Fenton试剂对垃圾渗滤液中有机物的去除特性研究
Fenton氧化-活性炭-沸石吸附去除垃圾渗滤液中的有机物.
1） Fenton 氧化试验： 取 600 mL 水样置于 1L 烧杯 性萃取。将上述三份萃取液混合至旋转蒸发器中，在
水污染防治
Water Pollution Control
47
30 ℃ 下蒸发浓缩至 5 mL，加少量无水硫酸钠干燥，置 于小瓶中 4℃ 避光保存待测。采用气相色谱法测定 样品中的有机物质。 2 试验结果与分析 2. 1 Fenton 试剂氧化正交试验
Fenton 试剂氧化法是目前应用最为广泛的一种 石、活性炭、粉 煤 灰、膨 润 土、树 脂 等。活 性 炭 因 具
废水处理高级氧化技术，其反应机理是破坏难降解有 机分子结构，改善其生化性或对其彻底矿化，在垃圾
有 较 大 的 吸 附 容 量 ，在 水 和 废 水 的 处 理 中 得 到 了 广 泛的应用［9-11］。
表 1 垃圾渗滤液样品水质
Table 1 The quality of leachate samples
指标 含量 指标 含量
ρ（ COD） / （ mg·L －1 ） 1950 ～ 2500 pH 7. 71 ～ 7. 94
ρ（ 氨氮） / （ mg·L －1 ） 710 ～ 780
ρ（ As） / （ mg·L －1 ） 0. 0803
Guilin University of Technology，Guilin 541004，China）
Abstract： The optimal reaction conditions on treating refuse leachate with Fenton reagent oxidation was studied，based on which the tests of activated carbon-zeolite combination adsorption were carried out，whose treatment effect was compared，the results showed that the best effect could be got under the conditions of pH = 4，n（ H2 O2 ） / n（ Fe2 + ） = 10，reaction time = 60 min and settling time = 90 min． The ranking of the adsorption effect of COD in the leachate by three combinations was in the order： activated carbon-zeolite ＞ zeolite-activated carbon ＞ activated carbon + zeolite； and the capacity of removing NH3 -N in the leachate was in the order： activated carbon + zeolite ＞ activated carbon-zeolite ＞ zeolite-activated carbon． COD，NH3 -N， chroma and pH in the leachate were 82. 05 mg / L，22. 65 mg / L，5 times and 6. 25 respectively after the trentment by Fenton oxidation-activated carbon + zeolite adsorption； and also the organisms could be fully degraded，whose sorts and content were decreased． Hence all the indexes of the refuse leachate could meet the emission standard． Keywords： landfill leachate； Fenton oxidation； activated carbon； zeolite
Fenton-SBR工艺对渗滤液溶解性有机物的去除特性
Ｆ ｎｏ －Ｂ 工艺 对 渗滤 液溶 解性 ｅ ｔｎＳ Ｒ 有机 物 的去 除特 性
刘 智 萍 郭 劲松 Ａｂ ｕｈ ｓａ Ａ Ａｂ ｓ ， ， ， ｄ ｌｕ ｓｉ ｂ ａ 。 方 芳
（ ． 庆 大 学 城 市建 设 与 环 境 工程 学 院 ，重庆 ４ ０ ４ ；． 士拉 大 学工 程 学 院 ， 拉 克 ， １重 ０ ０ ５２ 巴 伊 巴士拉 ）
ＣＯ Ｄ＞ ＤＯＣ ， ｒ ｓ ｃ ｉ ｅ ｙ ｅ ｐｅ ｔｖ ｌ ．
Ｋｅ ｒ ：Ｌｅ ｃ ａ ｅ ｔ ｅ ｔ ｎｔ ｙ ｗｏ ｄｓ ａ ｈ ｔ ｒ ａ ｍｅ ；ＤＯＭ ；Ｃｏｍｂｉ ｄ ｐｒ ｃ ｓ ；Ｍ ｏ ｅ ｕ ａ ｉ ｎｅ ｏ ｅ ｓ ｌ ｃ ｌ ｒｗｅｇｈｔ（ Ｗ ）；ＤＯＭ ｒ ｃｉ ｓ Ｍ ｆ ａ ｔｏｎ
２ Ｆ ｃ ｌ ｆＥｎｉｅ ｒ ｇ Ｂ ｓａ ｉｅｓｔ ， ｓａ ，ｒｇ ． ａ ｕｔ ｏ ｊ ｅｉ ， ａ ｒｈ Ｕｎｖ ｒｉｙ Ｂａｒ ｈ Ｉａ ） ｙ ｎ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｈ ｒ ｍｏｖ １ ｆ ｅ ｔ ｆ ｓ ｏｌ ｅ ｏ ｇａ ｃ ｅ ｅ ａ ｅ ｆ ｃ ｏ ｄｉｓ ｖ ｄ ｒ ｎｉ ｍａ ｔ ｒ（ＤＯＭ ）ｉ ｌ ｎｄ ｉｌ ｅ ｃ ｔ ｂ Ｆｅ ｔ ｎ ＳＢＲ ｔｅ ｎ ａ ｆｌ ｌａ ｈａ ｅ ｙ ｎｏ — ｔｅ ｔ ｎ ｒ ｃ ｓ ｓｉｖ ｓｉａ ｅ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｐ ｏ ｅ ｓ ｗａ ｎ ｅ ｔｇ ｔ ｄ． Ａｎｄ ｔ ｅ ｃ ｎ ｓ ｏ ｈ ｈａ ｇｅ ｆ ＤＯＭ ｏ ｅ ｕｌｒ ｗｅ ｇ ｍ ｌ ｃ ａ ｉ ｈｔ （ Ｗ ） ａ ｈｅ ｆ ａ ｔｏ Ｍ ｎｄ ｔ ｒ ｃ ｉ ｎｓ ｈｕ ｃ ａ ｉ （ Ａ ），ｆ ｌ ｉ ｃｄ （ ｍｉ ｃｄ Ｈ ｕ ｖ ｃ ａ ｉ ＦＡ ） ａ ｄ ｈｙ ｒ ｈｉ ｃ （ ｎ ｄ ｏｐ ｌ ｉ ＨｙＩ ｉ ｏ ｂ ｎ ｄ ｐ ｏ ｅ ｓ ） ｎ ｃ ｍ ｉ ｅ ｒ ｃ ｓ ｗａ ｌ ｏ ａ ｌ ｅ ｓ ａ ｓ ｎａｙｚ ｄ． Ｉ ｓ ｔ ｉ ｓ ｏ ｈ ｔｔ ｅ ｖａ ｏ ｈ ｗｎ ｔ ａ ｈｅ ｒ ｍｏ ｌ ｆ ＣＯＤ 、 ＤＯＣ ｎ Ｖ２４ ａｄＵ ５ ｗａ ．１ ｓ ７９ 、７ ．６ ３ ａｄ９ ｎ ２．９ ｗｉｈ ｈ ｃ ｍｂｉ ｅ ｔ ｔ ｅ ｏ ｎｄ
芬顿高级氧化工艺在垃圾渗滤液处理中的应用
芬顿高级氧化工艺在垃圾渗滤液处理中的应用1. 引言1.1 背景介绍垃圾渗滤液是指垃圾堆场中由于降雨等因素产生的含有大量有机物和重金属的污水。
这种污水如果不经过处理直接排放到环境中，会对土壤和地下水造成严重污染，甚至影响周边居民的健康。
垃圾渗滤液的处理成为了垃圾处理场必须面对的重要问题。
背景介绍完毕，接下来将会介绍芬顿高级氧化工艺的原理，以及在垃圾渗滤液处理中的具体应用案例。
通过深入了解，我们可以更好地掌握这种技术的优势和不足，为未来的改进和发展提供更加科学的方向。
1.2 目的和意义垃圾渗滤液处理是目前环境保护领域的一个重要问题，垃圾渗滤液中含有大量有机物、重金属等污染物质，对环境和人类健康构成严重威胁。
寻找一种高效、经济、环保的处理方法对于解决垃圾渗滤液污染问题至关重要。
本文旨在探讨芬顿高级氧化工艺在垃圾渗滤液处理中的应用，分析其处理效果和工艺优势，为推动垃圾渗滤液处理技术的发展，保护环境提供技术支持和借鉴，具有重要的现实意义和社会意义。
2. 正文2.1 芬顿高级氧化工艺的原理芬顿高级氧化工艺是一种常用于处理有机废水和垃圾渗滤液的高效水处理技术。
其原理是通过在酸性条件下，将Fe（Ⅱ）和H2O2混合，在Fenton试剂的作用下产生羟基自由基（•OH），这种强氧化性自由基能够迅速氧化有机物质，将其分解为无害物质。
具体来说，Fenton试剂中的Fe（Ⅱ）经催化反应被氧化成Fe（Ⅲ），与H2O2生成的过氧化氢根离子（•OH）反应，产生的自由基•OH具有强氧化性，能够将有机废水中的有机物氧化分解为二氧化碳和水。
Fenton试剂还能够促进氧化还原反应、光氧化反应、光催化反应等，进一步提高水处理效率。
芬顿高级氧化工艺通过生成强氧化性自由基，有效降解有机废水中的有害物质，达到净化水质的目的。
其优点在于处理效率高、成本低、操作简单等，因此在垃圾渗滤液处理中被广泛应用。
也存在着工艺条件对反应效率影响大、废液中的阴离子对反应影响等不足之处，需要进行进一步改进和优化。
Fenton法处理垃圾渗滤液
发展前景
Fenton技术开发至今已经有100多年的历史 ，由于条件的限制，至今仍然没有得到产业 化应用。主要原因是但其存在着体系中有大 量的亚铁离子存在和过氧化氢的利用效率不 高等问题。
背景介绍
2.Fenton法简介 Fenton氧化处理技术是一种依据产生羟基自 由基降解有机污染物的高级氧化处理技术， 能够有效地对垃圾渗滤液中的难生物降解的 有机物质进行氧化降解。
相关研究
（3）US-Fenton法 超声波(US)对有机物的降解是通过超声辐射 产生的空化效应(瞬间局部高温 5000K，高 压 50MPa，高冷却速率 109K/s，超高速射 流)，使 H2O 和溶解在水中的 O2发生裂解反 应生成大量 HO·、O·和HOO·等高活性的自 由基团对污染物进行降解；超声波的这种特 性与 Fenton 试剂发生协同效应，使羟基自 由基得以快速而大量的产生，加速有机污染 物的降解。
相关研究
微波辅助类 Fenton 反应较另外两种工艺只 有略微的提高，但经微波辅助类 Fenton 反 应处理后的废水，其 B/C的值较另两种工艺 有了显著提高。（微波；Fe3+）
相关研究
（5）生物-Fenton法 Fenton 法和类Fenton 法作为预处理工艺能 将废水中难生物降解的大分子有机化合物分 解为小分子物质，提高废水的可生化性。然 后再用生物降解法处理污水可达到非常好的 处理效果。
Fenton法处理垃圾渗滤液 1
Fenton法处理垃圾渗滤液
1.背景介绍
目录
2.相关研究
3发展前景
背景介绍
Fenton试剂氧化—活性炭沸石吸附去除垃圾渗滤液中有机物的试验研究的开题报告
Fenton试剂氧化—活性炭沸石吸附去除垃圾渗滤液中有机物的试验研究的开题报告一、研究背景随着城市化进程的加快，城市中生活垃圾的数量不断增加，其处理和处置成为城市环境建设的重要问题之一。
生活垃圾渗滤液是垃圾处理过程中不可避免的产物，其中含有大量有机物和微生物，对水环境造成不良影响。
因此，研究生活垃圾渗滤液处理技术具有重要的意义。
活性炭和沸石作为常用的吸附材料，在废水处理和净化中具有广泛的应用，其具有吸附速度快、吸附能力强、性质稳定等优点。
Fenton试剂氧化是利用过氧化氢和铁离子作为催化剂，将废水中的有机物氧化分解成一氧化碳、水和二氧化碳等无害物质，其具有处理效率高、工艺简单等优点。
本研究将探索利用Fenton试剂氧化和活性炭沸石吸附联合处理生活垃圾渗滤液中有机物的方法，为垃圾处理和水资源保护提供技术支持。
二、研究目的本研究旨在探究利用Fenton试剂氧化和活性炭沸石吸附联合处理生活垃圾渗滤液中有机物的方法。
具体包括以下几个方面：1. 建立Fenton试剂氧化处理生活垃圾渗滤液的实验装置，并对Fenton试剂氧化处理生活垃圾渗滤液中有机物的效果进行评估。
2. 利用活性炭和沸石作为吸附剂，进行吸附试验，评估吸附剂的吸附能力和吸附速度。
3. 探究联合Fenton试剂氧化和活性炭沸石吸附处理生活垃圾渗滤液中有机物的方法，并评估联合处理的效果。
4. 对活性炭和沸石的再生和回收利用进行研究。
三、研究内容1. 文献调研：调研关于垃圾渗滤液处理的最新进展和技术，分析各种处理方法的优缺点，为研究提供理论依据。
2. 实验设计：建立Fenton试剂氧化处理生活垃圾渗滤液的实验装置，进行实验，对影响氧化效果的因素进行优化。
3. 吸附试验：利用活性炭和沸石作为吸附剂，对生活垃圾渗滤液中的有机物进行吸附试验，评估吸附剂的吸附能力和吸附速度。
4. 联合处理：将Fenton试剂氧化和活性炭沸石吸附联合处理生活垃圾渗滤液中有机物，评估联合处理的效果。
类Fenton 试剂氧化降解废水中有机污染物的研究进展
科技与创新┃Science and Technology & Innovation ·14·文章编号：2095－6835（2015）24－0014－02类Fenton试剂氧化降解废水中有机污染物的研究进展杨 旭（武汉景弘环保科技股份有限公司，湖北武汉 430000）摘 要：简要分析了光Fenton、电Fenton和光电Fenton在处理废水中有机污染物时的降解机理、特点和效果，阐述了国内外处理有机物的现状及研究出的新型催化剂，并介绍了类Fenton氧化技术处理有机污染物的发展方向，以期为日后的相关工作提供参考。
关键词：光Fenton；电Fenton；光电Fenton；催化剂中图分类号：X131.2 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.24.014近年来，由于Fenton法的氧化速率比较高，所以，受到了国内外相关部门的高度关注。
该方法主要是利用其产生的羟基自由基（·OH）的强氧化性实现对有机物质的氧化分解，并且延伸出了光Fenton和电Fenton两大类Fenton试剂氧化法。
1 光FentonPhoto-Fenton法主要是利用可见光和紫外线光照提高有机物的降解速率，在一定程度上降低Fe2+造成的二次污染。
普通的Photo-Fenton法对光的利用率并不高，能耗较大且成本较高，如果在其中加入一些催化材料，则有利于提高光的利用率。
常见的催化剂有零价金属类物质、半导体材料TiO2和矿物黏土类物质。
为了进一步扩大反应面积，减少反应时间和二次污染，使其在保持高降解率的同时还具有高回收率是十分必要的。
目前，树脂、NaY分子筛和磁性材料等均已作为负载体被研究。
此外，考虑到待处理的有机废水都需将pH值调至酸性后才能反应，所以，研究者在其中加入了具有光照响应的缓冲剂（草酸、柠檬酸、丙二酸）自动调节pH值，而且有机酸会在废水中和固体催化剂表面与Fe3+发生反应，形成有机酸铁络合物。
Fenton 试剂处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液实验研究
Fenton 试剂处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液实验研究作者：甄丽敏来源：《山西农经》 2018年第3期摘要：采用Fenton 试剂处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液，优化了实验条件。
实验结果表明，当初始pH 值为4.5，FeSO4·7H2O 投加量为7.0 g/L，H2O2投加量为99 g/L，反应时间4h 时，COD 的去除率最高达到60.5%。
关键词：Fenton 试剂；垃圾渗滤液；纳滤浓缩液；COD去除率文章编号：1004-7026（2018）03-0113-02 中国图书分类号：X705 文献标志码：A我国的生活垃圾主要通过卫生填埋进行处置，生活垃圾的含水率高，以及降雨及地下水的渗入，卫生填埋场产生大量的垃圾渗滤液。
垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度废水，含有大量难降解有机物、无机离子以及重金属离子等物质[1]，单纯的生物处理方法无法使垃圾渗滤液达标排放，因此必须采用深度处理技术，采用膜技术处理垃圾渗滤液正逐渐成为一种趋势，而膜滤浓缩液的处理则成为一个新的难点[2]。
Fenton 试剂法是高级氧化技术的一种，在酸性条件下，过氧化氢在亚铁盐的催化作用下发生反应生成·OH，·OH 是一种氧化能力很强的自由基，具有较高的氧化还原电位，能迅速的氧化废水中的污染物，使难于生物降解的大分子有机物裂解为易于微生物降解的小分子有机物，或者完全矿化为CO2和H2O[3]。
1 实验部分1.1 Fenton 氧化技术原理H2O2与催化剂Fe2+构成的氧化体系称为Fenton试剂。
H2O2在Fe2+离子的催化作用下，能够分解产生具有强氧化能力的羟基自由基（·O H），氧化电位为2.8eV，是自然界中仅次于氟的氧化剂。
Fenton 试剂反应机理为：1.2 实验方法实验用水样取自北京市某垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液经生化处理后的纳滤浓缩液，本实验反应在1V 000mL 烧杯内进行，采用磁力搅拌器搅拌。
Fenton工艺深度处理垃圾渗滤液中难降解有机物
第39卷 第8期2007年8月哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报JOURNAL OF HARB I N I N STI T UTE OF TECHNOLOGYVol 139No 18Aug .2007Fen ton 工艺深度处理垃圾渗滤液中难降解有机物赵冰清1,陈 胜1,孙德智1,Jong Shik Chung1,2(1.哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨150090;2.Depart m ent of Che m ical Engineering,Pohang University of Science and Technol ogy,Korea )摘 要:选用Fent on 工艺对经过生化处理后的城市垃圾渗滤液进行深度处理.结果表明,该工艺具有氧化和混凝的双重作用,其最优工艺条件为:[H 2O 2]=3818mmol/L 、[Fe 2+]=30mmol/L 、初始pH 为3、混凝pH 为8,反应时间60m in,H 2O 2为一次投加.在此条件下,COD 和T OC 的去除率分别达63143%和80158%.同时分析了各种影响因子对Fent on 试剂处理效果的作用机理.关键词:Fent on 工艺;垃圾渗滤液;难降解有机物中图分类号:X501文献标识码:A文章编号:0367-6234(2007)08-1285-04Rem ova l of refractory pollut an ts i n l andf ill leacha te by Fen ton processZHAO B ing 2qing 1,CHEN Sheng 1,S UN De 2zhi 1,Jong Shik Chung1,2(1.School of Munici pal and Envir on mental Engineering,Harbin I nstitute of Technol ogy,Harbin 150090,China;2.Depart m ent of Che m ical Engineering,Pohang University of Science and Technol ogy,K orea )Abstract:Fent on p r ocesswas chosen t o treat the landfill leachate that had been bi ol ogically pre -treated .The ex 2peri m ental results sho wed that Fent on pr ocess possessed dual functi ons of oxidati on and coagulati on .The opti m al operati on conditi ons were deter m ined as f oll o ws :[H 2O 2]=3818mmol/L,[Fe2+]=30mmol/L,initial pH =3,coagulati on pH =8,60m in reacti on ti m e with H 2O 2added at one ti m e .Under this opti m u m conditi on,the C OD and T OC re moval efficiency was up t o 63143%and 80158%res pectively .Mean while,the mechanis m of all affect 2ing fact ors on Fent on p r ocess treat m ent efficiency was analyzed based on the ex peri m ental results .Key words:Fent on p r ocess;landfill leachate;refract ory pollutants收稿日期:2005-10-13.基金项目:国家重点基础研究发展计划资助项目(2004CB418505).作者简介:赵冰清(1982—),女,硕士研究生;孙德智(1960—),男,教授,博士生导师. 城市垃圾渗滤液属于一种组分复杂,水质水量变化大的高浓度有机废水,处理不当会对周围环境构成严重威胁.目前垃圾渗滤液的处理方法中生化法最广泛[1],该法经济实用,但当垃圾渗滤液水质和水量变化较大,尤其当氨氮浓度高或温度低时,生物将受到抑制,出水水质明显恶化,而且对“场龄”长的垃圾渗滤液中含有的有机难降解物则更是无能为力,所以,后续的物化处理是非常必要的.目前常用的物化处理方法有混凝、膜分离、高级氧化等[2].混凝法投药量大且污泥产量高;膜技术存在膜污染和堵塞问题、且一次性投资大的缺点.高级氧化技术是近年发展起来一种快速高效的处理难降解有机污染物技术[3],可使带有苯环、羟基、羧基、-S O 3H 、-NO 2等取代基的有机物氧化分解.Fent on 法作为一种高级氧化技术,具有氧化剂与催化试剂来源广且便宜无毒、均相传质、操作简便等优势[4-6];投加的Fe 2+还具有混凝协同作用.笔者曾采用复合式厌氧-好氧移动床生物膜技术处理城市垃圾渗滤液,获得很好处理效果,但出水还是不能达到国家二级排放标准,因此,选用Fent on 工艺作为后处理来深度处理垃圾渗滤液.1 试 验111 废水水质特征垃圾渗滤液取自哈尔滨市某垃圾填埋场,原液C OD 在7000～18000mg/L 、BOD 5在2198～821614mg/L、T OC在189513～4897mg/L之间.在实验室经过厌氧-好氧移动床生物膜反应器小试处理后,出水依然包含一定量的难生物降解的有机物,难以达到国家二级排放标准(C OD小于300mg/L,排入地表水).废水外观呈红棕色,无明显恶臭味,水质较清澈,其主要水质参数如表1所示. 表1 试验用水主要水质参数 m g/Lρ(COD)ρ(BOD5)m(BOD5)/m(COD)ρ(T OC)ρ(NH4+-N)ρ(NO3-)ρ(S O42-)ρ(Cl-)550～120042～104<011125～2331654144～81353441631931771165112 Fen ton法原理Fent on试剂是由H2O2与Fe2+组成的混合体系,它通过Fe2+催化分解H2O2产生・OH进攻有机物分子夺取氢,将大分子有机物降解为小分子有机物或完全矿化[7,9],其化学反应方程式为Fe2++H2O2→Fe3++OH-+・OH(1)R-H+・OH→R・+H2O(2)R・+Fe3+→Fe2++产物(3)H2O2+・OH→H2O+H2O・(4)2H2O2→H2O+O2(5) 显然,Fent on反应是一个自由基反应的过程,・OH在过程中起着至关重要的作用,其产生量和速率都直接影响到反应进行的程度.溶液的pH、反应温度、H2O2浓度、Fe2+的浓度都是影响・OH产生的重要因素.在反应过程中,Fent on试剂存在一个最佳的H2O2与Fe2+投加摩尔比,过量的H2O2消耗・OH,生成HO2・和H2O,而过量的Fe2+则会与・OH反应生成Fe3+,Fe3+又将进一步消耗H2O2.另外,反应中也存在(4)、(5)这样的副反应,消耗了H2O2,对反应不利.113 Fen ton实验步骤取一定量水样,以Na OH或H2S O4调节到拟定的初始pH,同时加入一定量的FeS O4・7H2O固体和30%的H2O2,置于六联搅拌器上反应一定时间,再以Na OH或H2S O4调节混凝pH,而后静置沉淀,取上清液测COD和T OC值.由于反应中残留的H2O2会影响COD值测定的准确性,所以,同时也采用T OC来表征反应的处理效果[8].114 分析方法试验需要测定的指标均采用国家标准分析方法:COD,重铬酸钾法;BOD5,5日恒温培养法; T OC,岛津T OC-5000A快速测定仪;NH4+-N,纳氏比色法;阴离子,戴安公司4500i型离子色谱法;pH,pHS-3C精密酸度计.2 结果与讨论211 H2O2投加量对Fen ton法处理效果的影响固定初始pH为3,FeS O4浓度为30mmol/L,反应时间3h后,取样测得COD含量变化,而后调节pH为7,再次取样测得C OD含量变化,其与前者差值即为COD混凝去除率,进而得到不同H2O2用量对废水COD和T OC去除率的影响曲线,见图1.图1 H2O2投加量对处理效率的影响 从图1中可以看出,随着H2O2用量的增加, T OC的去除率逐渐增加,而COD的去除率先增大,在H2O2投加量为3818mmol/L时达到最大值,而后COD去除率出现下降.这种现象可以理解为在H2O2的浓度较低时,H2O2的浓度增加,产生的・OH量增加;当H2O2的浓度过高时,过量的H2O2不但不能通过分解产生更多的・OH自由基,反而在反应一开始就把Fe2+迅速氧化为Fe3+,而使氧化过程在Fe3+的催化下进行,这样既消耗了H2O2又抑制了・OH的产生.此外,过量的H2O2其还原性很大程度上增加了出水中的COD 值,进而也导致了COD去除率的下降.从图中也可以看出,COD的去除由氧化和混凝两部分组成,以氧化为主,这说明在Fent on反应中既有氧化又有混凝的作用.212 FeS O4・7H2O投加量对Fen ton法处理效果的影响固定初始pH为3,H2O2浓度为3818mmol/ L,反应3h后,调节pH为7,测定不同FeS O4浓度对废水COD和T OC总去除率的影响,其结果详见图2.从图2中可以看出,当Fe2+的浓度增加到20mmol/L,T OC去除率一直增加到80%,随后是略有增加;而COD去除率在Fe2+的浓度为30mmol/L时达到最大,当Fe2+的浓度高于30mmol/L时,随着Fe2+的浓度增加COD去除率・6821・哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报 第39卷 不再增加反而有减小的趋势.其原因在于,Fe 2+是催化产生自由基的必要条件,在无Fe 2+条件下,H 2O 2难以分解产生・OH 自由基,当Fe 2+的浓度过低时,反应Fe 2++H 2O 2→Fe 3++OH -+・OH 速度极慢,因此,自由基的产生量和产生速度都很小,降解过程受到抑制[9];当Fe 2+过量时,它还原H 2O 2且自身氧化为Fe3+,消耗药剂的同时增加出水色度.图2 FeS O 4・7H 2O 投加量对处理效率的影响213 初始pH 对Fen ton 法处理效果的影响固定FeS O 4浓度为30mmol/L,H 2O 2浓度为3818mmol/L,反应时间3h,调节pH 为7,测定不同初始pH 对废水COD 和T OC 去除率的影响,其结果详见图3.图3 初始pH 对处理效率的影响 Fent on 试剂是在酸性条件下发生作用的,在中性和碱性的环境中,Fe 2+不能催化H 2O 2产生・OH,因为Fe 2+在溶液中的存在形式受制于溶液的pH.从图3可以看出,pH 在3附近时COD 和T OC 的去除率都达到最大,pH 超过3以后,随着pH 的增加,COD 和T OC 的去除率均降低,但T OC去除率降低的幅度小于COD 降低的幅度.按照经典的Fent on 试剂反应理论[7],pH 升高不仅抑制了・OH 的产生,而且使溶液中的Fe (Ⅱ)以氢氧化物的形式沉淀而失去催化能力.当pH 低于3时,溶液中的H +浓度过高,反应Fe3++H 2O 2→Fe2++HO 2・+H +受到抑制,Fe (Ⅲ)不能顺利地被还原为Fe (Ⅱ),催化反应受阻.即pH 的变化直接影响到Fe 2+、Fe 3+的络合平衡体系,从而影响Fent on 试剂的氧化能力.214 调节pH 对Fen ton 法处理效果的影响固定初始pH 为3,FeS O 4浓度为30mmol/L,H 2O 2浓度为3818mmol/L,反应时间3h,测定不同调节pH 对废水COD 和T OC 去除率的影响,其结果详见图4.图4 调节pH 对处理效率的影响 由图4可见,随着pH 的增大,T OC 的去除率呈略微下降趋势,但变化幅度不大;而COD 的去除率则先增大,在调节pH 为8时达到最大,而后逐渐下降,这说明Fent on 试剂在pH =8时混凝效果最好.这是因为高pH 条件下对絮凝剂的矾花形成不利,而在低pH 条件下,水中有机胶体会以稳定非离解的中性分子状态存在,不易通过混凝作用去除.文献[5]表明Fent on 试剂本身是氧化和混凝作用的协同,主要是利用反应中产生氧化能力极强的・OH 以及引发的其他自由基与水样中的有机物发生反应,促使有机物分解或改变其电子云密度和结构,利于凝聚和吸附过程的进行.反应产生的Fe 3+会形成氧化铁络合物和羟基离子,在pH 为310-710时有明显的聚合趋势,在反应结束后调节pH 混凝沉淀,大量的铁聚合物沉淀形成可去除一部分有机物,COD 得以进一步去除.215 反应时间对Fen ton 法处理效果的影响固定初始pH 为3,FeS O 4浓度为30mmol/L,H 2O 2浓度为3818mmol/L,调节pH 为8,测定不同反应时间对废水COD 和T OC 去除率的影响,其结果详见图5.从图5可以看到,随着时间的推移,T OC 的去除率呈缓慢升高的趋势,COD 去除率在1h 时达到最大值,随后呈缓慢下降趋势.这种现象可以理解为废水中的一些大分子难降解有机物在测定COD 时难以被K 2Cr 2O 7氧化,但是经Fent on 氧化后成为有机中间体(如小分子有机酸等)从而使测得COD 升高,进而导致COD 去除率下降.216 H 2O 2投加次数对Fenton 法处理效果的影响固定初始pH 为3,FeS O 4浓度为30mmol/L,・7821・第8期赵冰清,等:Fent on 工艺深度处理垃圾渗滤液中难降解有机物H 2O 2浓度为3818mmol/L,反应时间3h,调节pH 为8,测定不同H 2O 2投加次数对废水COD 和T OC去除率的影响,其结果详见图6.由图6可见,投加次数对废水T OC 与COD 去除率的影响均不大,可以确定采取1次投加时,操作简便,同时T OC 和COD 的去除率也很理想.3 结 论1)Fent on 试剂用于城市垃圾渗滤液生化处理后的后处理非常有效,其COD 和T OC 的去除率分别可达60%和80%以上.2)最优工艺条件为:[H 2O 2]=3818mmol/L 、[Fe2+]=30mmol/L 、初始pH 为3、混凝pH 为8,反应时间60m in,H 2O 2为一次投加.在此条件下,COD 和T OC 的去除率分别达63143%和80158%,出水达到了国家二级排放标准.参考文献:[1]孟了,熊向陨,马箭.我国垃圾渗滤液处理现状及存在问题[J ].给水排水,2003,29(10):26-30.[2]张跃升,松全元,赵书平.物理化学法处理垃圾填埋场渗滤液研究进展[J ].城市环境,2002,16(1):38-40.[3]HUANG C P,DONG C,T ANG Z .Advanced chem icaloxidati on:Its p resent r ole and potential future in hazard 2ous waste treat m ent[J ].W aste Manage,1993,13:361-377.[4]B I G DA R J.Consider Fent on’s che m istry f or waste watertreat m ent[J ].Che m Eng Pr og,1995(91):62-66.[5]K ANG YW ,H WAG K Y .Effects of reacti on conditi onson the oxidati on efficiency in the Fent on p r ocess [J ].W ater Research,2000,34(10):2786-2790.[6]陈卫国,朱锡海.电催化产生H 2O 2和・OH 及去除废水中有机污染物的应用[J ].中国环境科学,1998,18(2):148-150.[7]陈胜兵,何少华,娄金生.Fent on 试剂的氧化作用机理及其应用[J ].环境科学与技术,2004,5(3):105-107.[8]K ANG YW ,CHO M J,H WANG K Y .Correcti on of hy 2dr ogen per oxide interference on standard che m ical oxygen de mand test[J ].W ater Research,1999,33(5):1247-1251.[9]陈传好,谢波,任源,等.Fent on 试剂处理废水中各影响因子的作用机制[J ].环境科学,2000,21(5):93-96.(编辑 刘 彤)・8821・哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报 第39卷 。
Fenton法预处理垃圾渗滤液的实验
Fenton法对于高浓度有机物 和氨氮的去除效果还有待进一 步提高。
未来研究方向
研究更高效的Fenton试剂替代品，降低处理成 本。
探讨Fenton法与其他处理方法的联合应用，提 高对高浓度有机物和氨氮的去除效果。
深入研究Fenton法反应机理，为进一步优化实 验条件提供理论支持。
05
参考文献与致谢
实验设备
搅拌器、紫外-可见光谱 仪、pH计、恒温水浴等 。
Fenton试剂制备
按照一定比例将硫酸亚铁和过氧化氢混合，制备成一定浓 度的Fenton试剂。
将制备好的Fenton试剂储存于棕色试剂瓶中，避免阳光直 射和温度过高。
实验设备与步骤
将垃圾渗滤液与Fenton试剂按照一定比 例混合，放入搅拌器中搅拌。
实验目的
研究Fenton法预处理垃圾渗滤 液的效果。
探讨反应条件对Fenton反应的 影响。
分析Fenton法预处理后垃圾渗 滤液中污染物去除率和可生化
性的变化。
02
实验材料与方法
实验材料
01
02
03
垃圾渗滤液
取自某垃圾填埋场，经过 预处理后使用。
Fenton试剂
硫酸亚铁、过氧化氢等试 剂，按照一定比例配制。
此外，垃圾渗滤液的初始浓度和处理温度也会影响Fenton法的处理效果。高浓度的垃圾渗滤液和处理温度的提高可能会使 Fenton试剂的氧化能力下降，从而影响处理效果。因此，在实际应用中需要根据实际情况调整实验条件以达到最佳处理效果 。
04
实验结论与讨论
主要结论
01
Fenton法能够有效去除垃圾渗 滤液中的有机物和氨氮，提高 水质。
当反应时间为60min时，亚铁离子浓度下降 最为显著。随着反应时间的进一步延长，亚 铁离子浓度下降速度逐渐放缓。这可能是因
化学沉淀Fenton法处理垃圾渗滤液的研究
化学沉淀Fenton法处理垃圾渗滤液的研究
化学沉淀/Fenton法处理垃圾渗滤液的研究
摘要：先采用氧化镁和磷酸在碱性条件下与渗滤液中的NH3-N发生化学反应,生成六水磷酸铵镁(MgNH4PO4·6H2O)沉淀物,对渗滤液进行预处理.实验表明:在pH为9.5、药物投加比NH4+∶Mg2+∶PO43-为1∶1.3∶1的条件下,渗滤液中NH3-N的.去除率达到76.7%,COD去除率为40.7%.最后对预处理出水用Fenton试剂进行氧化处理,实验结果表明:在pH为3、氧化时间为210 min、药剂投加量FeSO4·7H2O为0.04 mol、H2O2/FeSO4·7H2O投加比例为4∶1时, COD 的去除率达93.81%.作者：刘文辉武奇刘增超郑先俊 LIU Wen-hui WU qi LIU Zeng-chao ZHENG Xian-jun 作者单位：刘文辉,武奇,郑先俊,LIU Wen-hui,WU qi,ZHENG Xian-jun(西安工业大学材料与化工学院,西安,710032) 刘增超,LIU Zeng-chao(西安工业大学材料与化工学院,西安,710032;西安科技大学,西安,710054)
期刊：工业安全与环保PKU Journal：INDUSTRIAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION 年，卷(期)：2008, 34(5) 分类号：X7 关键词：垃圾渗滤液化学沉淀法 Fenton试剂 NH3-N去除率 COD去除率。
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摘 要 : 采用 Fenton试剂处理垃圾渗滤液 ,在最佳试验条件下 ,考察了 Fenton试剂对渗滤液 中不同表观分子质量和不同种类有机物的去除效果 。结果表明 , Fenton试剂对表观分子质量 > 2 ku的 COD 和表观分子质量 > 4 ku的 UV254的去除效果较好 ,去除率分别大于 60%和 80%。 Fenton 试剂对富里酸 ( FA )的去除率为 85% ,对腐殖酸 (HA )的去除率为 68. 4% ,对亲水性有机物 (HyI)的 去除率为 36. 5%。 关键词 : 垃圾渗滤液 ; Fenton试剂 ; 有机物 ; 表观分子质量
通过前期试验 , 确定了 Fenton 反应的最佳条 件 : pH 值为 3、Fe2 + 投量为 4. 03 g /L、30%的 H2 O2 投量为 20 mL /L ,此时对 COD 的去除率为 72% ～ 78%。 11312 表观分子质量分布
对原渗滤液 (原水 )和 Fenton反应后的渗滤液 (出水 )分别进行表观分子质量的测试 ,以考察 Fen2 ton试剂对不同表观分子质量有机物的去除效果 。 试验中采用氮气加压 ( 0. 20 M Pa) 、逐级过滤的方 法 ,测定经不同截留分子质量的膜过滤后水中的 UV254和 COD ,以差值法表示各表观分子质量区间的 有机物含量 。 11313 组分分离
GUO J in2song, CHEN Peng, FAN G Fang, L IU Zhi2p ing, L IU Guo2qiang
( Key L abora tory of Th ree Gorges R eservoir R eg ion’s Eco2Environm en t <M in istry of Educa tion > , Chongqing U n iversity, Chongqing 400045, Ch ina)
1 材料和方法
111 渗滤液水质 渗滤液取自重庆市长生桥垃圾卫生填埋场 ,该
填埋场已投入使用约 4年 ,其渗滤液水质见表 1。
表 1 渗滤液水质 Tab. 1 Characteristics of landfill leachate
指标
COD / (m g·L - 1 )
BOD5 / (mg·L - 1 )
子质量为 4～10 ku (约占出水 COD 总量的 7. 7% ) 和 < 2 ku (约占出水 COD 总量的 85. 8% )的区间内 , 其他四个表观分子质量区间的 COD 总和只占出水 COD 总量的 6. 5%。
图 1 Fenton反应前 、后各表观分子质量区间的 COD变化 Fig. 1 Changes of COD w ith different AMW s before and after Fenton reaction
图 2 Fenton反应前 、后各表观分子质量区间的 UV254变化情况
Fig. 2 Changes of UV254 w ith different AMW s before and after Fenton reaction
由图 2可见 ,表观分子质量 < 50 ku的 UV254是 原水中 UV254的主要组成部分 ,约占原水 UV254总量 的 91. 8% ;表观分子质量 > 50 ku的 UV254只占原水 UV254总量的 8. 2% ,这说明难生物降解有机物主要 集中在小表观分子质量区间内 。经 Fenton 试剂处 理后 ,出水中表观分子质量 < 4 ku 的 UV254占出水 UV254总 量 的 86. 3% , 因 此 这 部 分 物 质 是 出 水 中 UV254的主要组成成分 。
Abstract: Landfill leachate was treated by Fenton reagent, and the removal effect of the different organic matters w ith different apparent molecular weights (AMW ) in the landfill leachate by Fenton rea2 gent was investigated under the op timal conditions. The results show that COD w ith AMW above 2 ku and UV254 w ith AMW above 4 ku can be removed effectively by the Fenton reagent, and the removal rates are higher than 60% and 80% respectively. After treated by Fenton reagent, the removal rates of fulvic acid ( FA ) , hum ic acid (HA ) and hydrophilic organic m atters are 85% , 68. 4% and 36. 5% respectively. Key words: landfill leachate; Fenton reagent; organic m atter; apparent molecular weight
测定各表观分子质量区间的 UV254 ,可反映 Fen2 ton试剂对各表观分子质量区间的含共轭双键或苯 环的难降解有机物的去除效果 [ 8 ] 。 Fenton反应前 、 后各表观分子质量区间的 UV254的变化情况如图 2 所示 。
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第 24卷 第 3期 中 国 给 水 排 水 www. watergasheat. com
Fenton反应前 、后渗滤液中 HA、FA 和 HyI的变 化见图 3。
图 3 Fen ton反应前 、后渗滤液中组分的变化 Fig. 3 Changes of components of landfill leachate before
2 结果与分析
211 Fenton反应前 、后表观分子质量的变化 21111 各表观分子质量区间 COD 的变化情况
Fenton反应前 、后各表观分子质量区间的 COD 变化情况见图 1。
从图 1可以看出 ,原水中的 COD 主要集中在表 观分子质量 < 2 ku的区间内 ,表观分子质量为 ( 50 ～100 ) 、( 10 ～50 ) 和 ( 4 ～10 ) ku 三 个区 间内 的 COD 对原水 COD 也有较大的贡献 ,而表观分子质 量 > 100 ku和 2～4 ku区间内的 COD 含量则较少 , 分别只占原水 COD 总量的 1. 2%和 4. 3%。经 Fen2 ton试剂处理后 ,出水中的 COD 主要集中在表观分
中图分类号 : X703 文献标识码 : C 文章编号 : 1000 - 4602 (2008) 03 - 0088 - 04
Study on Rem ova l Character istics of O rgan ic M a tter in Landf ill
L eacha te by Fen ton Rea处理领域得到了广 泛的应用 ,并取得了较好的处理效果 [ 1～3 ] 。目前对 Fen ton试剂处理垃圾渗滤液的研究主要集中于对最 佳投量和反应时间等宏观指标的研究上 ,而从有机 物的表观分子质量和组成成分等微观角度去考察 Fenton试剂的处理效果的研究却较少 。笔者参照有 关学者研究混凝前 、后循环回灌渗滤液中表观分子 质量分布和组成成分变化的试验方法 [ 4、5 ] ,考察了 Fen ton试剂对渗滤液中不同表观分子质量和不同种 类有机物 (腐殖酸 、富里酸 、亲水性有机物 )的去除 效果 。
第
24卷 第 3期 2008年 2月
CH
中国给
INA WATER
水排水
& WASTEWATER
Vol. 24 No. Feb. 2008
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Fenton试剂对垃圾渗滤液中有机物的去除特性研究
郭劲松 , 陈 鹏 , 方 芳 , 刘智萍 , 刘国强
郭劲松 ,等 : Fenton试剂对垃圾渗滤液中有机物的去除特性研究
第 24卷 第 3期
SCM - 300 超滤杯 ; HM 平板膜 ,截留分子质量分别 为 100、50、10、4、2 ku; 0. 45μm 玻璃纤维滤膜 ;蠕动 泵 ;玻璃过滤柱 ; XAD - 8树脂等 。 1 13 试验方法 11311 Fen ton试验
将渗滤液的 pH 值调至最佳 ,依次加入一定量 的固体 FeSO4 ·7H2O 和浓度为 30%的 H2 O2 ,在搅 拌器上以 200 r/m in的转速搅拌 15 m in,静沉 1 h,加 入 NaOH 调节 pH 值至 8. 0,在 80 r/m in下搅拌 15 m in,再静沉 1 h,取上清液进行测试 [ 6 ] 。
由图 2还可知 , Fenton试剂对表观分子质量 > 4 ku的 UV254的去除效果较理想 (去除率 > 80% ) ,对 表观分子质量 < 4 ku的 UV254的去除效果相对较差 。 但就总体而言 , Fenton试剂对渗滤液中 UV254的去除 效果较好 ,这是因为其主要是由带羧基和羟基等负 电性官能团的有机物组成 , 而 Fenton 试剂通过氧 化 、电性中和及吸附等作用可以有效去除这些物质 。 212 Fenton反应前 、后渗滤液中组分的变化
NH3 - N / (m g·L - 1 )
pH
色度 / 倍
范围 3 000～4 500 350～450 1 500～2 5007. 8～9. 5 350～500
112 仪器与设备 HACH pH 计 ; ZR - 6 六联 同步 混凝 搅拌 器 ;
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