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芬顿氧化-铁碳微电解在合成革废水处理中的应用
摘要
本文基于合成革废水治理的需求，探讨了芬顿氧化-铁碳微电解技术的应用。首先介绍了合成革废水的组成特点和环境影响，然后详细阐述了芬顿氧化和铁碳微电解的原理、机理及其优缺点。最后，阐述了芬顿氧化-铁碳微电解在合成革废水处理中的具体应用和优劣势。综合分析发现，芬顿氧化-铁碳微电解技术具有高效、经济、环保等优点，可以成为合成革废水治理的一种有效方法。
关键词：合成革废水；芬顿氧化；铁碳微电解；环境治理
一、引言
合成革是一种用聚脲、聚氨酯等耐高温合成树脂与纤维素基材，通过化学反应制造而成的一种革面材料。由于其高品质、高可塑性、耐磨损、耐化学性等优点，合成革在汽车、家具、鞋子、服装、箱包等多个领域得到广泛应用。但是，在生产过程中，会产生大量废水，其中含有大量的有机物、重金属、酸碱等物质，如果排放到环境中，会对环境造成一定影响。因此，对合成革废水进行治理，减少其对环境的危害，成为了必要的工作。
近年来，随着化学、环保等领域的发展，出现了许多新型的废水处理技术。本文针对合成革废水的特点，介绍了芬顿氧化和铁碳微电解技术，并探讨了二者结合起来处理合成革废水的可行性和优势。
二、合成革废水的组成特点及环境影响
1.合成革废水的组成特点
在合成革的制造过程中，会产生大量的废水，其中包括有机物、重金属、酸碱等物质。根据文献统计，合成革废水主要包括以下几种成分：
（1）有机物：合成革制造过程中，会使用各种原材料和化学品。这些物质在反应过程中会产生各种有机物，如三聚氰胺、尿素醛树脂等。
（2）重金属：在生产过程中，需要使用各种金属材料和化学试剂，如铬酸、铁氰化钾等。这些重金属会随着废水排放而流入环境。
（3）酸碱：合成革废水中的pH值通常较低，一般在1.5-3.5之间，这主要是由于反应过程中产生的酸性物质引起的。同时，废水中也存在一定量的碱性物质。
2.环境影响
合成革废水的排放会对环境造成一定的影响。其中，有机物和重金属是最主要的恶性物质。这些物质能够对水体、土壤等造成污染，影响生态环境和人类健康。另外，废水的排放还会导致水资源的浪费和水体的破坏，给环境带来长期的影响。
三、芬顿氧化与铁碳微电解技术原理
1.芬顿氧化技术
芬顿氧化是一种化学氧化方法，在反应中同时利用过氧化氢和铁离子的作用进行氧化反应，将有机物质分解成水和二氧化碳。芬顿氧化的化学反应式为：
Fe^2++H2O2→Fe^3++OH^-+HO•
HO•+RH→H2O+R•
芬顿氧化主要有以下几个过程：
（1）Fe^2+˃Fe^3+
添加铁离子（Fe^2+）和过氧化氢（H2O2）时，铁离子（Fe^2+）会先氧化成铁离子（Fe^3+），反应式如下：
Fe^2++H2O2→Fe^3++OH^-+HO•
（2）HO•氧化有机物
HO•是一种高活性的氧化剂，可以与有机物反应，使其分解成水和二氧化碳等无害物质，反应式如下：
RH+HO•→H2O+R•
（3）铁离子回收
Fe^3+可以被还原为Fe^2+，以维持反应继续进行，反应式如下：
Fe^3++R•→Fe^2++RH
2.铁碳微电解技术
铁碳微电解技术又称为零价铁微电解或加速零价铁的微电解技术。其原理是利用零价铁作为催化剂，通过微电解将废水中的有机物与重金属等污染物质分解并去除。在反应中，零价铁表面会生成一层氧化铁、氧化氢和氧化碳等商品薄膜，将有机污染物质还原为无机化合物。反应式如下：
Fe^0+H2O→Fe(III)-OH+H++e^-
Fe(III)-OH+R→Fe(III)-OH-R
Fe(III)-OH-R→Fe(III)-OH+R•
R•+O2→CO2+H2O
四、芬顿氧化-铁碳微电解技术在合成革废水处理中的应用
1.应用原理
芬顿氧化-铁碳微电解技术的应用原理是先利用芬顿氧化对合成革废水中的有机物进行氧化分解，然后利用铁碳微电解对废水中的重金属等杂质进行去除。
2.应用方法
芬顿氧化与铁碳微电解技术联合使用的过程主要包括：
（1）在合成革废水中加入适量的过氧化氢、铁离子和零价铁；
（2）通过混合和搅拌等方式，让废水均匀地与催化剂发生反应；
（3）产生的水可以滤过过滤网或沉淀池去除残留固体；
（4）获取净化后的水，满足排放标准。
3.优点和缺点
芬顿氧化-铁碳微电解联合技术有以下优点：
（1）高效：芬顿氧化能对合成革废水中的有机物进行有效分解，而铁碳微电解技术能去除废水中的重金属等杂质，从而能够将废水处理到更为纯净的程度。
（2）经济：由于芬顿氧化所需的催化剂和处理设备相对简单，因此该技术在处理成本上优于其他方法。此外，铁碳微电解可以使用石墨棒等低成本催化剂，也能降低废水处理成本。
（3）环保：芬顿氧化-铁碳微电解技术可以有效降低废水的有机物和重金属等对环境的污染，对环境友好。
芬顿氧化-铁