甲醛废水处理芬顿氧化技术
Fenton试剂氧化处理含酚和甲醛废水

作为 强 氧 化 剂 的 应 用 已 具 有 一 百 多 年 的 历 史
[ ] 8 1 0 -
, 在 精 细 化 工、 医 药 卫 生、 环境污染治理等
方面得到广 泛 的 应 用 。 作 为 一 种 高 级 氧 化 技 术 , 具有 操 作 过 程 简 单 、 反 应 物 易 得、 费 用 便 宜、 无需 复杂设备且对环境友好等优点 。 本研究采用 F e n t o n试剂氧化降解模拟废水中
收稿日期 : 2 0 1 1 0 9 0 9 - - ) ; “ ) 基金项目 :国家自然科学基金项目 ( 十一五 ” 国家科技支撑计划项目 ( 5 1 1 7 4 1 8 1 2 0 0 6 B A B 0 4 B 0 2 . , 作者简介 :周营营 ( 女, 硕士研究生 . 1 9 8 6—) * 通信联系人 .
处 理 效 果 较 好, 为工业废水的现场处理过程提供了一 和甲醛的降解率可达到 9 0% 以上 , 定的理论基础 。 关键词 : F e n t o n 试剂 ;酚 ;甲醛 ;降解 ;废水 中图分类号 : X 5 5; X 1 7 2 文献标志码 :A
O x i d a t i o n T r e a t m e n t o f P h e n o l a n d F o r m a l d e h d e y b F e n t o n R e a e n t W a s t e w a t e r y g
浓盐酸4m 稀释至 L-1 N a S O 0m L, L, 2 3溶液 2 将溶液移入棕色瓶中 , 放置过夜 。 1 0 0m L,
技术进行处理 , 而F e n t o n 试剂法是研究较多并在 工业 上 有 成 功 应 用 的 一 种 废 水 处 理 技 术
芬顿氧化处理

芬顿氧化处理芬顿氧化处理是一种重要的废水处理技术,能够将有机废水中的有害物质彻底氧化分解,达到净化水质、保护环境的目的。
该技术具有节能、环保、经济等多种优点,在实际应用中受到了广泛的关注和应用。
下面将从工作原理、影响因素、应用优势、存在问题和发展趋势等方面进行阐述。
1. 工作原理芬顿氧化处理主要通过Fenton试剂的生成,使废水中的有机物发生氧化反应而分解为CO2和H2O等无害物质。
其具体反应式为:Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + ·OH + OH-2. 影响因素芬顿氧化处理的效果受多种因素的影响,其中重要的因素包括pH值、温度、反应时间、试剂浓度等。
需要通过合理的控制这些因素,才能使处理效果达到最佳状态。
3. 应用优势芬顿氧化处理具有以下几个重要的应用优势:(1)能够高效降解有机废水中的有害物质,达到净化水质的目的;(2)设备投资和维护成本较低,具有经济性;(3)同时能够处理含重金属、杂质较高的废水,具有广泛的适用性。
4. 存在问题虽然芬顿氧化处理具有诸多优点,但其在实际应用中也存在一些问题,主要包括:(1)反应速度较慢,可能需要较长的反应时间才能达到预期处理效果;(2)需要加入某些试剂,可能存在对环境的潜在威胁;(3)处理后的废水中可能存在一些难以识别的中间产物,对环境可能产生不利影响。
5. 发展趋势尽管芬顿氧化处理存在一些问题,但其作为一种经济、高效的废水处理技术,仍然受到了广泛的关注和研究。
未来,可能通过与其他技术的结合,进一步提升芬顿氧化处理的效率和均匀度。
同时,也需要深入研究其化学反应规律,以期针对存在的问题提出更加具体有效的解决方案。
综上所述,芬顿氧化处理作为一种高效的废水处理技术,在应用中能够发挥重要作用,但其存在的问题也需要在实践中不断探究和解决。
芬顿反应的应用

芬顿反应的应用芬顿反应是一种广泛应用于环境治理领域的高效氧化技术。
它以氢氧自由基(•OH)为催化剂,通过氧化有机物质,将其转化为无害的物质。
本文将从废水处理、空气净化以及有机合成领域三个方面探讨芬顿反应的应用。
芬顿反应在废水处理中具有重要的应用价值。
在工业生产过程中,废水中常含有大量有机物质,如苯、酚、甲醛等,这些物质对环境和人体健康都有一定的危害。
芬顿反应可以高效地将这些有机物质降解为水和二氧化碳,从而达到废水治理的目的。
研究表明,芬顿反应对不同种类的有机物质都具有较好的降解效果,因此被广泛应用于废水处理厂和工业排放废水的治理中。
芬顿反应在空气净化方面也有着广泛的应用。
空气中的有机污染物,如挥发性有机物(VOCs),是导致大气污染和臭氧层破坏的主要原因之一。
芬顿反应可以将这些有机污染物高效地氧化为无害的物质,净化空气质量。
研究表明,芬顿反应在处理空气中的有机污染物方面具有较高的效率和选择性,因此被广泛应用于工业废气处理和室内空气净化领域。
芬顿反应在有机合成领域也发挥着重要作用。
有机合成中常需要进行氧化反应,而传统的氧化剂如过氧化氢、过氧化苯甲酰等具有危险性和高成本。
芬顿反应作为一种绿色、经济的氧化方法,可以在温和的条件下将有机物氧化为目标产物。
此外,芬顿反应还可以在不需要外部加热的情况下进行,节约能源。
因此,芬顿反应在有机合成领域被广泛应用于醇类、醛酮类、羧酸类等化合物的合成过程中。
芬顿反应在废水处理、空气净化和有机合成领域具有广泛的应用前景。
它是一种高效、选择性好且环境友好的氧化技术。
随着环境保护意识的提高和技术的不断进步,相信芬顿反应将在更多领域展现其巨大的应用潜力,为人类创造一个更加清洁、健康的生活环境。
芬顿法处理废水步骤

芬顿法处理废水步骤芬顿法是一种常用的废水处理方法,通过氢氧自由基的作用分解有机污染物,将其转化为无害的物质。
下面介绍芬顿法处理废水的具体步骤。
1. 确定处理条件在进行废水处理前,需要确定处理条件,包括pH值、反应时间、反应温度、添加剂的种类和用量等。
通常情况下,芬顿法处理废水的pH值在2-4之间,反应时间为1-2小时,反应温度为20-30℃。
2. 添加氢过氧化物和铁离子将氢过氧化物和铁离子按照一定比例混合后添加到废水中。
氢过氧化物是氧化剂,可以产生氢氧自由基,铁离子是催化剂,可以加速氢氧自由基的生成和反应速度。
3. 搅拌反应添加完氢过氧化物和铁离子后,需要进行搅拌反应。
搅拌可以使废水中的有机污染物充分与氢氧自由基接触,促进反应的进行。
搅拌时间一般为1-2小时。
4. 沉淀分离反应结束后,废水中的杂质和生成物会形成一层沉淀。
需要将废水进行沉淀分离,将沉淀物与上清液分离开来。
沉淀物中包含大量的铁离子和氢氧自由基,需要进行后续处理。
5. 中和处理废水中的铁离子和氢氧自由基需要进行中和处理,否则会对环境造成污染。
中和处理可以使用碱性物质,如氢氧化钠、氢氧化钙等。
将碱性物质慢慢滴加到沉淀物中,直到pH值达到中性或碱性。
6. 滤清处理中和处理完成后,需要将废水进行滤清处理。
滤清可以去除沉淀物中残留的杂质和碱性物质,使处理后的废水更加清洁。
7. 回收铁离子处理后的废水中还含有大量的铁离子,可以进行回收利用。
回收铁离子可以通过添加碱性物质,使其形成沉淀,然后经过过滤、干燥等步骤得到铁离子粉末。
芬顿法是一种有效的废水处理方法,可以将有机污染物转化为无害的物质。
在实际应用中,需要根据废水的不同特点进行调整和优化处理条件,以达到最佳处理效果。
芬顿氧化工艺流程

芬顿氧化工艺流程芬顿氧化工艺是一种常用的水处理技术,通过氢氧化物和过氧化物的反应,可以高效地去除废水中的有机物和毒性物质。
该流程在环境保护和水资源管理中具有重要的应用价值。
下面将详细介绍芬顿氧化工艺的流程。
一、工艺原理芬顿氧化工艺是通过氢氧化物和过氧化物的反应来实现废水的处理。
在该工艺中,氢氧化物(通常是氢氧化铁)和过氧化物(通常是过氧化氢)被添加到废水中,形成氢氧化铁和羟基自由基。
羟基自由基具有很强的氧化能力,可以快速氧化有机物质和毒性物质,将其转化为无害的物质。
二、操作步骤1. 混合废水:将需要处理的废水集中起来,确保废水的充分混合,以提高处理效果。
2. 添加氢氧化物:将适量的氢氧化物(如氢氧化铁)加入废水中,通过与废水中的有机物质和毒性物质反应,形成氢氧化铁和羟基自由基。
3. 添加过氧化物:将适量的过氧化物(如过氧化氢)加入废水中,与氢氧化铁反应,产生更多的羟基自由基,增强氧化作用。
4. 反应时间:根据废水的污染程度和处理要求,确定反应时间,通常为数十分钟至数小时。
5. 混合和搅拌:通过搅拌或气体喷淋等方式,确保废水和氢氧化物、过氧化物充分混合,提高反应效率。
6. 沉淀过程:经过一定的反应时间后,废水中的有机物质和毒性物质被氧化为无害的产物,形成沉淀物。
7. 净化处理:将沉淀物从废水中分离出来,通常通过沉淀、过滤等方式进行净化处理。
8. 水质监测:对处理后的水质进行监测,确保处理效果符合要求。
9. 排放或重复利用:根据处理后的水质和环保要求,选择合适的处理方式,将处理后的水排放或重复利用。
三、优势和应用1. 高效去除有机物和毒性物质:芬顿氧化工艺具有高效的氧化能力,可以有效地去除水中的有机物和毒性物质。
2. 操作简单方便:芬顿氧化工艺操作简单,不需要复杂的设备和工艺,适用于各种规模的水处理。
3. 经济实用:芬顿氧化工艺所需的氢氧化物和过氧化物成本较低,且反应速度快,处理效率高,具有较好的经济效益。
芬顿氧化工艺流程

芬顿氧化工艺流程芬顿氧化工艺是一种广泛应用于废水处理领域的高效氧化技术。
它通过引入过氧化氢和铁盐催化剂,将有机废水中的有害物质转化为无害的物质,从而达到净化水体的目的。
本文将详细介绍芬顿氧化工艺的流程。
一、原理概述芬顿氧化工艺基于芬顿反应,即过氧化氢与铁盐催化剂共同作用下,产生高活性的羟基自由基(·OH),进而氧化分解有机废水中的有害物质。
这一反应具有高效、广谱、环境友好等特点,被广泛应用于废水处理中。
二、工艺流程芬顿氧化工艺的实施通常包括以下几个步骤:1. 原水准备:将废水进行预处理,除去大颗粒悬浮物和沉淀物,以保证后续处理的效果。
2. 酸化调节:通过加入适量的酸性物质,将废水的pH值调节至3-4之间,为后续的芬顿反应提供合适的环境条件。
3. 添加铁盐催化剂:将铁盐催化剂(如硫酸亚铁)溶解于废水中,催化剂的作用是提高芬顿反应的速率和效果。
4. 加入过氧化氢:在废水中加入适量的过氧化氢溶液,过氧化氢是芬顿反应中的氧化剂,能够提供氧原子用于生成羟基自由基。
5. 反应处理:将废水与催化剂、过氧化氢充分混合,并在适当的温度下进行反应处理。
反应时间一般为30分钟至2小时,具体时间取决于废水的性质和处理要求。
6. 中和调节:在芬顿反应结束后,根据废水的pH值进行中和调节,使废水的pH值恢复到中性范围。
7. 沉淀分离:经过芬顿反应处理后的废水中,产生了大量的沉淀物。
通过沉淀分离技术,将废水中的沉淀物与水分离,获得清澈的水体。
8. 二次处理:根据实际需要,对废水进行进一步的处理,如吸附、生物处理等,以确保废水达到排放标准。
三、应用范围芬顿氧化工艺被广泛应用于废水处理中,特别是对难降解有机物的处理效果显著。
它可以有效去除有机物质、重金属离子、农药残留等污染物,适用于工业废水、农田排水、生活污水等各种废水的处理。
四、优缺点分析芬顿氧化工艺具有以下优点:处理效果好,能够高效降解难降解有机物;广谱性强,对各种污染物具有较好的去除效果;操作简单,工艺流程相对成熟;无需大量能源消耗,对环境友好。
芬顿 处理工艺

芬顿处理工艺芬顿处理工艺是一种常用的水处理技术,用于处理含有有机物的废水。
本文将介绍芬顿处理工艺的原理、适用范围、操作步骤以及优缺点。
一、原理芬顿处理工艺是一种基于氢过氧化物和铁离子的化学氧化还原反应。
在该工艺中,将废水与氢过氧化物和铁离子混合,通过催化作用将有机物氧化为CO2和H2O。
氢过氧化物在反应中起到氧化剂的作用,而铁离子则起到催化剂的作用。
该工艺适用于处理含有苯、酚、醛类、酮类等有机物的废水。
二、适用范围芬顿处理工艺广泛应用于工业废水处理、生活污水处理以及地下水修复等领域。
特别适用于处理难降解有机物以及含有重金属离子的废水。
由于芬顿处理工艺操作简单、成本低廉,且对废水中的有机物去除率高,因此受到了广泛的关注和应用。
三、操作步骤1. 准备工作:将废水与适量的氢过氧化物和铁离子混合。
铁离子可以通过硫酸亚铁、硫酸铁等化学物质提供。
2. 反应过程:将混合物加入反应器中,并控制反应温度和pH值。
通常情况下,反应温度为20-40摄氏度,pH值为2-4。
3. 反应时间:根据废水的特性和处理要求,确定适当的反应时间。
一般情况下,反应时间为30-60分钟。
4. 沉淀处理:反应结束后,将沉淀物与废水分离。
沉淀物中含有氧化后的有机物和铁离子。
可以通过过滤、离心等方法将废水与沉淀物分离。
5. 脱水处理:对分离后的废水进行脱水处理,将废水中的水分减少,以便于后续的处理或回收利用。
四、优缺点芬顿处理工艺具有以下优点:1. 处理效果好:能有效去除废水中的有机物,特别是难降解有机物。
2. 操作简单:操作过程相对简单,不需要复杂的设备和技术。
3. 成本低廉:相比其他废水处理工艺,芬顿处理工艺的成本相对较低。
4. 适用范围广:适用于处理各种类型的废水,特别是含有重金属离子的废水。
然而,芬顿处理工艺也存在一些缺点:1. pH值控制难度大:反应过程中需要严格控制pH值,否则会影响反应效果。
2. 产生二次污染:废水中的铁离子会生成沉淀物,处理后的废水中可能会含有一定量的铁离子,需要进一步处理。
甲醛废水的处理方法

液,混凝工艺也难以奏效 [ 。 m 为此,研究学者对甲醛废水的处理进行了很多的实验
研究。目前处理 甲醛废水 的主要方法有 :芬顿法 、光催化
[22 [ ' > H0]> F ] 反应时间> e 反应温度。 在普通 F t n n的基础上 ,产生了电 一 et 法。它与 eo Fn n o
赵莲花等研究利用 WO 光催化氧化法处理甲醛废水, ,
C D去除率达 6 . O 5 %. 4 1 二氧化撅法 . 2
二氧化氯是一种优良的杀菌消毒剂、 漂白剂和高效氧化
S T C r o oa t kv [研究表明基于二氧化钦的催化氧化 . h ss . i l ' 在中性条件下可以净化含甲醛的废水。废水中甲醛的浓度
关键词 : 甲醛 芬顿法 光催化氧化 湿式氧化
甲醛在化学工业中是一种很常见的化学成分。含甲醛
的废水主要来 自有机合成、合成橡胶、油漆和涂料、塑料、
投加量为 1g H值为4 左右。此条件下可以使苯酚和甲 ., 5p . 0
醛的去除率均达到9%以上, 5 废水的 C D去除率达到 8%以 O 5
雅非群,马伟 [经过实验发现影响甲醛余量的因素主 3 1
次顺序为:温度>[ 2 > 22时间。在温度 9', ' F " H0> e] 0 Fe C e含
量为 3 m U , 0 0 5 o L m o L H 2. m l ,时间 9mn 2 4 / 0 i 时的条件下处
理水样后, 醛 甲 余量为6gL 去除 m/, 率达到9% 7.
高浓度甲醛不适合用生物法处理 ;且甲醛溶液形态为真溶
处理时, 发现进水C D r 1 337m/范围内 平均值 O C 在 3 -04 g 5 L , 为2 m/;甲醛浓度在20 -6. 创 之间, 1 g 3 L 5 0. 37 m L 7 4 平均值为 21 m/ 但经Fn n 9. g ; 9 L e o 试剂氧化后出水C Dr t O c平均值为 56 m/ 0. g 尸醛氧化后浓度平均值为1 1g 。 3 L 0 m/ 此外还发现 . L
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甲醛废水处理芬顿氧化技术
季戊四醇是以甲醛和乙醛为原料,在碱性缩合剂存在下反应而得。
原材料以一定的摩尔配比,于25~32℃反应6~7h,经中和过滤即得季戊四醇。
由于该产品广泛用于各行业,近年来,在国内季戊四醇的发展非常迅速,其产生的衍生品也在市场上占有越来越大的份额。
故而导致生产该类产品所产生的废水也在废水种类中占有很大的比例。
因其生产原材料的特性,季戊四醇废水中含有高浓度的甲醛,约为1200~1500mg/L,COD含量平均在6000mg/L 左右。
具有一定毒性。
不经处理排放会对环境和生物产生极大的危害。
目前国内针对季戊四醇废水制定的废水处理大多为混凝沉淀、生化等传统工艺,但高含量的甲醛对生化作用的抑制非常明显,导致处理效果往往不理想。
本文探讨了一种能够在前端大幅度去除甲醛的工艺,即前端芬顿高级氧化工艺。
芬顿的实质是二价铁离子和双氧水之间的链反应催化生成羟基自由基。
羟基自由基具有较强的氧化能力,据计算在pH=3的溶液中,其氧化电位高达2.73V,其氧化能力在溶液中仅次于氢氟酸。
而且其氧化性没有选择性,氧化速率也较高,能适应各种废水的处理。
另外,羟基自由基具有很高的电负性或亲电性,其电子亲和能高达569.3kJ,具有很强的加成反应特性,很容易进攻高电子云密度点,因而Fenton试剂可无选择的氧化水中的大多数有机物,特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水的氧化处理。
对废水中干扰物质的承受能力较强,既可以单独使用,也可以与其他工艺联合使用,以降低成本,提高处理效果。
芬顿氧化反应采用Fenton试剂,其基本组成是硫酸亚铁与双氧水,其实质为亚铁离子和双氧水之间的链式反应催化生成高活性的自由基与难降解有机物反应,使之发生部分氧化、耦合或氧化,形成分子量较小的中间产物,从而改变它们的可生化性、溶解性和混凝沉淀性。
络合物属于难降解的一类污染物,采用Fenton试剂进行氧化是比较好的废水处理方法,可以达到很好的出水效果,其反应机理如下:
本文通过对季戊四醇废水进行芬顿高级氧化实验,并对实验中各个运行参数和实验效果做了分析,为预处理该类废水的实践工程提供理论参考。
一、材料与方法
1.1实验材料
实验所取废水为甲醛废水,其废水水质指标见表1。
1.2实验工艺流程
取甲醛废水,首先经过芬顿氧化工艺进行芬顿反应,反应完成的出水再曝气进行脱气反应,在脱气完成后在废水中加入液碱,提高污水的pH在6.5~7.0之间,使污水中的三价铁与污水中的SS、胶体和色度等一起发生絮凝反应,然后再投加阳离子PAM,强化絮凝反应,使污泥聚集,完成反应过程后静置沉淀,实现水泥分离。
实验确定的工艺流程见图1。
1.3实验仪器及分析方法
曝气仪器采用电磁式空气泵配合曝气石,实验容器采用500mL、250mL烧杯若干只及其他附属配件。
COD的测定采用消解比色法,甲醛测定采用乙酰丙酮分光光度法。
1.4实验方法
取FeSO4(纯度95%)20g置于300mL烧杯中,加入清水至200mL,配置成浓度约为10%的FeSO4溶液,搅拌均匀待用。
取500mL的烧杯,加入废水300mL,用pH测定仪检测废水配件pH为3.8,随后投加FeSO4溶液及H2O2(浓度27.5%),反应时间定为35min。
期间用玻璃搅拌棒不停搅拌。
芬顿反应完成后将曝气石置于杯底并连接空气泵向水中鼓气,曝气时间暂时定为3hr,脱气结束后,往废水中投加液碱(浓度30%),调整废水的pH在6.5~7.0,使Fe3+与OH-生成Fe(OH)3,最后投加PAM(分子量1200万),利于Fe(OH)3混凝反应,形成大颗粒的矾花。
静置沉淀约1hr后,取上清液用滤纸过滤出水。
实验装置示意图见图2。
二、实验结果与讨论
2.1芬顿氧化运行控制分析
在原水pH为3.8时,投加FeSO4及H2O2,搅拌使两种药剂与废水充分混合均匀。
首先将反应时间控制在35min,加入废水中的FeSO4和H2O2加药量分别是0.2g/L废水和0.1g/L废水开始,检测反应后出水甲醛含量,以后逐次增加FeSO4和H2O2的投加量并同时检测出水水质,记录数据见图3。
从图3可知,在pH=3.8,HRT=35min时,当FeSO4和H2O2加药量分别是0.6g/L废水和0.5g/L废水,出水甲醛浓度可以低至130mg/L,去除率达到90%以上。
当FeSO4和H2O2加药量逐次增加后,出水甲醛浓度基本无太大变化。
经上述第一步实验过程确定FeSO4和H2O2的最佳投加量后,反应时间从10min开始逐次增加至50min,并记录出水甲醛浓度,整理数据见图4。
由图4可以看出反应时间在40min 时,在同样的药剂投加量前提下,出水甲醛浓度可以低至126mg/L,以后逐次递增反应时间,出水甲醛浓度无太大变化。
由此可知处理季戊四醇废水的芬顿氧化反应的时间宜在35~40min,最优选为40min。
2.2脱气反应过程运行控制分析
在经过上述两部反应确定加药量及反应时间的前提下,得到最佳反应效果的废水进入脱气实验过程。
脱气过程主要是通过曝气去除剩余及未反应的H2O2,使其分解为H2O和O2;使Fe2+氧化成Fe3+。
在脱气过程结束后投加液碱,将废水的pH调整在7.0左右,使Fe3+与OH-生成Fe(OH)3,并通过投加PAM,使Fe(OH)3完成絮凝反应,形成大颗粒矾花。
并在随后的静置沉淀过程中泥水分离。
取上清液通过滤纸过滤后检测出水甲醛及COD浓度。
整个脱气反应过程控制曝气量从6L/m2min逐次增加并检测出水甲醛浓度。
记录数据见图5,由图5可知,曝气强度对脱气的效果及甲醛的去除有重要影响,其中在曝气强度为16L/m2min,出水甲醛浓度为120mg/L,去除率达到90%以上,COD也从6000mg/L降解至5000mg/L,去除率可达到17%。
三、结论
(1)采用Fenton氧化法预处理季戊四醇废水的过程主要由芬顿氧化、脱气、混凝沉淀构成,经过实验分析,该工艺对废水中的甲醛去除效果显著,利于后续生化处理,最终达标排放。
(2)经实验分析确定,在原水pH在3~4,反应时间为40min,FeSO4和H2O2反应的加药量分别是0.6g/L废水和0.5g/L废水时,出水的甲醛浓度最低,将甲醛浓度从1450mg/L降解到126mg/L,去除率90%以上。
(3)经实验分析确定,脱气过程中的曝气强度在16L/m2min时,出水甲醛浓度低至120mg/L,COD的去除率同时可达17%。
(4)芬顿氧化工艺对季戊四醇废水中甲醛去除效果显著,可以提供工程实践参考。
(。