甲苯-硝基苯Fenton氧化去除特性研究
甲苯-硝基苯Fenton氧化去除特性研究
甲苯\硝基苯Fenton氧化去除特性研究摘要：以黑龙江省宾西工业园区废水为研究对象，采用Fenton试剂作为氧化剂对污水中的甲苯、硝基苯进行去除实验研究。
研究结果表明：当进水甲苯、硝基苯浓度均为40mg/L时，H2O2与Fe2+的比值为10，H2O2投加量为5mmol/L，pH为3，反应时间设置为60min。
此时出水甲苯、硝基苯浓度在2~3mg/L左右，去除率在90%以上，处理效果较好。
关键词：甲苯；硝基苯；氧化Abstract: the heilongjiang Penn west industrial park waste water as the research target, the Fenton reagent as oxidants to sewage, the difficulties of toluene for removing experimental study. The results of the study show that: when the water, the difficulties are toluene concentration 40 mg/L, H2O2 and the ratio of 10 for Fe2 +, H2O2 dosing quantity for 5 mmol/L, pH of three, the reaction time set for 60 min. At this time, the difficulties in toluene water concentration of 2 ~ 3 mg/L or so, the removal rate of 90% or more, the treatment effect is good.Keywords: toluene;difficulties; oxidation前言松花江支流-蜚克图河流域的宾西工业园区内机械加工企业、制药企业、印染企业众多，由于这些企业在生产过程中涉及到乳化液、甲苯、硝基苯等物质，一旦这些物质在工厂事故时发生泄漏，将对蜚克图河流域的生态环境产生重大的破坏。
Fenton试剂处理苯、氯苯废水的实验研究
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３．３实验步骤 在５００ｍｌ三角瓶中加入３００ＩⅡ１水，用６ＮＨｚｓ０．调ＰＨ至定 值，再分别移取计算量苯、氧苯溶于该水中．此时诙溶液中苯、氯 苯浓度多为１００ｎｌｇ／Ｌ．立即密封瓶口。通过瓶塞上的气路，用泵 及时抽去氧化过程中选出的苯和氯苯，用活性碳吸附逸出气体。 称量活性炭增重值计算出选出气体的量。于瓶塞上孔加入Ｆｅｓ－ Ｏ．搅拌２分钟，同样再加入浓度为３０％的Ｈ；０ｔ进行氧化反应． 氧化过程中ＰＨ值至３．５—４，溶液颜色变深。反应３０分钟后。加
Fenton氧化处理制药废水的影响因素研究
Fenton 氧化处理制药废水的影响因素研究摘要：实验采用Fenton 试剂氧化法处理抗生素类药品生产废水，研究了反应系统初始pH 值、FeSO 4·7H 2O 与H 2O 2 投加量（质量、体积、摩尔比）及投加方式、反应时间等因素对COD 去除效果的影响，实验结果确定最佳操作条件为: pH=4.0，FeSO 4·7H 2O 投加量1.0 g/L （1.0‰），30% H 2O 2投加量1.2mL /L （1.2‰），此时H 2O 2与FeSO 4·7H 2O 摩尔比约为3：1, COD 去除率为56.8%，同时Fenton 氧化后提高了废水的可生化性，为后续生物处理阶段提供了良好条件。
关键词：Fenton 制药废水 影响因素 摩尔比 投加方式 COD 去除率Fenton 试剂是由FeSO 4·7H 2O 和H 2O 2混合得到的一种强氧化剂, 属于高级化学氧化法，常用于去除废水中的COD 和色度[1]。
它是利用Fe 2+在酸性条件下催化H 2O 2分解产生的·OH 来进攻有机物分子，同时铁离子参与络合反应，对处理难生物降解或一般化学氧化难以进行的有机废水有一定的优势[2]。
但相对生物处理而言，Fenton 工艺一般成本偏高，制约其广泛应用；若将其作为预处理工艺与生物法相结合，则Fenton 试剂既能去除一定的COD ，还能为后续生物处理提高废水的可生化性[3]。
Fenton 反应包含氧化-还原、络合沉淀等综合反应，过程多样、繁琐，其主要反应机理如下：Fe 2+ + H 2O 2 → Fe 3+ +·OH + OH - (1) Fe 3+ + H 2O 2 → Fe 2++ HO 2·+H + (2) Fe 2+ +·OH → Fe 3+ + OH - (3) Fe 3+ + HO 2 → Fe 2+ + O 2 + H + (4) ·OH + H 2O 2 → H 2O + HO 2· (5) ·OH + 有机物分子 → 产物 (6) ·OH +·OH→ H 2O 2 (7)由上反应式可见整个体系的反应十分复杂, 其过程关键是通过Fe 2+在反应中起激发和传递作用, 使链反应能持续进行直至H 2O 2分解完成[4]。
催化氧化法脱除甲苯研究进展
催化氧化法脱除甲苯研究进展
毛俞敏;宋云畅;郝润龙
【期刊名称】《应用化工》
【年(卷),期】2024(53)1
【摘要】将催化氧化法分为热催化、光催化、电催化和PMS活化催化4类,总结其在脱除甲苯方面的应用,发现近年来如Pt、Au、Ag、CeO 2等贵金属及金属氧化物在催化剂中的应用越来越广泛,其在不同材料表面的负载能够显著影响其催化剂成品的强度、孔隙率等物理性质,进而影响其对工况的适应范围和经济效益。
详细分析了催化材料和反应条件对脱除甲苯效率的影响,阐明了不同类型脱除甲苯反应的本质。
根据各个类型的反应温度和研究时间指出催化氧化法必然向着反应条件更加温和的方向发展,且有自由基参与的催化氧化方法因其节能且高效的特质,必然会受到更多关注与应用。
最后,指出了当前研究难以应用于工程且反应机理探究不足的问题,并提出了发展建议。
【总页数】6页(P161-166)
【作者】毛俞敏;宋云畅;郝润龙
【作者单位】华北电力大学环境科学与工程系燃煤电站烟气多污染物协同控制河北省重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TQ09;TH3
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Fenton试剂在有机废水处理中的研究工学论文
Fenton试剂在有机废水处理中的研究工学论文Fenton试剂在有机废水处理中的研究工学论文【摘要】:文章阐述了用Fenton试剂处理难降解污染物的现状和进展，简单介绍了其应用及原理。
利用Fenton试剂去除水体中难降解、稳定性强且毒性大的有机污染物。
【关键词】：难降解有机物；Fenton；羟基自由基1894年,化学家Fenton首次发现有机物在(H2O2)与Fe2+组成的混合溶液中能被迅速氧化，并把这种体系称为标准Fenton试剂，可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，氧化效果十分明显[1]。
Fenton试剂是由H2O2和Fe2+混合得到的一种强氧化剂，特别适用于某些难治理的或对生物有毒性的工业废水的处理。
1.Fenton试剂降解有机物的机理Fenton试剂之所以具有非常高的氧化能力，是因为在Fe2+离子的催化作用下H2O2的分解活化能低(34.9kJ/mol)，能够分解产生羟基自基OH·。
同其它一些氧化剂相比，羟基自由基具有更高的氧化电极电位，因而具有很强的氧化性能[2]。
2.Fenton试剂的影响因素Fenton试剂处理难降解有机废水的影响因素根据上述Fenton试剂反应的机理可知,OH·是氧化有机物的有效因子,而[Fe2+]、[H2O2]、[OH]决定了OH·的产量,因而决定了与有机物反应的程度。
影响Fenton试剂处理难降解难氧化有机废水的因素包括pH值、H2O2投加量、催化剂投加量和反应温度[3]等。
2.1pH值Fenton试剂是在pH是酸性条件下发生作用的,在中性和碱性环境中,Fe2+不能催化H2O2产生OH·。
按照经典的Fenton试剂反应理论,pH值升高不仅抑制了OH·的产生,而且使溶液中的Fe2+以氢氧化物的形式沉淀而失去催化能力。
当pH值过低时,溶液中的H+浓度过高,Fe3+不能顺利地被还原为Fe2+,催化反应受阻。
Fenton试剂对垃圾渗滤液中有机物的去除特性研究
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)
电Fenton法降解硝基苯废水的研究
自制方形电解槽 （ １ ５ ｃ ｍＸ ８ ｃ ｍ￣ ＜ １ ４ ｃ ｍ） ， 钛基二 氧化铅 阳极 （ １ ３ ｃ ｍ×６ ｃ ｍ ｘ ０ ． １ ｃ ｍ） ， 泡 沫镍 阴 极 （ １ ３ ｃ ｍＸ ６ ｃ ｍ×０ ． １ ｃ ｍ） ， Ｂ Ｓ １ ２ ４ Ｓ型 电子 分析天平 ， Ｕ Ｓ Ｂ ４ ０ ０ ０ 型光谱 仪， ＨＹ １ ７ １ 型双路 可跟踪直 流稳 定 电源 系列 ， Ｊ Ｊ — ｌ型 国华 精 密 增 力 电动 搅拌 器， Ｐ ＨＳ 一 ２ ５ 型数字酸度计 。
１ ． ３ 实验方 法
实验 所 用 于 电解 的废 水 取 一 定 量 的硝 基 苯 ， 根 据需 要用 去离子 水稀 释 到所需 浓 度配 制而成 的 。试 验 中硝基 苯浓 度均 为 １ ２ ３ ｍｇ ／ Ｉ 。
１ ． ４ 分 析方 法
侵人人体 ， “ 三致” 作用 明显 。国家 已明确规定工业 排放水 中其质量浓度小于或等于 ２ ｍ ｇ ／ Ｉ 。 由于 苯环 的存 在 ， 导致 硝基 苯 类 化合 物 化 学性 能 比较 稳定 。苯 环 容 易发 生 亲 电取 代 ， 但 不 易 发 生 氧化反 应 ， 但 在合 适条 件下 ， 苯 环可 以被还 原成 亚 硝 基 化合 物 、 偶 氮苯 、 氢化 偶氮 苯及 芳胺 等 ［ ＿ ２ ］ 。由于 硝 基 苯类 化合 物 的这 些 特殊 性 质 ， 使 得 目前 对 含 硝基 苯类化合物废水的处理 己成为研究热点 。
１ 实 验 部分
１ ． １ 实验试 剂
无水 硫 酸钠 ， Ｆ ｅ Ｓ Ｏ ４・７ Ｈ。 Ｏ， 硝基苯 ， 浓硫酸 ，
氢氧化钠 （ 药品均为分析纯） 。 ｐ Ｈ标 准缓 冲剂 ： 邻 苯 二 甲酸 氢钾 （ ｐ Ｈ值 ＝ ＝ ＝ ４ ． ０ ０ ） 、 混合磷酸氢钾盐 （ ｐ Ｈ 值 一６ ． ８ ６ ） 、 四硼 酸钠 （ ｐ Ｈ 值 ＝９ ． １ ８ ） 。
浅析采用UVFenton法吸收处理硝基苯废气.doc
摘要室内空气屮可挥发有机污染物对人体的危害严重影像了人们的生活质量和身体健谈，Fenton试剂法处理有机污水的研究较早。
在液态吋促进化学反应能够极大的提高低溶解性挥发性有机化合物(VOC S)的吸收率，进而提高去除率。
木设计提出采用UV/Fenton法吸收处理硝基苯废气。
硝基苯中的硝基为强钝化基，须在较强的条件不硝基苯才能发生亲电取代发应，生成间位产物，生物降解很难。
Fenton 试剂在紫外灯的照射下，能够产生较多的DH自由基，使硝基苯被氧化去除，去除效率高。
关键词：有机废气，吸收塔，UV/Fenton法，硝基苯废气AbstractIt was fairly earlier to treat organic wastewater with Fenton as a reagent. Promotion of chemical reactions at the liquid phase can significantly improve the rate of low-solubility volatile organic compounds(VOCs)，and then increase the efficency of removal.In this design, the treatment of nitrobenzene with UV/Fenton is proposed . The nitro of nitrobenzene is passivation，to be stronger in terms, nitrobenzene can happen electrophilic substitution, m-generation is producted，nitrobenzene biodegradable is difficult. Fenton in ultraviolet light irradiation, can produce more OH radicals，nitrobenzene is oxidation removal，with high removal efficiency.Key words : Organic emissions，Absorption tower，UV/Fenton, Nitrobenzene1雜 (1)1.1硝基苯的特性 (1)1.2硝基苯对人体健康的危害 (1)1.3硝基苯的毒理学资料及环境行为 (1)1.4硝基苯有机废气处理的必要性 (2)2常用的净化方法 (3)2.1勳雜 (3)2.2催化氧化 (4)2.3炭吸附法 (5)2.4冷凝法 (8)2.5膜分离技术 (19)2.6变压吸附技术 (10)2.7生物处理技术 (10)2.8高压脉冲电晕法 (10)2.9叟氧分角〒'法(Ozonolysis Method) (11)2.10光分角¥法(Photeolysis Method) (11)2.11离子体分角早法(Plasma Decomposition) (12)3UV/Fenton净化处理法 (13)3.1UV/Fenton法氧化机理 (13)4设计资料 (15)4.1硝基苯废气的气量和组成 (15)4.2设计依据与原则 (15)4.3洲WJ (15)4.4设计范H (15)设计目标 (16)5UV/Fenton净化处理工艺设计 (17)5.112 賴 (17)5.2工艺设计计算 (18)5.2.1吸收塔尺寸的确定 (18)5.2.2喷淋量的确定 (19)5.2.3 吸收塔附件的选择 (19)5.2.4吸收塔总压降 (22)5.2.5 管网设计 (22)5.2.6风机及配套电机的选择 (27)1997.4 ........................................................................................................................... 工程投资. (32)1997.5 ........................................................................................................................... 运行费用. (33)4.5成本概算有关单价 (33)4.5运行成本概算 (33)X (34)SC i射 (36)1绪论1.1硝基苯的特性硝基苯为淡黄色油状液体，有苦杏仁味，具有挥发性，能随水蒸汽同时挥发，可溶于醇，微溶于水。
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甲苯\硝基苯Fenton氧化去除特性研究
摘要：以黑龙江省宾西工业园区废水为研究对象，采用Fenton试剂作为氧化剂对污水中的甲苯、硝基苯进行去除实验研究。
研究结果表明：当进水甲苯、硝基苯浓度均为40mg/L时，H2O2与Fe2+的比值为10，H2O2投加量为5mmol/L，pH为3，反应时间设置为60min。
此时出水甲苯、硝基苯浓度在2~3mg/L左右，去除率在90%以上，处理效果较好。
关键词：甲苯；硝基苯；氧化
Abstract: the heilongjiang Penn west industrial park waste water as the research target, the Fenton reagent as oxidants to sewage, the difficulties of toluene for removing experimental study. The results of the study show that: when the water, the difficulties are toluene concentration 40 mg/L, H2O2 and the ratio of 10 for Fe2 +, H2O2 dosing quantity for 5 mmol/L, pH of three, the reaction time set for 60 min. At this time, the difficulties in toluene water concentration of 2 ~ 3 mg/L or so, the removal rate of 90% or more, the treatment effect is good.
Keywords: toluene;difficulties; oxidation
前言
松花江支流-蜚克图河流域的宾西工业园区内机械加工企业、制药企业、印染企业众多，由于这些企业在生产过程中涉及到乳化液、甲苯、硝基苯等物质，一旦这些物质在工厂事故时发生泄漏，将对蜚克图河流域的生态环境产生重大的破坏。
本文通过对甲苯、硝基苯特殊污染物进行小试实验，找出最佳工艺处理工况条件。
1. 实验介绍
1.1 Fenton氧化法简介
采用Fenton试剂（Fe2+与Fe2+组成的试剂），通过氧化和混凝作用去除水中有机物的反应称之为Fenton氧化法[1]。
影响氧化效果的主要因素有：H2O2与Fe2+的比值、H2O2投加量、pH和反应时间等[2,3]。
1.2 实验步骤
用移液枪量取一定量的甲苯、硝基苯原液放入1L烧杯中，静置2~3小时，使得甲苯、硝基苯浓度为40mg/L。
再加入一定量的H2O2和FeSO4，调节一定的pH值，放置在六联搅拌机上，在搅拌的作用下，进行Fenton氧化实验。
反应一段时间后，取上层清液进行分析。
1.3 分析检测方法
（1）仪器：Agilent 7890A
（2）色谱柱：HP-INNOWAX，30m*0.53mm*1.0μm
（3）检测器：FID
（4）分析条件：炉温设置为70℃；进样口温度为250℃；气体分流比为5:1；检测器温度为300℃；采用氮气作为载气，载气流速为10ml/min。
（5）样品处理及标准曲线绘制
对甲苯和硝基苯标准曲线的测定采用外标法。
图1 甲苯标准曲线图2硝基苯标准曲线
2.实验结果分析
2.1 H2O2与Fe2+的比值的影响
设置7组污水水样，H2O2与Fe2+的比值分别为2、4、6、8、10、12、14，实验时间设置为1小时。
反应结束后污水中甲苯、硝基苯的含量和去除率见图3和图4：
图3Fenton氧化实验中甲苯的去除图4 Fenton氧化实验中硝基苯的去除
从图3和图4中可知，废水中甲苯、硝基苯去除率都是随着H2O2与Fe2+的比值增大先上升后下降。
H2O2与Fe2+的比值存在一个最佳比值，在上述实验中，当H2O2与Fe2+的比值为10时，甲苯、硝基苯的去除率都达到了最好的去除效果，去除率达到86.9%和99.5%。
2.2 H2O2投加量的影响
设置9组污水水样，H2O2投加量分别为2、3、4、5、6、7、8、9、10mmol/L。
反应结束后污水中甲苯、硝基苯的含量和去除率见图5和图6：
图5Fenton氧化实验中甲苯的去除图5 Fenton氧化实验中硝基苯的去除
从图5和图6中可知，废水中甲苯、硝基苯去除率都是随着H2O2投加量的增加逐渐上升，然而当H2O2投加量超过5mmol/L以后，曲线趋于平稳，此时甲苯、硝基苯的去除率分别为85.66%和99.11%。
综合考虑去除效果以及成本，最后确定该实验H2O2的最佳投量为5mmol/L。
2.3 pH的影响
设置6组污水水样，pH分别为1、2、3、4、5、6。
反应结束后污水中甲苯、硝基苯的含量和去除率见图7和图8：
图7Fenton氧化实验中甲苯的去除图8 Fenton氧化实验中硝基苯的去除
从图7和图8中，可以看出pH对Fenton氧化的氧化效果有显著的影响。
当pH=3时，甲苯、硝基苯的去除效果都达到了最好，分别为85.63%、98.01%。
2.4反应时间的影响
设置反应时间分别为5min、10min、20min、30min、40min、50min、60min。
反应结束后污水中甲苯、硝基苯的含量和去除率见图9和图10：
图9Fenton氧化实验中甲苯的去除图10 Fenton氧化实验中硝基苯的去除
从图9和图10中，可以看出甲苯、硝基苯的去除率随着反应时间的延长而增大。
反应初始阶段，甲苯、硝基苯的去除率曲线上升很快，但当反应超过30min 后，去除率曲线上升缓慢。
可以看出：Fenton试剂氧化过程是一个极为迅速的过程，通过延长反应时间提高甲苯、硝基苯的去除率不太现实。
最后通过分析确定反应时间为60min。
3 结论
（1）实验结果表明：当进水甲苯、硝基苯浓度均为40mg/L时，H2O2与Fe2+的比值、H2O2投加量、pH均有一个最佳值，分别为10、5mmol/L、3；Fenton 氧化对甲苯、硝基苯的去除随着反应时间的进行，去除率逐渐增大，考虑技术经济条件，确定最佳反应时间为60min。
（2）宾西工业园区是黑龙江省最具有代表性的典型工业园区，本研究结果可为示范工程同类型废水处理工艺提供理论和技术支持。
参考文献：
[1] 陈胜兵,何少华,娄金生,谢水波. Fenton试剂的氧化作用机理及其应用[J].环境科学与技术,2004,3;
[2] 陈传好,谢波,任源,吴超飞,韦朝海. Fenton试剂处理废水中各影响因子的作用机制[J].环境科学,2000,3;
[3] 刘勇弟,徐寿昌.紫外-Fenton试剂的作用机理及在废水处理中的应用[J].环境化学,1994,4;
作者：涂少华
毕业院校：哈尔滨工业大学专业：市政工程学位：工学硕士
工作单位：成都市规划设计研究院规划四所
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。