实验5 化学氧化法在有机废水处理中的应用

1、 水样 pH 的影响 [OH-]越低，即 pH 越低，反应生成的羟基自由基越多，有机氧化反应效率就越高。 Fenton 试剂法适用于酸性条件，通常在 pH=3-4 下，进行，此时自由基声场速率 最大。当 pH 大于 8 时，Fe2+开始形成沉淀，直接影响反应的进行。被氧化的有 机物不同，合适的反应 pH 也会有所不同。
此样品准备 4 份； (2) 以 0.5 mol/L 硫酸和 1 mol/L 氢氧化钠调节上述溶液 pH 分别为 2、4、6 和
8； (3) 向溶液中加入新配制的硫酸亚铁溶液 0.5mL，和过氧化氢 1.5mL，搅拌 1
小时后停止； (4) 采用分光光度计分析剩余亚甲基蓝浓度，波长 470nm。 2、 亚铁浓度对染料废水的氧化处理的影响 (1) 配制浓度为 100mg/L 的亚甲基蓝初始溶液，500mL，于 1000mL 烧杯中，
此样品准备 4 份； (2) 向溶液中加入新配制的硫酸亚铁溶液 0.5mL，1.0mL，1.5mL 和 2.0mL； (3) 向溶液中加入过氧化氢 1.5mL，搅拌 1 小时后停止； (4) 采用分光光度计分析剩余亚甲基蓝浓度，波长 470nm。
3、 过氧化氢浓度对染料废水的氧化处理的影响 (1) 配制浓度为 100mg/L 的亚甲基蓝初始溶液，500mL，于 1000mL 烧杯中，
2、 Fe2+投加量的影响 当无 Fe2+参与反应时，COD 的去除率极低，一旦水中存在的 Fe2+，COD 的去除 率可呈直线上升，说明在酸性条件中 H2O2 本身的氧化速率较慢，要在适量的 Fe2+ 下氧化速率才能提高，但 Fe2+本身要消耗羟基自由基，加入过多对反应并不有利。 因此，最佳投加量应该由废水中有机物的种类和浓度而定。
在 Fe2+的摧毁作用下，过氧化氢能够产生两种活泼的羟基自由基，从而引发 和传递自由基链式反应，加快有机物和还原剂物质的氧化。
以 Fe2+为催化剂的反应十分复杂，链反应过程的平衡关系可表示如下：
K
=
[Fe3+ ][OH − ][⋅OH [Fe2+ ][H2O2 ]
]
其中，K 表示反应平衡常数。
从上式可以看出，[·OH]与[Fe2+][H2O2]成正比，与[OH-]成反比，因此用 Fenton 试剂法处理不同废水时，要选择 pH、[Fe2+]、[H2O2]的最佳条件实验。
本实验采样过氧化氢与催化剂亚铁盐构成的氧化体系（通常称为 Fenton 试 剂）处理难生物降解的有机废水，提高 COD 的去除率。通过本实验，希望达到 下述目的：
（1） 了解 Fenton 试剂氧化法处理有机工业废水的基本原理； （2） 掌握 Fenton 试剂氧化法的实验步骤； （3） 掌握亚甲基蓝染料的分析方法。
理？
2、 试剂 30%过氧化氢 1 mol/L 硫酸亚铁溶液，临用前配制，称取 1.39 g FeSO4·7H2O 溶于 5mL 水
中。 0.5 mol/L 硫酸 1 mol/L 氢氧化钠 亚甲基蓝储备液
四、 实验步骤
1、 pH 值对染料废水的氧化处理的影响 (1) 配制浓度为 100mg/L 的亚甲基蓝初始溶液，500mL，于 1000mL 烧杯中，
化学氧化法在有机废水处理中的应用
一、 实验目的
化学氧化是去除废水中污染物质的有效方法之一，其目的是将污染物氧化为 无害的终端暗巫或较易生物降解的中间产物。通过化学氧化，可使废水中的有机 物和无机物氧化分解，从而降低废水中的 COD 何 BOD，使废水中的有害物质无 害化。
在化学反应中，氧化和还原时互为依存的，原子或离子失去电子称为氧化， 接受电子成为还原。得到电子的物质称为氧化剂，失去电子的物质称为还原剂。 各种氧化剂的氧化能力是不同的，可用氧化-还原电位来表示氧化能力的强弱。 废水处理中用得最多的氧化剂是空气、臭氧、液氯和过氧化氢。这些氧化剂可在 不同的情况下用于各种废水的氧化处理。
亚甲基蓝去除率（%）=
处理前水样的亚甲基蓝浓度-处理后水样的亚甲基蓝浓度 处理前水样的亚甲基蓝浓度
×100%
3. 将实验所得数据填入下表；
氧化实验数据记录表
初始亚甲基蓝浓度
mg/L
水样实验条件
处理前浓度
处理后浓度
去除率
六、 实验结果讨论
(1) 实验操作有哪些注意事项？如何提高去除率？ (2) 湿式氧化、臭氧氧化、氯气氧化等氧化方法分别适用于哪些工业废水的处
此样品准备 4 份； (2) 向溶液中加入过氧化氢溶液 0.5mL，1.0mL，1.5mL 和 2.0mL； (3) 向溶液中加入新配制的硫酸亚铁溶液 0.5mL，搅拌 1 小时后停止； (4) 采用分光光度计分析剩余亚甲基蓝浓度，波长 470nm。
五、 实验结果整理
1. 采用分光光度计分析剩余溶液亚甲基蓝浓度； 2. 计算各条件下亚甲基蓝的去除率；
Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + ⋅OH + OH − Fe3+ + H2O2 → Fe2+ + HO2 ⋅ +H + Fe2+ + ⋅OH → Fe3+ + OH −
Fe3+ + HO2⋅ → Fe2+ + O2 + H + ⋅OH + H2O2 → H2O + HO2 ⋅ HO2⋅ → O2− + H + O2− + H2O2 → O2 + ⋅OH + OH −
3、 H2O2 投加量的影响 一般来说，H2O2 投加量越大，有机物分解速率越快。要使有机物完全分解，H2O2 与有机物的物质的量之比要远大于 1，从经济上考虑是不行的。作为一种预处理 方法，可以将难生物降解的物质转化为可生物降解的物质。
三、 实验装置与试剂
1、 实验装置 机械搅拌器 分光光度计 1000ml 烧杯、500ml 量筒、吸管等
二、 实验原理
Fenton 试剂法是以过氧化氢为氧化剂、以亚铁盐味催化剂的化学氧化法。只 有这两种试剂在一起时，才会显出很强的氧化能Leabharlann Baidu。
Fenton 试剂法可用于处理难生物降解的有机废水和染料废水的 脱色，对处 理含烷基苯磺酸盐、酚类、表面活性剂、水溶性高分子的废水特别有效。
具体反应过程如下： 在含有 Fe2+的酸性溶液中投加过氧化氢时，会发生下列反应：