溶液pH的影響:
分別取1000ml廢水置于6個燒杯中,控制FeSo4.7H2O2投加量為4g/l, H2O2(30%)投加量為40ml/l,反應時間為3小時,用H2SO4溶液將PH分別調節至1、2、3、4、5、6,試驗結果表明,當水樣的pH為3時,處理效果較好。其原因是PH的變化直接影響到Fe2+、Fe3+的絡合平衡關系,從而影響FENTON試劑的氧化能力。芬頓試劑是在PH呈酸性條件下發生作用的。在中性和堿性環境下,Fe2+不能催化雙氧水產生OH,而是在自身堿性條件下生成沉淀。按照經典的Fenton試劑反應理論,pH升高不僅抑制了OH- 的產生,而且使溶液中Fe2+以氫氧化鐵的形式沉淀而失去催化能力。當pH過低時,溶液中的H+濃度過高,Fe3+不能順利的被還原為Fe2+,催化反應受阻。有關研究顯示:Fenton 試劑在酸性條件下,特別是pH在3-5時氧化能力很強;pH過高時,雙氧水的氧化還原電位低,氧化能力弱,還會造成其無效分解,不利于CODcr的去除。從圖中可以看出,在pH為3時,色度的去除也達到了最佳效果,色度的去除是隨著CODcr去除效果的增加而增加。因此在pH為3時CODcr去除率達到最高,色度的去除也達到了最佳效果。
FeSO4.7H2O2投加量的影響:
分別取1000ml廢水于6個燒杯中,控制PH為3,雙氧水30%投加量為40ml/l,分別投入不同量的FeSO4.7H2O2晶體,反應時間為3h,試驗結果如表2
FeSO4.7H2O2的最佳投加量為4g/l FeSO4.7H2O2投加量過多或過少都會影響OH的產生,廢水的處理效果均會下降。其原理在于:1由于FeSO4.7H2O2是羥自由基捕捉劑,濃度過高,會同產生的OH反應,從而使OH的表觀生成速率下降2若溶液中初始FeSO4.7H2O2濃度過高,則反應開始時雙氧水分解速率過快,迅速產生大量的OH,引起OH自身發生反應
2OH+2OH=2H2O+O2 致使一部份最初產生的OH消耗掉,也表現為CODcr的去除率下降
因此,可以說明Fenton反應不時簡單地由Fe2+來催化完成的,而是以某些絡合物的內部變價的形式來完成的,這一點在一定程度上證實了Bossmann給出的Fenton試劑作用機理。
H2O2投加量的影響:
分別取1000ml廢水于5個燒杯中,控制PH為3,FeSo4.7H2O2的投加量為4g/l,分別投加不同量的H2O2,反應時間3h
H2O2的投加量對該體系的影響較大,H2O2 投加量過少或者過多都不利于OH的產生。當H2O2投加量過高時促進(Fe3++ H2O2=Fe2++H++HO2)的進行,產生大量的HO2,當H2O2投加量過地時抑制(Fe2++ H2O2=Fe3++OH-+OH)產生的OH有不足。所以對體系降解的最佳H2O2用量進行討論。由圖3可知,H2O2最佳投加量為40ml/l。H2O2用量過多或過少,廢水的處理效果都會下降。其原因是在Fe2+ H2O2體系中存在以下反應:
OH+ H2O2= H2O + H2O H2O。=O2 -+H+ O2 -+ H2O2------ O2+2OH-
在H2O2的濃度較低時,上述反應可以忽略,H2O2的濃度增加,產生的OH增加,所產生的OH部分參與可有機物的反應,廢水CODcr 的去除率隨H2O2 投加量的增大而增大;但當H2O2的濃度過高時,則必須考慮上述反應,部分H2O2 發生無效分解,釋放出氧氣,因而廢水的處理效果反而會下降
反應時間的影響:
取1000ml廢水于燒杯中,控制PH為3 FeSo4.7H2O2的最佳投加量為4g/l雙氧水的投加量為40ml/l取不同那個反應時間,后測其CODcr,試驗結果見圖4 在最佳條件下用Fenton試劑處理廢水,當HRT《3h 時,CODcr的去除率顯著增加。但是當大于3小時后,CODcr的去除率幾乎沒有變化。加入雙氧水前3H,CODdr的去除率隨時間的延長而增大,而且基本上維持著一種線性關系;當時間大于3小時后,CODcrDE 去除率基本維持穩定這被認為是因動力學反應速度的降低或產生了難以被OH氧化的一些中間體,同時考慮到廢水中難降解的有機物太多,因此反應時間到3h,去除率已達到最大值,時間再增長,去除率已沒有明顯上升。
雙氧水投加次數對CODcr去除率的影響:
分別取1000ml 廢水于4個燒杯中,控制PH為3,FeSo4.7H2O2的投加量為4mg/l,反應時間為3h ,分別向各體系中投加共40ml/l的雙氧水,投加次數不同。有試驗結果可以看出雙氧水的投加次數的改變對去除率有一定的影響,當采用一次性投加雙氧水時,由于其投加量較多,會產生局部濃度過法的現象,不能使反應順利進行。在雙氧是過量的情況下會發生雙氧水與自身產生的OH反應。從而使溶液中的OH降低,Fenton試劑的氧化能力下降。而分別投加,雙氧水得到充分利用,去除率明顯比一次性投加要好,因此在實際廢水處理過程中宜采用分批投加藥劑的方法。