光-Fenton技术.ppt
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1、,Company Logo,浅谈光-Fenton技术在环境修复中的应用,资源环境学院 08环二 刘彦彦,Company Logo,引言,环境污染问题日益突出,人类也一直在积极探索解决办法,光-Fenton反应自发现以来一直广泛用于不同的氧化反应。近年来,作为一种新的有效的高级氧化技术应用于环境污染的处理领域。,Company Logo,目录,A.Fenton(芬顿)法及光-Fenton技术简述,B.光-Fenton技术在环境修复中的应用举例,C.光-Fenton技术的改进,D.光-Fenton法的展望,Company Logo,A.Fenton法及光-Fenton技术简述,Company Lo
2、go,Fenton(芬顿)法简述,1894年,法国科学家Fenton发现,在酸性条件下,H2O2在Fe2+离子的催化作用下可有效的将酒石酸氧化。后人将H2O2和Fe2+命名为Fenton试剂。 1964年Eisenhouser首次使用Fenton试剂处理苯酚及烷基苯废水,开创了Fenton试剂在环境污染物处理中应用的先例。,Company Logo,反应机理,Fenton反应体系中总的化学反应方程式: Fe2+H2O2 Fe3+O2+ OH 生成的OH能快速降解多种有机化合物 RH+OH H2O+R R+Fe3+ Fe2+ +产物 这种氧化反应速率极快,在酸性条件下效率最高,在中性到强碱性条件
3、下效率较低。,H+,Company Logo,操作条件,合适的H2O2与Fe2+的物质量比:10-290 最适温度:20-40 最佳PH :2.0-4.0 合适的反应时间:90-100min 不同水质的废水的操作条件也不同,应用时要先进行实验确定最佳操作条件。,Company Logo,处理效能与应用,进水COD:50-1000mg/L,处理水量:40-3000m3/d ,氧化池的规模:0.375-126m3,COD去除率:50-80%,色度去除率:80%以上。 该方法具有方便快捷、易于操作的优点,但多污泥,经济成本较高是它的劣势。 用于去除高色度,可生化性差,含有毒物质的废水。即可作为废水处
4、理的预处理,又可作为最终的深度处理。,Company Logo,光-Fenton技术,在紫外波长和近紫外波长的光辐射下,增强了Fenton 试剂的氧化能力,大大促进Fenton和类Fenton体系中有机物的降解速度,还在一定程度上节约了过氧化氢的用量。光助Fenton氧化系统实际上为H2O2 +Fe2+与H2O2 +UV 两种系统的结合 UV/Fenton法:,反应体系在紫外光的照射下三价铁与水中氢氧根离子的复合离子可以直接产生羟基自由基并产生二价铁离子,Company Logo,技术优点,1.可以降低Fe2+的用量,保持过氧化氢较高的利用率; 2.紫外光和亚铁离子对过氧化氢的催化分解存在协同
5、效应,过氧化氢的分解速率远大于亚铁离子或紫外光催化过氧化氢分解速率的简单加和,Company Logo,B.光-Fenton技术在环境修复中的应用举例,Company Logo,光-Fenton-生物联用技术处理难降解废水研究进展,Company Logo,化工、轻纺、制药、食品等工业中所排放出的大量工业废水,因具有种类多、成分复杂、COD(化学需氧量)浓度高、可生化性差、有毒有害等特点,若未能进行有效的控制和治理,必将对环境造成十分严重的污染与破坏。,Company Logo,Company Logo,近二十多年来,发展了一种有效处理难降解污染物的化学氧化法高级氧化技术(advancedox
6、idation processes,简称AOPs),其中很重要的一个便是Fenton 类氧化技术,并且目前很多人认为光-Fenton 技术是最有前景的处理技术之一。该体系无需辅以高温和高压,操作简单,且Fenton 试剂Fe2+ H2O2对环境友好。Fenton技术对于含酚类、防腐剂、杀虫剂、甲醛、染料等有机物的废水和受污染土壤的处理均有效。但相对于生物处理,光-Fenton 体系的运行成本很高,限制了其在实际中的应用。因此,将光-Fenton 体系作为预处理方法将难降解的污染物转化为易生物处理的物质之后与生化法联用,实现高效、经济的目的,是难降解有机物处理技术的一个研究发展方向。,Compa
7、ny Logo,技术实验基本原理 技术要求和成本要求的均衡,决定了光-Fenton 预处理的程度Fenton 试剂的投加量或光照时间对于Fenton 技术(不加光)来讲,试剂的投加量决定了前处理的程度。当溶液中的Fe2+或H2O2被消耗完时,Fenton 反应终止了,污染物的降解也结束,延长反应时间也对前处理的程度无作用。如果溶液中H2O2没消耗完时采用其它手段终止反应,此时多添加的双氧水会造成成本的升高,且剩余的H2O2会对后续的生物反应会造成危害。,Company Logo,预处理目的:改变污染物的结构,将其转化为毒性小、容易生物降解的中间产物,使得后续的生化处理难度更低。 预处理预期效果
8、:初始的难降解污染物浓度降低;对微生物有害的中间产物得到较大程度的去除;绝大部分的氧化剂已经耗尽或去除,不然会对微生物产生毒害作用且增加反应成本 。,Company Logo,光-Fenton 法氧化垃圾渗滤液中有机物的研究,Company Logo,渗滤液的定义,渗滤液是指垃圾在堆放和填埋过程中由于雨雪淋溶、自身发酵、地表水和地下水浸泡而渗滤出的高浓度有机废水。,Company Logo,Company Logo,渗滤液的研究现状,目前, 城市生活垃圾的无害化处理方法主要有3种: 卫生填埋、焚烧和堆肥。而垃圾渗滤液的处理是上述方法中共有的技术难题, 由于生活垃圾渗滤液污染程度高, 成分复杂,
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