Hiroyuki Nakagawa[22]等在采用活化的石墨电极进行电Fenton法氧化处理1,4-二恶 烷时发现,当进水浓度为40mg/L,H2O2投加量在2 mmol/L,Fe2+投加量为1 mmol/L 时,1,4-二恶烷的氧化率接近100%
1。4。3。Fenton 法的主要机理
Fenton 法是以过氧化氢产生的羟基自由基为主要氧化剂的氧化方法,因此 Fenton
法也是一种高级氧化技术。 其主要反应历程表示如下[23]:
Fe2+ + H2O2→ Fe3+ + OH- + ·OH (1-1)
Fe3+ + H2O2→ Fe2+ + HO2·+ H+ (1-2)
RH + ·OH → R·+ HO2· (1-3)
R + H2O2→ ROH + ·OH (1-4)
Fe2+ + ·OH →OH- + Fe3+ (1-5)
Fenton 试剂降解有机物的实质是·OH 通过传播无差别的自由基链反应, 一部分自 由基进攻有机物 RH 夺取氢, 生成游离基 R·, 游离基 R·随后进一步进行氧化,降解为 小分子有机物或者矿化成 CO2 和 H2O 等无机物, 还有一部分自由基与有机物反应使 C—C 键或 C—H 键发生裂变, 最终降解为无害物。
另外, 生成的 Fe(OH)3 胶体具有絮凝、吸附功能。其主要过程为当 pH 较低时, 反应过程中产生的[Fe(H2O)6]2+与水会形成铁水络合物,有絮凝作用,对去除水中的 COD 和色度有重要影响。其主要过程为[16]:
2[Fe(H2O)5OH] 2+↔ [Fe(H2O)8(OH)2] 4+ + 2H2O (1-6) [Fe(H2O)8(OH)2] 4+ + H2O ↔ [Fe2(H2O)7(OH)8]3+ + H3O+ (1-7) [Fe2(H2O)7(OH)3]3++ [Fe(H2O)5OH]2+ ↔ [Fe2(H2O)7(OH)4]5+ + 2H2O (1-8)
根据Ahmed Abou-Shady对Fenton法氧化溶解性有机碳的研究,Fenton氧化加上混 凝的处理效果要明显优于单独使用Fenton法的效果[24]。
1。5。 研究目的及意义
随着我国工业文明的发展和现代化的推进,我国水资源供应面临着越来越紧张的 局势,水污染问题也愈发加剧。大量污染物的排放使得当今我国的水环境面临着严峻 的环境问题。2014 年我国废水的排放总量达 716。2 亿吨[25]。巨大的污染物排放总量 使得环境恶化的趋势仍未消除,控制污染物排放的任务依然艰巨。废显影液作为一种 高盐度有机废水,若未经处理直接排放,将对环境造成巨大危害。
一直以来人们对显影废水的研究集中于废定影液中银的提取上,而对于目前尚无 回收价值的废显影液的研究仍旧较少,现有的少量研究表明,不论是采用高温高压的 湿式氧化法还是采用多级组合工艺,都很难将显影废水直接处理到达标排放水平,而 且还会带来高昂的建设与运行成本。因此寻找一种相对高效廉价便捷的显影废水处理 工艺显得十分重要。
Fenton 试剂的氧化性极强,对处理高浓度有机废水有着独特优势,且所用试剂廉 价、反应速度快,与湿式氧化法等其他高级氧化技术相比,其操作过程简单、设备简 便、投资少,同时 Fenton 试剂还是一种环境友好的试剂,近年来 Fenton 法氧化处理 难处理的废水成为研究热点。
因此本研究拟采用 Fenton 法对显影废水进行预处理旨在通过 Fenton 氧化的方法 探索一种高效、廉价和清洁的废显影液预处理方法,使得废显影液的 COD 能够明显 降低,使出水能够符合后续生物处理等处理工艺的要求。
1。6。 主要研究内容
本研究的主要内容有: