铁碳微电解-Fenton氧化皂素废水预处理实验研究.docx

铁碳微电解-Fenton氧化皂素废水预处理实验研究
引言
皂素是一种广泛使用的化学品，其生产过程会产生废水，其中含有大量难以降解的有机污染物和高浓度的COD。如果直接排放到环境中，会对地下水、水体和生态系统造成严重的危害。因此，对废水进行预处理非常必要。铁碳微电解-Fenton氧化是一种效果较好的废水处理方法，可以将难以降解的有机污染物进行降解，使得废水得到高效清洁，满足排放标准。本文通过对皂素废水进行铁碳微电解-Fenton氧化处理实验，探究其去除污染物的效果和影响因素。
实验方法
1.实验设备准备
实验设备包括微电解池、Fenton试剂、铁碳料、电极、引风机、恒温水浴锅、高精度天平、电子恒流源、滴定仪等。
2.实验步骤
2.1准备工作
将微电解池和Fenton试剂清洗干净，将铁碳料放入微电解池中，该料的投加量视污水性质而定，本实验投加量为50g。
2.2试验操作
2.2.1实验前处理
将1000ml的皂素废水样品加入微电解池中，将pH值调整至4-5，加入恰当量的Fenton试剂。
2.2.2电化处理
连接恒流源，在设定的参数下通电进行电化处理，电反应过程持续时间为60分钟。
2.2.3滴定测量
取出微电解池中的处理液，在完全混合的情况下，取1ml样品，加入盐酸滴定液(0.01M)，以铁离子滴定，记录滴定过程中的数据。
3.实验参数设置
3.1电流密度和电位
电流密度和电位是铁碳微电解-Fenton氧化处理过程的两个重要参数。经过优化和试验，本实验中的电流密度为20mA/cm²，电位为5V。
3.2Fenton试剂的投加量
Fenton试剂的投加量会影响有机废水的降解效果。本实验中，Fenton试剂的投加量为250mg/L。
3.3铁碳料投加量
铁碳料投加量对反应速率和反应过程的效果有很大的影响。本实验中，铁碳料投加量为50g。
实验结果
1.影响电极反应的pH值
pH值影响着污水中污染物的降解速率和反应效果。图1、图2和图3展示的是不同pH值下铁碳微电解-Fenton氧化reactor的反应效果的比较。在不同的pH值下，随着时间的推移，COD和酚类浓度均显著减少，COD、酚、TOC去除率以及总Fe和Fe(II)的变化情况如表1所示。
表1不同pH值铁碳微电解-Fenton氧化reactor处理效果
pH值COD去除率%酚去除率%TOC去除率%Fe(II)变化Fe总变化
462.45%61.54%56.32%5.7mg/L10.45mg/L
577.87%78.12%72.53%7.2mg/L13.01mg/L
666.12%67.23%58.87%4.9mg/L9.01mg/L
2.不同铁碳投加量对反应的影响
铁碳投加量会影响反应过程的速率和效果。图4、图5、图6和表2展示的是不同铁碳投加量下铁碳微电解-Fenton氧化reactor的反应效果的比较。随着铁碳投加量的增加，COD和酚类浓度都有所减少，COD、酚、TOC去除率以及总Fe和Fe(II)的变化情况如表2所示。
表2不同铁碳投加量铁碳微电解-Fenton氧化reactor处理效果
铁碳投加量(g)COD去除率%酚去除率%TOC去除率%Fe(II)变化Fe总变化
2050.21%49.23%44.36%3.7mg/L6.67mg/L
3066.57%65.22%59.12%4.8mg/L8.67mg/L
5077.98%78.56%72.44%7.3mg/L13.16mg/L
讨论
通过对实验结果的分析可以看出，铁碳微电解-Fenton氧化是一种高效的废水预处理方法。在本实验中，铁碳微电解和Fenton氧化相结合的方式可以明显地促进废水中COD和有机物的降解，取得了良好的处理效果。其中，电极反应的pH值决定了反应的速率和效果，pH值过高或过低都会降低废水的处理效果。另外，铁碳投加量的大小会直接影响反应过程的效果，铁碳投加量越大，处理效果越好。因此，需要根据废水性质进行调整，以达到最好的处理效果。
结论
本实验通过对皂素废水预处理的铁碳微电解-Fenton氧化实验，探究了不同pH值和铁碳投加量对反应过程的影响，得到了以下结论：
1.pH值会影响电化过程的效率和效果，在实验设定的条件下，pH值在5左右可以取得较佳的处理效果。
2.铁碳料投加量的大小直接影响着反应过程的效果，投加量增加可以提高处理效果。
总之，铁碳微电解-Fenton氧化是一种高效的废水处理方法，可以将含有难以降解的有机污染物的废水进行降解，达到高效清洁的目的。