Fenton-混凝法在垃圾渗滤液预处理中的试验研究_公共环卫设施_中国百科网
Fenton-混凝法在垃圾渗滤液预处理中的试验研究
    摘要：以重庆城市垃圾填埋场的垃圾渗滤液为研究对象，采用Fenton法进行催化氧化后，再投加聚合铁进行混凝沉淀处理，可较大幅度地降低废水中的CODCr，为后续的生化处理提供条件。研究了原水pH值、FeSO4&7H2O和H2O2的投加量、反应时间及聚合铁的投加量对CODCr去除率的影响。
关键词：废水处理；垃圾渗滤液；Fenton法；混凝
我国城市垃圾的处理多采用卫生填埋技术，但垃圾填埋场由于降雨、径流、地下水的侵入及城市垃圾本身的分解必然产生渗滤液[1]，渗滤液的水质水量变化大，其中含有多种有毒有害的难降解有机物[2]、重金属离子[3]和高浓度氨氮。一般垃圾渗滤液的pH值在4～9之间，CODCr在()mg/L范围内，BOD5从(60～45000)mg/L，NH3-N质量浓度从(20～7400)mg/L[4]。目前垃圾渗滤液的治理方法中生化法运用最广泛，但由于其含有高有机难降解物质，不利于活性污泥法的运行。Fenton氧化法可以解决这一问题，它可使带有苯环、羟基、-CO2H及-SO3H，-NO2等取代基的有机物氧化分解，从而提高废水的可生化性[5，6]，降低废水的毒性，改变其溶解性、混凝沉淀性[7]，有利于后续的生化或混凝处理。Fenton试剂具有反应迅速，温度、压力等条件缓和且无二次污染，试剂价格低廉等优点而被广泛运用[8]。本文采用Fenton-混凝法对重庆市垃圾填埋场的垃圾渗滤液进行预处理，取得较好的效果。
药剂：H2O2(30%，AR)，FeSO4&7H2O(AR)，CaO(AR)，聚合铁(工业级)。
试验用废水：取自重庆市城市垃圾填埋场场垃圾渗滤液调节池中，废水外观呈黑褐色，有明显的恶臭味，CODCr达25733mg/L，NH3-N质量浓度为2571mg/L，pH值为7.2，色度为3125倍(稀释倍数法)。
1.2试验方法
1.2.1Fenton法
取一定量原水于烧杯中，用H2SO4或NaOH调节pH值为最佳值后，边搅拌边加入一定量的FeSO4&7H2O固体和一定量的H2O2，沉淀，取上清液测COD。
1.2.2聚合铁的混凝法
取经Fenton法处理的废水于烧杯中，加入不同剂量的聚合铁进行混凝实验。先快速搅拌(30～60)s，再中速搅拌(15～20)min，最后慢速搅拌15min，加入Ca(OH)2调节pH值至8.5，静置，取上清液测COD，计算COD的去除率&。
1.2.3测试方法
CODCr：标准重铬酸钾法。
2结果与讨论
2.1Fenton法
2.1.1原水pH值的影响
固定FeSO4&7H2O的投加量0.2%，H2O2(30%)投加量7.4mL/L，反应2h，结果如图1所示。
图1原水pH值对COD去除率的影响
在pH=3时，COD去除率最高。当pH&7时，pH值越高，COD去除率越低，表明只有在酸性条件下Fe2+可将H2O2催化产生&OH。pH值升高，抑制了&OH的产生，且溶液中的Fe2+以氢氧化物的形式沉淀而失去催化能力。pH值越低，COD去除率越高，但pH值过低，Fe3+不能还原成Fe2+，影响Fenton试剂的氧化能力，且增加废水处理成本。因此确定最佳原水pH值为3。
当pH在7～9之间变化时，COD去除率有所提高。因垃圾渗滤液中含有大量有机酸、重金属等类物质，在碱性条件下产生沉淀而去除。
2.1.2反应时间的影响
在调节原水pH=3后，进行Fenton氧化反应，结果如图2所示。
图2反应时间对COD去除率的影响
从图中可知，在反应时间达1h时，COD的去除率最高。反应时间大于1h，COD的去除率反而下降。由于Fenton法去除有机物的实质是羟基自由基&OH与有机物发生反应，破坏大分子芳香族化合物的芳香环形成小分子脂肪族化合物，这样测得的COD值偏高，因此COD去除率有所下降，但可消除芳香族化合物的生物毒性，提高废水的生物降解性能[9]。
2.1.3 H2O2的投加量影响
调原水pH=3，保持FeSO4&7H2O的投加量0.2%不变，投加不同量的H2O2，反应1h，结果如图3所示。
图3 H2O2/FeSO4&7H2O对COD去除率的影响
随着双氧水投加量的增加，COD的去除率呈缓慢上升趋势。表明H2O2投量的增加能提高COD去除率。H2O2在Fe2+催化作用下，产生的羟基自由基多，但由于能被其分解的有机物成份有限，当H2O2的投加量达到H2O2/FeSO4&7H2O=5.8时，这部分有机物基本都氧化分解，再增加双氧水可分解的有机物并不多，COD去除率不会有所提高，而且双氧水投量过多，易发生自分解而变成水和氧。考虑废水的治理成本，采用H2O2/FeSO4=5.8时H2O2的投量。
图4 Fe2+对COD去除率的影响
2.1.4 FeSO4&H2O的投加量影响
固定H2O2的投量，改变FeSO4&7H2O的加入量，COD的去除率变化如图4。从图中可知，当Fe2+投量为0.4%时，COD去除率最高，之后随Fe2+投量增加反而下降。说明大量Fe2+的催化使H2O2极快分解，产生大量的&OH，并立即发生了相互之间的自由基反应，因此不能有效的氧化分解有机物，使处理效率不能提高。
2.2聚合铁的混凝试验
经Fenton试剂处理后的废水中含有许多粒径细小的悬浮物，因&OH可与部分水溶性的有机物发生反应，改变电子云密度和结构，降低其水溶性[7]。为加快这类物质的去除，选择了聚合铁做为混凝剂。取不同剂量的聚合铁投加于废水中，结果如图5所示。
图5聚合铁的投加量对COD去除率的影响
从图中可知，聚合铁的投量为0.2%时，效果最好。因此COD总去除率达66.9%。
运用Fenton-混凝法对重庆市城市垃圾渗滤液进行预处理，COD去除率达66.9%，可使原水COD从25733mg/L降至8518mg/L，为后续的厌氧-好氧生化处理提供准备。Fenton法的条件为：pH=3.0；FeSO4&7H2O=0.4%；H2O2=4.3mL/L，反应时间为1h。聚合铁混凝条件为：pH=3.0；聚合铁的投加量为0.2%。由于重庆市垃圾填埋场为老龄填埋场，其中含有工业垃圾成份，使垃圾渗滤液中含可溶性有害物质多，重金属含量高，NH3-N浓度大，必须经物化法预处理后才能生化处理。有资料表明垃圾渗滤液中多含有多环芳烃、杂环芳烃、饱和脂肪族羧基化合物、醛、酚等有机大分子物质[10]，尽管Fenton试剂的氧化性极强，只能将部分化合物氧化或偶合成其他可生化性较高的化合物，而COD的去除率却较低；对于多环芳烃类这类分子量大，结构复杂，化学性能稳定的有机物极少能被Fenton试剂氧化，可采用生化等其它方法去除。
参考文献：略
收录时间:日 10:11:38 来源:环卫科技网 作者:匿名
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Copyright by ；All rights reserved. 联系：QQ：PPD试验判断标准 PPD试验后有哪些注意事项
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&&&&PPD试验，是检查机体是否已受过结核菌的感染而产生免疫力。机制:机体受结核杆菌感染4～8周后，机体在获得免疫的同时产生了变态反应。PPD试验就是利用机体的这种变态反应来测知其是否受过结核菌感染，以帮助结核病的诊断。PPD试验是诊断结核感染的常用参考指标，它是除结核菌检查、影像学检查外最常用的检查手段，是判断是否存在结核感染的重要指标之一。
&&& 目前全球已有20多亿人被感染结核菌，这些人群PPD一般来说都是阳性（除在某些情况下可能出现假阴性），而其中只有部分人患结核病（大约10%左右)。
&&& PPD试验是用含结核菌素浓度不同的皮试液在病人前臂内侧做皮内注射，除引起局部反应外，偶可引起全身反应，但较前者少见。
&&& 试验后的注意事项：
&&& （1）注射部位不能用手抓、擦，以免感染发炎，也不能涂抹任何药物和花露水、风油精、肥皂等等，以免影响结果判断。
&&& （2）试验后，在原地休息片刻无不适再离开，特别是体质者要注意有无过敏反应。
&&& （3）密切观察试验后反应，一般无不良反应。曾患过重结核病者或过敏体质者，局部可能出现水疱、浸润或溃疡，有的出现不同程度发热，一般能自行消退或自愈。严重者应及时到医院作局部消炎或退热处理。
&&& （4）试验后48-72小时准时到医院看反应结果，提前或推迟规定时间会影响结果判断的准确性。
&&& （5）尽可能避免用激素类的药物，发热或其他疾病者，不可做此试验。如有活动的结核病灶时，不宜做此试验，以免发生严重的过敏反应或导致病情加重。
&&& PPD试验判断标准：以硬结大小作为判断反应的标准。
&&& （1）阴性：注射部位无硬结或硬结平均直径＜5mm。第一次的皮试液浓度为0.1毫升含1个单位的结核菌素，注射后48小时由主管医生看结果；如果为阴性则再做第2次，皮试液浓度为0.1毫升含5个单位结核菌素，再过48小时看结果。如果两次试验均为阴性，才能确定为阴性。
&&& （2）阳性：硬结平均直径&5mm。5-9 mm为一般阳性；10-19mm为中度阳性；&20mm(儿童&15mm)为强阳性；如果直径＜20mm但有水泡、坏死、双圈、管炎等均为强阳性。
&&& PPD试验的临床意义：
&&& 阴性的意义：①表示未受结核菌感染。②某些情况下不排除已受结核菌感染，如变态反应前期；患急性传染病、发热、使用免疫抑制剂等；免疫功能低下如重症结核病、慢性消耗性疾病、肿瘤、艾滋病、高龄等。阴性也不表示没有结核感染。值得注意的是假阴性情况，在临床上有感染结核的确切依据而患者PPD试验却阴性，这种情况常见于以下疾病：初次感染结核菌4～8周以内、重度、恶性肿瘤、机体免疫缺陷性疾病（先天性免疫缺陷症、艾滋病）、免疫抑制剂使用者等，个别老年人因机体变态反应功能低下也常呈阴性反应。婴幼儿PPD试验阴性应该及时接种卡介苗。
&&& 阳性的意义：阳性表示曾感染结核，不一定现在患病。
&&& 1．一般阳性和中度阳性：①结核病现症患者。②已受结核菌感染但并不意味着发病或患病。③卡介苗接种所致变态反应。④3岁内未接种卡介苗者提示体内存在结核病灶, 应及时进行结核菌检查、影像学检查、血沉等检查以确定诊断和治疗。
&&& 2．强阳性：（1）结核病患者。（2）感染结核菌未发病者。强阳性人群结核病的发病率高，在未找到病变时可作预防性治疗。
&&& 3．如果2年内PPD试验结果由阴性（-）转为阳性（+），或反应强度从原来硬结直径&10mm增至&10mm，提示新近感染过结核菌，或可能存在活动性病灶。
&&& 预防性抗痨治疗的适应证：
&&& 1、新感染的个体，特别是5岁以下的婴幼儿或青春期且PPD试验强阳性者；
&&& 2、与传染性结核病患者有密切接触者，且PPD试验阳性（特别是强阳性）的少年和儿童；
&&& 3、与传染性结核病患者有密切接触的5岁以下、特别是新生儿，虽PPD试验阴性，亦建议用3个月INH进行预防感染的治疗.
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超声、电解与Fenton试剂联合处理焦化废水的试验研究
来源:互联网 &&发布日期：<font color=#ff-02
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焦化废水种类多，有机组分复杂，目前国内主要采用A/O、A2/O生化方法进行处理，但生化处理后的焦化废水色度高，含有大量生物难降解有机物，还不能达到国家规定的排放标准。对生化处理后的焦化废水，一般采用活性炭吸附来脱色、去除COD，但该工艺设备庞大，且初投资和运行成本均比较高，所以寻找经济有效的处理焦化废水的方法一直是废水处理领域的难题之一。李义久等[1]采用复合氯氧化剂处理焦化废水，色度从140倍降至60倍以下，其它污染指标亦明显降低。近二十年来，Fenton试剂在废水处理中的应用在国内外受到普遍重视[2，3]。研究表明Fenton试剂处理含酚废水对酚、CODCr、TOC都有较好的去除率[4]。利用光、电、声、磁催化氧化技术处理有机废水，尤其是难于生化降解的"三致"(致癌、致畸、致突)有机污染物，是当前世界水处理技术研究中相当活跃的领域[5]。本文采用Fenton试剂，并辅以超声和准稳态阳极（DSA电极）催化，对生化处理后的焦化废水作进一步的氧化处理，处理后水质达到国家一级排放标准，且大大缩短了反应时间。
1 实验部分
1.1 实验装置
氟离子选择性电极(上海雷磁仪器厂)；氰离子选择性电极(上海雷磁仪器厂)；磁力搅拌器(JB一I) (上海雷磁仪器厂)；DSA类电极(SnO2、Sb2O3涂布Ti电极，自制，有效接触面积为18cm2)；超声波发生器(中科院上海声学实验室)，功率70W。
1.2 样品来源
废水取自某钢铁集团化工公司生化处理后的焦化废水，主要污染物指标见表1。
F-/(mg.L-1)
CN-1/(mg.L-1)
CODCr/(mg.L-1)
NH3-N/(mg.L-1)
1.3 实验方法
(1)取水样500mL，用硫酸调节pH值，加入一定量的Fe2+和H2O2(Fenton试剂)，置于30℃恒温水浴锅中恒温一定时间，再用石灰水调节pH值，加入絮凝剂FeCl3，助凝剂PAM，沉降后，过滤，取样测定CODCr、色度、氨氮、CN-、F-。
(2)上述实验中在加入Fenton试剂的同时，导入超声电极进行实验，其余步骤相同。
(3)上述实验中在加入Fenton试剂的同时，导入DSA电极进行实验，其余步骤相同。
2 结果与讨论
2.1 确定Fenton试剂最佳氧化--混凝沉淀条件
综合考虑影响Fenton试剂氧化和混凝沉降效果的因素：pH值、H2O2浓度、Fe2+的浓度、反应温度、FeCl3的浓度和PAM的浓度，根据实际的工况条件，对实验过程做了以下几方面的限制：(1)考虑实际成本问题，控制H2O2的浓度尽可能低；(2)pH控制在3～4；[6](3)由于实际生化处理出水温度为30℃以上，因此试验温度定为30℃；(4)反应时间为2.5小时。为此，设计了以H202的浓度、Fe2+的浓度、FeCl3的浓度和PAM的浓度为变量的4因素3水平的L9(34)正交试验，如表2所示，试验结果列于表3。
表2 正交试验因素水平
水样（500ml）
H2O2/(mg.L-1)
Fe2＋/(mg.L-1)
FeCl3/(mg.L-1)
PAM/(mg.L-1)
表3 正交试验结果
水样(500ml)
H2O2/(mg.L-1)
Fe2+/(mg.L-1)
FeCl3/(mg.L-1)
PAM/(mg.L-1)
COD/(mg.L-1)
COD去除率/%
从表3可看出，Fe2+的投加量对CODCr去除率影响最大，其次是H2O2，再次FeCl3和PAM。最佳反应条件确定为：[H2O2]=200mg/L，[Fe2+]=160mg/L，[FeCl3]
=24mg/L，[PAM]=4.8mg/L。在此条件下处理焦化废水后水质指标见表4。
表4 Fenton试剂氧化混凝沉淀处理结果
CODCr/(mg.L-1)
NH3-N/(mg.L-1)
F-/(mg.L-1)
CN-/(mg.L-1)
从表4可以看出，在所确定的反应条件下用Fenton 试剂处理焦化废水，脱色效果明显，CODCr去除率达87.10%，NH3-N去除率为74.53%，F-的去除率为15.48%，CN-的去除率为72.43%。
2.2 超声与Fenton试剂联合处理焦化废水
由于单纯使用Fenton试剂所需反应时间过长，所以在体系中引入超声波发生器，利用超声对Fenton反应进行催化，反应0.5小时后焦化废水的主要污染指标见表5。
表5 超声-Fenton试剂处理后焦化废水的水质指标
H2O2/(mg.L-1)
Fe2+/(mg.L-1)
CODCr/(mg.L-1)
CODCr去除率/(%)
从表5可以看出，在相同时间内，单独使用超声处理或超声+H2O2处理，有一定的脱色效果，但CODCr去除率只有2％左右。采用超声与Fenton试剂联合处理效果明显，色度可降到16度，CODCr降到37.8mg/L
，同时，在保持Fe2+与H2O2的比例不变时，适当降低Fe2+和H2O2用量，也取得较满意的处理效果。本文确定的超声与Fenton试剂联合处理的反应条件为：超声功率为70瓦，[H2O2]
=200mg/L，[Fe2+]=160mg/L ，[FeCl3] =24 mg/L，[PAM]=4.8
2.3 DSA电极与Fenton试剂联合处理焦化废水
用特殊工艺制造的准稳态阳极(Dimensionally Stable Anode，简称DSA)对有机物有极强的催化降解效果[6]。实验采用DSA电极与Fenton试剂联合氧化处理焦化废水，反应时间0.5小时结果见表6。表6表明，单独使用电极或电极+H2O2氧化处理，CODCr的去除效果较好，但色度不能达到排放要求。采用DSA电极与Fenton试剂联合处理，色度明显降低，且在降低H2O2和Fe2+的用量时，亦可得到较好的处理效果。本文确定的DSA电极与Fenton试剂联合处理的反应条件为：DSA电极的有效接触面积为18cm2
，[H2O2]=200mg/L，[Fe2+]=160 mg/L
，[FeCl3] =24 mg/L，[PAM]=4.8 mg/L
表6 DSA电极+Fenton试剂处理后焦化废水的水质指标
H2O2/(mg.L-1)
Fe2+/(mg.L-1)
CODCr/(mg.L-1)
CODCr去除率/(%)
2.4 三种方法处理焦化废水的时间和效果比较
实验还发现用超声+Fenton和电极+Fenton两种方法处理焦化废水比单独使用Fenton试剂来处理，反应时间大大缩短，表7列出了三种方法处理废水的时间和效果比较。
反应时间/（h）
反应后CODCr/(mg.L-1)
CODCr去除率/(%)
超声+ Fenton
电极+ Fenton
从表7可以看出，单独使用Fenton试剂来处理焦化废水，反应0.5小时后，CODCr的去除率仅为23.85%，而加入超声和电极后，反应0.5小时，CODCr去除率明显增大，分别达到83.16%和82.78%。实际工业水处理中，废水在反应池中的停留时间比较短，通常只有0.5小时，因此缩短反应时间对于该工艺在实际工程中的推广应用具有重要意义。
（1） 单独采用Fenton试剂处理，：[H2O2]=200mg/L，[Fe2+]=160
mg/L ，[FeCl3]=24 mg/L，[PAM]=4.8 mg/L。处理后废水色度从1012降至45，CODCr从223.9
mg/L降至43.3 mg/L，其它污染指标也有所下降。Fenton反应作为一种高级氧化方法，对一些生物难降解有机物质的处理取得了显著的效果。
（2） 采用超声+Fenton试剂联合处理，色度降至16，CODCr降至37.8，脱色效果十分显著，药品投加量降低，反应时间明显缩短。当具有一定功率的超声波辐射水溶液,与Fenton试剂共同作用于生物难降解的有机物质，加速了Fenton的进行。超声的空化效应以及其引起的温度的升高和充分搅拌接触，促使OH·大量迅速的产生，使得Fenton充分进行，从而使生物难降解有机物的处理效果更好。
（3） 采用DSA+Fenton试剂联合处理，色度降至35，CODCr降至38.6，药品投加量降低，时间缩短至0.5小时，脱色效果和CODCr去除有一定程度提高，反应时间明显减少。电解催化氧化技术的实质是当直流电通过阳极和阴极时，在阴极和阳极表面将发生电子得失，这促进OH·的产生，有效利用了Fenton试剂，在焦化废水的处理中也取得了一定的效果。
[1] 李义久，钱君律，周玮等.催化氧化法处理焦化废水的研究.上海化工，)：4～8
[2] Walling C,Amarnath K.Oxidation Of mandelic acid by Fenton’s
reagent.J. Am. Chem. Soc.,5～1089
[3] 刘勇弟，徐寿昌.几种类Fenton试剂的氧化特性及在工业废水处理中应用.上海环境科学，）：26~28.
[4] 徐向荣，王文华，李华斌.Fenton试剂处理酸性染料废水的研究.环境导报，～24
[5] 陈卫国，朱锡海.电催化产生H202和·OH及去除废水中有机污染物的应用.中国环境科学，)：148～150
[6] 李义久，钱君律，马前等．酸化破乳Fenton试剂氧化一混凝沉淀处理电子感化废水的研究.上海化工，)：26～28
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