热线电话
当前位置:首页>资讯>维修技术>电芬顿法处理电镀废水

电芬顿法处理电镀废水

时间:2017/2/24 8:40:01 来源:国际环保城 作者:IEPZ 点击次数:1198

 1电芬顿法简介

  高级氧化技术的概念最早是由Glaze等人在1987年提出的,以产生羟基自由基(·OH)为标志。近年来发展起来的以Fenton反应为基础的高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes,AOPs),主要包括Fenton法和类Fenton法。传统的芬顿反应不能实现铁的循环、pH范围狭小(最佳2.0~3.5)、铁离子本身也捕获自由基,双氧水利用率不高,限制了其在水处理中的应运。由于羟基自由基的寿命短暂,常在外界条件的辅助作用下,如紫外线、电场等条件,强化其处理效果,拓宽在水处理中的应运,主要有光芬顿法、电芬顿法、光电芬顿、紫外-芬顿等。其中电Fenton法,不仅具有电化学法的所有性质,而且可利用羟自由基的强氧化作用,逐渐成为Fenton试剂的主要发展方向,也是电化学技术的主流方向。

  2芬顿法原理

  1894年,法国科学家Fenton H J H发现亚铁离子与过氧化氢在酸性条件,能有效降解酒石酸。随着有机污染的加剧,这种方法为有机废水的处理提供了新的途径,具有划时代的意义。为了纪念Fenton H J H的卓越贡献,将Fe2+/H2O2命名为Fenton试剂,这种反应称为Fenton反应。Fenton试剂能有效的无选择的氧化有机物,具有极强的氧化性。但对芬顿反应的机理不甚了解,科学工作者提出多种可能的设想。美国人用二甲亚飒(DMPO)作为自由基的捕获剂,用核磁共振的方法,捕获到自由基的信号,提出了自由基和氧化剂碎片机理。而后,walling和Norman及Jefcoate等人的研究也证实了这一结论。David R.等总结归纳了前人有关Fenton反应的机理(见表1-1)。目前普遍为大家接受的反应机制:过氧化氢与亚铁离子反应生成自由基(.OH)和氢氧根离子(OH-),其中自由基具有很高的氧化电极电位(见表1.2),因此,芬顿试剂在水处理中主要利用自由基的强氧化性。除了亚铁离子可以实现Fenton反应以外,其他的过渡金属离子(如Cu2+等)也可以将过氧化氢催化分解为自由基和氢氧根离子。

电化学技术处理电镀废水

  电芬顿技术是在Fenton试剂的基础上发展起来的电化学处理技术之一。电-Fenton法(EF)可以分为两种形式。一种是可溶性亚铁盐与在微酸性溶液阴极上生成的H2O2发生Fenton反应,电化学与Fenton很好的结合起来,这种方法所用的电极多为石墨、碳毡等等;另一种方法是牺牲阳极法,金属电极作为阳极溶解出亚Fe2+,与外援加入的H2O2进行Fenton反应,其反应机理如下:

电化学技术处理电镀废水

  电芬顿反应对污染物的去除机理也非常复杂,目前普遍认同的也是基于羟基自由基的强氧化作用。由于电芬顿的形式不一,其产生羟基自由基的方式也不一样,但在对污染物的降解中,研究者普遍认为同Fenton试剂的作用类似,主要是阴阳极作用产生的自由基的强氧化作用氧化分解、消除污染物。

  3电芬顿法的特点

  电-Fenton技术相对于传统的Fenton技术具有如下优点:

  (1)用石墨、碳毡等作为电化学反应的阴极,在酸性条件下,将通入阴极的氧化转化成双氧水,所以双氧水不用外援投加,降低了处理成本,也减小双氧水在运输过程中的危险。

  (2)通入电解液中的氧气只有一部分转化为双氧水,其它以气体形式释放出,对电解液起到搅拌的作用,使电解液混合均匀,对极化现象起到预防作用。

  (3)电化学反应能提供持续Fe2+,极板溶解直接产生或Fe3+得到电子被还原为Fe2+,使得Fe2+可以循环使用;芬顿法需要投加铁盐,成本高,产生污泥量多,处理后出水色度较高、阴离子含量高,电芬顿不存在这个问题;

  (4)电芬顿降解污染物,除了自由基的氧化作用,还有电混凝、电氧化、电还原、电气浮等过程,或这几种过程的联合协同作用。

  4电芬顿法在水处理中的应用

  Huang Y H等使用电-Fenton方法处理石油化工废水,实验结果显示表明,使用牺牲铁阳极提供Fe2+与外援加入的H2O2组成的电-Fenton法对废水COD有较高的去除效果,并与O3、O3/H2O2、次氯酸钠及传统Fenton法的处理效果进行比较,电芬顿去除效果明显好于其他几种方法。Brillas E等采用电芬顿法降解苯胺。Cristina Flox等采用以Pt作阳极的电芬顿和光电芬顿处理靛蓝染料废水,使用BDD作阳极的电芬顿和使用Fe2+和Cu2+联合催化以Pt为阳极的光电芬顿,都能使靛蓝染料完全矿化。Marco Panizza等采用阴极产生双氧水的电芬顿降解合成染料,考察了各种因素对降解效果的影响。Zhou M H等采用电芬顿法处理甲基红,用PTFE作为阴极,考察了电解质Na2SO4的浓度、pH、亚铁离子浓度和污染物浓度对甲基红去除的影响,结果发现,甲基红的降解分两个阶段,第二阶段比第一阶段降解速率慢。Zhang H等采用电芬顿去除垃圾填埋场COD,考察了反应时间、极板间距、电流密度、H2O2/Fe2+的摩尔比对降解的影响,结果表明电芬顿能有效降解垃圾渗滤液中有机物,比普通芬顿不仅具有高效性,而且更经济。BrillasE等等采用阳极氧化、电芬顿和光电芬顿对除草剂3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸进行了研究。ZhaoX等采用电混凝及电芬顿技术降解线路板废水。Zhao X等采用电混凝及电芬顿技术去除砷,用DSA和铁板作为极板,DSA极板上砷被氧化,然后通过混凝沉淀去除,研究了共存离子对砷去除的影响,发现Ca、Mg离子促进砷的去除,Cl-、CO32-、PO43-等离子抑制砷的去除。Boye B等使用阳极氧化、电芬顿、光电芬顿等方法降解除草剂2,4,5-T。Panizza M等采用电芬顿法降解萘磺酸和蒽醌磺酸的有机工业废水。廉雨等采用电芬顿氧化法处理酸性橙Ⅱ模拟废水,电芬顿氧化法能够高效地分解酸性橙Ⅱ分子结构中偶氮键和萘环,提高废水的可生化性。

返回

下一篇:农村生活污水生态处理工艺

上一篇:造纸废水回用方法

[加入收藏][打印文本][关闭窗口][返回顶部]

用户评论

用户名: 匿名用户
评论内容:
验证码: 点击刷新验证码,不分大小写 看不清楚? 换一个