Fenton回收铁砂对水体中盐酸四环素降解性能及机制研究

Fenton法作为一种成熟的高级氧化技术,在工业废水深度处理中得到了广泛应用,然而,该方法同时会产生大量含铁固体废弃物,影响污水处理效果并增加运行成本.为了探索一种更直接的Fenton固废资源化利用方式,本研究收集了来自新型废水处理Fenton塔的铁砂和传统Fenton池的铁泥,并将它们作为催化剂在非均相Fenton体系中去除盐酸四环素(TC)的效率和机制进行了对比.结果表明:(1)新型废水处理Fenton塔的铁砂和传统Fenton池的铁泥在外观、微观结构和组成上都有明显区别,铁砂偏黄、铁泥偏红,铁砂具有介孔结构和相对简单的成分,比表面积为144.818 m^(2)/g,平均孔径为3.061 nm.(2)铁砂中Fe的质量分数远高于铁泥,且以不定型FeOOH的形式存在.铁砂中还含有S元素以及微量的其他金属元素,铁泥则缺乏S元素.(3)作为催化剂,铁砂和铁泥对TC的去除率分别为87.40%和29.83%.(4)铁砂对TC的吸附过程符合伪二级吸附动力学模型,在铁砂-H_(2)O_(2)体系中可以达到良好的降解效果.C1^(-)、NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)对TC降解的影响较小,而HCO_(3)^(-)、H_(2)PO_(4)^(-)的存在会抑制TC的降解反应.机理探究试验表明,·OH、·O_(2)^(-)和^(1)O_(2)是反应过程中的主要活性基团,·O_(2)影响更大,·OH和^(1)O_(2)贡献相当,·OH和^(1)O_(2)起直接进攻作用,·O_(2)^(-)影响·OH和^(1)O_(2)的生成过程.铁砂-H_(2)O_(2)体系中的反应具有均相和非均相作用,主要以均相作用为主.研究显示,铁砂具备发生氧化还原反应的潜力,在直接应用于TC降解方面具有明显优势.

负载氧化铁石英砂用于Fenton-流化床体系处理印染废水的研究

制备了负载氧化铁石英砂催化载体,负载的氧化铁颗粒其粒径为100 nm左右。通过重复使用负载石英砂载体探讨其稳定性,结果表明,pH=3.0,H2O2初始浓度为10 mmol.L-1,催化剂载体投加量40 g.L-1的条件下,亚铁投加量减少到0.2 mmol.L-1时,100 min后对甲基橙溶液的脱色率为97.5%。同时,负载石英砂载体重复使用5次后脱色率仍高于70%。表明负载氧化铁石英砂用于Fenton-流化床体系是一种有应用潜力的高级氧化处理废水的反应体系。

Fenton流化床深度处理制革废水

采用填充铁氧化物负载石英砂的Fenton流化床法深度处理制革废水,探究各因素对COD去除效果的影响,并与传统Fenton法进行去除效果的比较。结果表明,各因素对去除效果的影响顺序为:溶液pH>H_2O_2投加量>反应时间>n(Fe2+)∶n(H_2O_2)。在最佳反应条件下,填充铁氧化物负载石英砂的Fenton流化床法对COD的去除率最高达64.8%,优于传统Fenton法。

石英砂表面负载铁氧化物的方法和特性

以石英砂(0.5mm)为载体,建立流化床-Fenton系统,在pH值为3.5、Fe^(2+)/H_2O_2摩尔比为2:1和进水量为试验装置设计进水量的1/3~1/2条件下,连续加入Fenton试剂,使得铁氧化物在载体表面结晶。这是因为凹凸不平的石英砂和均匀的流化状态有利于铁氧化物的覆膜,同时具有高效传质的流化床进一步强化覆膜过程。通过XRD分析可知,铁氧化物的主要成分是FeOOH、Fe_2O_3、FeO和Fe_2(SO_4)_3。同时将此系统用于处理有机硅废水和合成制药废水,在优化操作条件下,COD和TOC的去除率可达80%和85%,总铁(Fe^(3+))的消减量达26%。