环工1103 第四组 芬顿实验.doc

芬顿催化氧化处理含苯酚废水设计方案班级 环工 1103实验小组 第四组成员 渠莉萍、王燕虹、吴琼、熊萍平、王杰、王涌一、实验目的 1.分析芬顿试剂催化氧化氧化效果；2. 研究影响芬顿试剂氧化效果因素及控制3. 掌握运用正交方法进行多因素多水平实验的设计方法；二、反应机理H2O2 +Fe 2+ →Fe 3+ + HO - + HO· (1)RH+HO· → R·+H2O (2)R·+Fe3+ →Fe 2+ + 产物 (3)H2O 2 + HO· →HO 2·+H2O (4)Fe2+ + HO· →Fe 3+ + HO - (5)Fe 3+ +H2O2 →Fe 2+ +H + + HO2· (6)Fe 3+ + HO2· →Fe 2+ +H+ + O2 (7)三、实验影响因素芬顿试剂的影响因素有：pH 值、H 2O2 投加量、Fe 2+投加量、反应时间和反应温度1）H 2O2 投加量：H 2O2 的浓度较低时，H 2O2 的浓度增加导致羟基量的增加；H 2O2 的浓度过高时，过量的 H2O2 不但不能通过分解产生更多的自由基，反而在反应的一开始就把 Fe2+迅速氧化成 Fe3+，使氧化在 Fe3+的催化下进行，这样就既消耗了 H2O2 又抑制羟基的产生。

2）Fe 2+投加量：Fe 2+浓度过低，反应速度极慢；Fe 2+过量，它还原 H2O2且自身氧化为 Fe3+，消耗药剂的同时增加出水色度3）pH 值：芬顿试剂是在酸性条件下发生作用的，在中性和碱性的环境中 Fe2+不能催化氧化 H2O2 产生 OH-，pH 值在 3~5 附近时去除率最大4）反应时间，反应温度：根据反应动力学原理，随着温度的增加，反应速度加快但是对于芬顿试剂这样复杂的反应体系，温度升高，不仅加速正反应的进行，也加速副反应因此，温度对于芬顿试剂处理废水的影响复杂，适当的温度可以激活羟基自由基，温度过高会使双氧水分解成水和氧气四、实验试剂与装置1.含苯酚废水，浓度为 700mg/L2.实验药品：30%H 2O2，催化剂硫酸亚铁，氢氧化钠溶液，稀硫酸3.实验仪器：分光光度计、振荡器、烧杯、移液管等五、实验步骤1.配置 700mg/L 的苯酚模拟废水2.测定系列标准溶液吸光度，绘制标准曲线，并根据标准曲线求出氧化前后水样中苯酚的浓度，计算苯酚去除率3. 以 pH 值、H 2O2 投加量、Fe 2+投加量、反应时间为影响因素，每个因素考虑三个水平，选择合适的正交表4.设计出实验方案，进行正交实验。

对实验结果进行分析，计算水平效应及极差，找出最佳反应条件六、实验数据与处理以H 2O2量、Fe 2+量及pH值为考察因素，以苯酚去除率为指标，作四因素三水平正交表，如表1所示表1 正交试验因素水样 pH 值 H2O2（ mL/L）FeSO4（g/L ） 反应时间t（min）水平 1 3 0.5 0.4 20水平 2 4 1.0 0.6 30水平 3 5 1.5 0.8 40因子试验号pH H2O2投加量 Fe2+投加量 反应时间 去除率1 1 1 1 12 1 2 2 23 1 3 3 34 2 1 2 35 2 2 3 16 2 3 1 27 3 1 3 28 3 2 1 39 3 3 2 1七、结果与讨论。