[精編]《安全環(huán)境-環(huán)保技術(shù)》之電Fenton法降解廢水中有機(jī)物

1、此資料由網(wǎng)絡(luò)收集而來，如有侵權(quán)請告知上傳者立即刪除。資料共分享，我們負(fù)責(zé)傳遞知識。電fenton法降解廢水中有機(jī)物 1、電fent on法的類型與機(jī)理 1.1 ef-fenton法 該法又稱陰極電解fenton法,其基本原理是o2在陰極還原為h2o2,并與fe2+發(fā)生fenton反應(yīng)生成oh,oh繼而將有機(jī)物氧化為co2和h2o,或者小分子有機(jī)物。 o2+2e+2h+h2o2 (1) h2o2+fe2+fe3+oh-+oh (2) oh+有機(jī)物co2+h2o+小分子有機(jī)物 (3) 反應(yīng)(1)中的o2可以通過外界曝氣的方式引入至電解反應(yīng)器的陰極,也可利用陽極依據(jù)反應(yīng)式(4)或(5)析出的o2。

2、2h2oo2+4h+4e(酸性介質(zhì)) (4) 4oh-o2+2h2o+4e(堿性介質(zhì)) (5) 該法中fe2+一般通過外部添加,反應(yīng)開始后fe2+會被迅速氧化為fe3+,但fe3+在直流電場的作用下遷移至陰極表面,并被重新還原為fe2+,而h2o2可在陰極連續(xù)產(chǎn)生,這樣就保證了fenton反應(yīng)持續(xù)發(fā)生。ef-fenton法中陽極通常為不溶性陽極材料,如石墨、鈦基氧化物電極或其他貴金屬材料,陰極通常為石墨、活性炭纖維等。當(dāng)電化學(xué)反應(yīng)器的陽極采用不溶性陽極材料時,陽極表面就可以產(chǎn)生oh,反應(yīng)式如下: 2h2o-2e2oh+2h+(酸性介質(zhì)) (6) oh-e2oh(堿性介質(zhì)) (7) 因此在ef-

3、fenton法中不但可通過fenton反應(yīng)產(chǎn)生oh,陽極亦可產(chǎn)生oh,這即是ef-fenton法可高效降解有機(jī)物的原因。 1.2 ef-feox法 又稱犧牲陽極法,以鐵作為陽極材料,電解時鐵被氧化溶解生成fe2+,與外部添加的h2o2或o2在陰極還原產(chǎn)生的h2o2發(fā)生fenton反應(yīng)生成oh。在ef-fenton法和ef-feox法中,反應(yīng)過程結(jié)束后,水中的鐵離子必須被去除。一般通過調(diào)節(jié)ph值使鐵離子形成沉淀。鐵離子沉淀過程可起到絮凝去除以膠體形式存在的有機(jī)物及部分大分子有機(jī)物的作用。該法中由于陽極材料的溶解,因此需要經(jīng)常更換陽極材料;h2o2由外部添加,故試劑費用較高。 1.3 fsr法 f

4、sr法即fenton污泥循環(huán)系統(tǒng),又稱fe3+循環(huán)法。該系統(tǒng)包括一個傳統(tǒng)的fenton反應(yīng)器和一個將fe3+轉(zhuǎn)化為fe2+的電化學(xué)反應(yīng)器。在fenton反應(yīng)器內(nèi)fe2+轉(zhuǎn)化為fe3+,在電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)fe3+被還原為fe2+,然后重新進(jìn)入fenton反應(yīng)器再次利用。該工藝可以實現(xiàn)鐵鹽的循環(huán)使用,避免了大量含鐵污泥的處置問題。另外,ef-fenton法和ef-feox法同樣也可通過增加一個電化學(xué)反應(yīng)器的方式實現(xiàn)鐵離子的循環(huán)。利用上述各種電fenton法處理含有顆粒物或膠體物時,由于鐵鹽的存在,水中膠體脫穩(wěn),且少量鐵鹽形成沉淀起到絮凝作用,造成部分膠體態(tài)有機(jī)物和顆粒態(tài)有機(jī)物被吸附或網(wǎng)捕。電解產(chǎn)生的

5、氣體(h2、cl2、o2等)與吸附有機(jī)物的沉淀結(jié)合,在浮力作用下,上升到液面,從而將部分膠體態(tài)有機(jī)物和顆粒態(tài)有機(jī)物從水中清除。 2、與其他高級氧化技術(shù)的特點比較 濕式氧化(wao)方法是在高溫(150350)、高壓(0.520 mpa)下利用o2或空氣作為氧化劑,氧化水中呈溶解態(tài)或懸浮態(tài)的有機(jī)物或還原態(tài)的無機(jī)物,達(dá)到去除污染物的目的。超臨界水氧化技術(shù)具有反應(yīng)速度快、氧化效率高的特點,但是超臨界技術(shù)的發(fā)展還不夠完善,對反應(yīng)條件和設(shè)備的要求也過高。與濕式氧化和超臨界氧化相比,電fenton法可以在常溫常壓下進(jìn)行,且有機(jī)物礦化度更高;光化學(xué)(催化)氧化就是氧化劑在光的輻射下產(chǎn)生氧化能力較強(qiáng)的自由基,通過這些強(qiáng)氧化性的自由基來氧化污染物的過程,根據(jù)氧化劑的不同光氧化可分為uv/h2o2、uv/o3、uv/h2o2/o3等系統(tǒng)。光化學(xué)(催化)氧化技術(shù)具有操作簡單、反應(yīng)條件溫和的特點,但是也存在光能的利用率低以及催化劑價格昂貴的缺點;與普通femon法比較,電femon法雖然增加了能耗,但有機(jī)物氧化效率得到提高,且可節(jié)約試劑費用;與普通的電化學(xué)氧化相比,電femon法由于鐵鹽的引