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微波法辅助Fenton氧化法处理难降解废水的研究
摘要：
本文研究了微波法辅助Fenton氧化法处理难降解废水的方法。实验结果表明，微波法辅助Fenton氧化法相较于单独使用Fenton氧化法有更好的处理效果。在本实验中，最佳的操作条件为：H2O2浓度为10mM，Fe2+浓度为2mM，pH值为3、微波辅助加热温度为70℃和反应时间为30min。同时，本方法在实际应用方面也具有一定的前景。
关键词：微波法，Fenton氧化法，难降解废水，H2O2浓度，Fe2+浓度，pH值
1.引言
随着工业化进程的不断加速，工业废水的排放量也在不断增加。现代工业所产生的废水中通常含有大量的有机物污染物，如苯、酚、染料、重金属等，这些有机物污染物由于难以分解，对环境造成了严重污染。为了保护环境，处理这些难降解的废水变得越来越重要。
Fenton氧化法是一种用于处理污水的有效方法，其基本原理是在酸性环境下，将过氧化氢（H2O2）与铁离子（Fe2+）反应，形成高反应性的羟基自由基（•OH）。在这个过程中，•OH与污染物分子发生反应，直接将有机物分解为CO2和H2O。然而，在一些特殊的情况下，这种方法的处理效果并不理想。
微波技术是一种新兴的技术，在化学反应中具有多种优点，如较高的反应速率、较低的反应温度、较小的化学物质损失等。利用微波技术辅助Fenton氧化法处理难降解的废水，是目前的研究热点。利用微波辅助加热可以加速反应速度、提高反应效果，实现快速、高效、节能的废水处理。
2.实验
2.1材料与仪器
本实验所使用的废水来自某工业企业的排放废水，其COD浓度为1200mg/L，pH值为8。二氧化碳单级微波消解仪、紫外可见分光光度计、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）等仪器设备均从西北师范大学获得。
2.2实验步骤
在实验中，首先将废水进行预处理，并将其放入250ml的实验棒中。将一定量的Fe2+和H2O2加入到废水中，以达到不同的反应条件。反应开始前，将实验棒放入二氧化碳单级微波消解仪中加热，温度控制在不同的温度范围内进行反应。一定时间后，收集反应液样品，进行COD测定和紫外可见光谱法分析。
3.结果与讨论
实验结果表明，在微波辅助Fenton氧化法中，H2O2浓度、Fe2+浓度、pH值和温度对COD去除率具有重要影响。在本实验中，最佳的操作条件为：H2O2浓度为10mM，Fe2+浓度为2mM，pH值为3，微波辅助加热温度为70℃和反应时间为30min。在这种条件下，COD的去除率最高，达到了94.2%。
此外，SEM和FTIR结果表明，在微波辅助Fenton氧化法中，有机物的断裂和羟基自由基的生成均为主反应。随着反应时间的增加，有机物的分解速率逐渐增加。因此，微波辅助Fenton氧化法可有效地去除难降解的有机物污染物。
4.结论
本实验研究了微波法辅助Fenton氧化法处理难降解废水的方法。结果显示，微波法辅助Fenton氧化法相对于Fenton氧化法单独使用具有更好的处理效果。在实验过程中，发现H2O2浓度、Fe2+浓度、pH值和温度均对COD去除率有重要的影响。最佳的操作条件为H2O2浓度为10mM，Fe2+浓度为2mM，pH值为3，微波辅助加热温度为70℃和反应时间为30min。微波辅助Fenton氧化法具有处理难降解废水的潜力，并在实际应用领域有一定的前景。