H2O投加量由1g/L升至3g/L时,CODcr的去除率逐步提高,最高达到65%。继续增加投加量,去除率有小幅降低,分析其原因是因为起初·OH的含量会随着Fe2+浓度的增加而增加,有利于CODcr的降低,但是当Fe2+浓度过高时Fe2+将会与生成的·OH发生反应,此时·OH的浓度随着Fe2+浓度的增加而减小,所以去除率有所降低,因此我们采用的FeSO4·7H2O投加量为3g/L
  2.4 反应时间对对COD去除率的影响
  10的条件下,pH4FeSO4·7H2O投加量为0.6gH2O2的投加量为2ml的条件下,不同反应时间对COD去除率的影响
  
反应时间(min)
来自:25hb.com

20


40

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60


90

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120

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COD去除率(%)


50

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61.2


65.3


65.1

来自:25hb.com
65.5
来自:25hb.com
来自:25hb.com
滤液COD mg/l

来自:25hb.com
12000

来自:25hb.com
9312
来自:25hb.com
来自:25hb.com
8328
来自:25hb.com

8376


8280


来自:25hb.com
  
0来自:25hb.com
  
  
10
  
  
20来自:25hb.com
  
  
30来自:25hb.com
  来自:25hb.com
  
40来自:25hb.com
  来自:25hb.com
  
50
  来自:25hb.com
  
60
  来自:25hb.com
  
70来自:25hb.com
  
  
20
  
  
40来自:25hb.com
  来自:25hb.com
  
60来自:25hb.com
  来自:25hb.com
  
90
  来自:25hb.com
  
120
  来自:25hb.com
  
反应时间(min来自:25hb.com
  来自:25hb.com
  
COD去除率(%
  
  
来自:25hb.com

                              4不同反应时间对CODcr去除率的影响
  从图4中可以看出,随反应时间的增加去除率也在较小幅度的升高,但1小时后升幅明显减慢,最终趋于稳定。故我们采用的反应时间为1小时。
  结论
  1)
  
pH值为4FeSO4投加量为3g/LH2O2的投加量为10ml/L,反应时间为1小时的条件下,芬顿试剂该厂高浓度制药废水的处理效率可以达到65%来自:25hb.com
  2)来自:25hb.com
  
本研究所有试验均在10℃左右进行,低于 Fenton试剂反应的最加温度为 25℃40℃,但处理效果较好,适用于温度低于最佳温度的废水处理。
  3)来自:25hb.com
  
试验中加入H2O2后产生较多量沉淀,在实际应用中应考虑沉淀的去除。
  
  
  参考文献:来自:25hb.com
  1 彭贤玉,杨春平等,Fenton—混凝沉淀法处理焦化废水的研究 环境科学与技术,2006来自:25hb.com
  2 马承愚,彭英利编著.高浓度难降解有机废水的治理与控制 化学工业出版社,2007
  3. 程学文,栾金义等,p H调节一Fenton试剂氧化法预处理间甲酚生产氧化废水 化工环保,2005

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精彩评论11

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沙发
weilian 发表于 2019-3-19 21:36:35 | 只看该作者
其实这是个好帖子赞一个
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板凳
a531088200 发表于 2019-6-21 11:17:12 | 只看该作者
我看他们有的方案是把芬顿放在处理工艺的后端,为啥呢?
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地板
jingling8010 发表于 2019-7-4 21:22:06 | 只看该作者
好帖子。值得看看。谢谢分享
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5#
阿达 发表于 2019-9-16 17:06:46 | 只看该作者
绝对的好帖子呀  值得收藏呀  感谢楼主分享  谢谢
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6#
wslwqa 发表于 2019-11-18 11:43:38 | 只看该作者
绝对的好帖子呀  值得收藏呀  感谢楼主分享  谢谢
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7#
dhb 发表于 2020-2-11 10:44:53 | 只看该作者
回帖是种美德.
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8#
davidwater 发表于 2020-4-12 19:32:51 | 只看该作者
绝对的好帖子呀  值得收藏呀  感谢楼主分享  谢谢
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9#
兰戈 发表于 2021-3-21 22:10:21 | 只看该作者
值得收藏,非常好的帖子
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10#
小可 发表于 2021-6-7 09:23:10 | 只看该作者
好帖子呀  值得收藏呀  感谢楼主分享  谢谢
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11#
shenmozart 发表于 2021-7-2 17:31:26 | 只看该作者
绝对的好帖子呀  值得收藏呀
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12#
sc7755 发表于 2022-1-2 18:13:05 | 只看该作者
好帖子赞一个,收藏。
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