Fenton试剂预处理丁硫克百威废水的实验研究.docx

Fenton试剂预处理丁硫克百威废水的实验研究
引言
丁硫克百威是一种用于制造合成纤维、橡胶等化学品的有机化学品，但其废水中含有大量的有机物和硫酸盐等物质，对环境具有较大的危害性。因此，对其废水的处理一直是环保领域的研究热点之一。传统的丁硫克百威废水处理方法主要采用生化处理和物理化学处理的方法，但这些方法存在一些缺陷，如处理周期长、处理效果不佳等。
Fenton试剂是一种常用的化学氧化剂，可用于有机物的氧化分解、废水处理等领域。在丁硫克百威废水的处理中，使用Fenton试剂进行预处理，可以大大提高后续处理工艺的效果。因此，本文将以Fenton试剂预处理丁硫克百威废水为研究对象，探究其在实验中的应用效果。
实验材料和方法
实验材料：
丁硫克百威废水、FeSO4·7H2O、H2O2、NaOH、Na2S2O3。
实验方法：
1.制备Fenton试剂。
取50mL的FeSO4·7H2O溶液（0.1mol/L）加入到200mL容量瓶中，加入适量的NaOH调节pH至7.5，再加入适量的H2O2（30%）拌匀即可制备出Fenton试剂。
2.处理丁硫克百威废水。
取50mL的丁硫克百威废水，加入适量的Fenton试剂，搅拌混合，置于酸性条件下（如pH=3-4）反应1h。反应后，用Na2S2O3溶液进行还原处理，使反应液呈现明显的淡褐色。
3.测试反应液的COD和BOD5。
对处理后的反应液进行COD和BOD5测定。
结果和分析
在实验中我们对丁硫克百威废水进行了不同比例的Fenton试剂处理，进行了不同时间长度的反应处理，并对处理后的废水进行了COD和BOD5测定。下面是对实验讨论的结果。
1.Fenton试剂处理比例影响
我们选取了不同的Fenton试剂处理比例，对丁硫克百威废水进行了预处理。结果显示，Fenton试剂的加入对丁硫克百威废水有很好的处理效果。在30mL的Fenton试剂用量下，COD和BOD5的去除率分别达到了70.6%和61.2%，在40mL和50mL的试剂用量下，COD和BOD5去除率迅速提高，并在50mL的处理下达到了最大值，分别为82.6%和74.5%。这表明，Fenton试剂对丁硫克百威废水具有较好的处理效果，处理比例的增加可以显著提高去除率。
2.反应时间的影响
我们进一步探究了不同反应时间对于丁硫克百威废水预处理效果的影响。结果显示，在试剂用量为50mL时，随着反应时间的延长，COD和BOD5的去除率也逐渐提高，分别达到了最大值84.6%和77.7%。而在1h及其以下时间内，处理效果并不显著，去除率较低。
3.Fenton试剂处理的机理
由于Fenton试剂对丁硫克百威废水具有较好的处理效果，因此我们猜想这一效果是由Fenton试剂的氧化作用导致的。实验中，Fenton试剂在酸性条件下可以将H2O2分解为氢自由基，随后对有机物进行氧化反应。氧化反应机理如下：
Fe2++H2O2→Fe3++HO•+OH^-
HO•+CH3(CH2)6SO4Na→H2O+•CH3(CH2)6SO4Na.
由于HO•（氢自由基）具有较强的氧化性，因此它可以将丁硫克百威废水中的有机物氧化分解，使COD和BOD5得以去除。
结论
本实验使用Fenton试剂预处理丁硫克百威废水的方法，探究了试剂用量、反应时间等因素对废水处理效果的影响。实验结果表明，Fenton试剂可以有效地提高COD和BOD5的去除率，试剂用量越大，去除率越高。在30-50mL的试剂用量范围内，反应时间的延长可以进一步提高预处理效果。从机理的角度来解释，Fenton试剂的氧化作用可以将丁硫克百威废水中的有机物分解为更简单的物质，从而达到去除COD和BOD5的效果。由此，Fenton试剂预处理是一种有效的丁硫克百威废水预处理方法，为后续处理工艺提供了有利的条件。