【秸秆燃气炉】电Fenton法在废水处理中的应用

2019-08-14| 分类: 秸秆燃气炉 | 浏览: 444


    本文的目的是通过概述电动Fenton的基本原理,操作过程和影响因素,为参与废水处理研究的人员提供基础理论知识。

1。概述

目前处理环境废水的方法是常规处理方法,包括物理和化学处理方法。然而,这些方法对于处理有毒和难处理的污染物(例如丝产品,喷涂工艺,印刷和染色以及食品加工中使用的合成染料)并不突出。此外,在使用过程中,在氧化,羟基化或其他化学反应中,这些有毒染料也会形成一些副产物,这也对生态和人类健康构成威胁。

先进氧化技术(AOP)的不断发展在难处理污染物的处理中发挥着重要作用。利用高活性自由基氧化和分解水中的有机污染物。与?OH一样,它具有高氧化能力,可分解氧化水中的污染物,将其转化为CO2和H2O。 Fenton法是使用Fe2 +和H2O2形成强氧化OH的高级氧化技术之一。 ?OH具有高氧化电位且无选择性,因此可分解和氧化各种有机污染物。 。

然而,由于加工过程中需要大量试剂如H2O2,制备,运输和储存都很昂贵。另一方面,Electro-Fenton降低了这种成本,并且可以通过电化学在适当的阴极附近通气(氧气或空气)连续产生H 2 O 2。 芬顿电法在废水处理中的应用

     enton的目的是通过概述Fenton的基本原理,操作过程和影响因素,为参与处理处理的提供基础基础知识。

1.概述

目前处理环境废水的方法是常规处理方法,包括物理和化学处理方法。然而,这些方法对于处理有毒和难处理的污染物(例如丝产品,喷涂工艺,印刷和染色以及食品加工中使用的合成染料并且。此外,在使用中中,在氧化,羟基化或其他反应中中这些有毒染料也会形成一些副产物,这对生态和人类健康构成威胁。

先进氧化技术(AOP)的不断发展在难处理污染物的处理中发挥着重要作用。利用高活性自由基氧化和分解水中的有机污染物。与2 OH一样,它具有高氧化能力,可分解氧化为中的污染物,将其转化为CO2和H2O.Fenton法是使用Fe2 +和H2O2形成强氧化OH的高级氧化技术之一。?OH具有高电位无选择性,因此可分解和氧化各种有机污染物

然而,由于加工过程中中O大量试剂如O O O O O O如如O O ,Electro-Fenton降低了成本,并且可以电化学在适当的空气通气2 2 2空气2 2 H 2 O 2.

本文旨在提供基本的理论知识。通过概述影响电Fenton的基本原理,操作过程和因素,参与本研究的人员可以更深入地进行研究。

2.电动Fenton法处理废水

2.1基本原理

基于传统Fenton试剂的作用机理,电子-Fenton也是由H2O2和Fe2 +的反应产生的。强氧化?OH。通过在阴极的氧化或通气条件下氧的还原产生H 2 O 2的电化学产生,并且还可以从阴极还原反应获得Fe 2+。在酸性条件下,氧可以通过氧化或通气在阴极上进行2e还原反应,如式(1)所示,以产生H 2 O 2。在此过程中,氧气首先溶解在溶液中,然后迁移到溶液阴极的表面,在那里它被还原成H2O2 [1]。在碱性溶液中,氧如式(2)所示反应形成HO2-。 Agladze [2]等检测气体扩散电极的孔中的碱性介质,据信氧还原反应总是通过路径(2)产生HO2-和OH-。基于此,EnricBrillas和其他人提出在酸性介质下,HO2质子化产生H2O2。当然,H2O2的产生和稳定性也受到其他因素的影响,包括电解槽的结构,阴极的性质和操作条件。

O2 + 2H ++ 2e→ H2O2(1)

O2 + H2O + 2e→HO2- + OH-(2)

在电Fenton中在该溶液中,通过反应(3),Fe3 +可以在阴极上还原成Fe2 +。图1显示了在预期的催化循环中用EF处理的有机污染物的结构[1]。 Qiang [3]指出,Fe2 +的再生将受电极电位和面积,pH,温度和催化剂量的影响。 Oturan [4]之类,使用0.2mm Fe2 +和Fe3 +作为催化剂和Pt /碳毡作为电极,条件为不可分离的60mA电解槽,以降低级别孔雀石绿,结果表明两者都有同样的退化率。这表明Fe 2+和Fe 3+均可用作三维碳材料中的催化剂源。 法电法在废水处理中中应用

     Enton-like目的通过大纲Fenton-like基本原理,操作过程总结因素,参与过程处理基本提供基本知识。

1.概述

当前处理环境淹水法正常处理方法,综合理化处理方法。然而,这些微不足道的方法可用于治疗有毒毒物(例如,用于食品加工的此类产品,工艺品,印刷染料和其他合成染料。此外,在使用中,在氧化,碱化或其他反应中)这些微量有毒染料协会的微不足道的副产品,如生物友好型人体健康组织。

高级氧化技术(AOP),如持续发展和扩展。高活性自由基氧化和分解水下有机污渍.Yo 2 OH样品,其具有高氧化能力,可分解氧化因中的污染物,将其转化用CO2和H2O.Fenton法用使用Fe2和和H2O2形成强氧化OH的高级氧化技术之一?OH具有高电位不选择性,因此可分解和氧化各种有机污物

然而,在加工过程中O大量样品如OOOOOO OO,Electro-Fenton Ryoko Narumoto,也可适用于适当的空气2 2 2空气2 2 H 2 O 2.

描述性Fenton基本原理,操作过程和因子,本研究的参与者可以进行更深入的入侵研究

2.电Fenton处理水处理

2.1基本原理/ p>

基于Fenton的功能机理,Electron-Fenton也是由H2O2和Fe2 +反应产生的。强氧化?OH。通过阴的氧化或气态状态氧的还原产生H 2 O 2电化学生产,平行和还原可以从Fe 2+获得。在酸性条件下,它可以过氧化或气体活化,2e还原反应,式(1)指示,生产H 2 O 2在此过程中,在溶液中溶解氧气头,但转移溶液的表面,现有溶液的表面,H2O2 [1]。 Agladze [2]等测量气体扩散电极,内部气孔,基本结构(2)工业HO2-Wa OH-。 HO2材料生产H2O2,自然产生H2O2和稳定性也接收的其它因素影响,包括电池结构,阴性性质和操作条件。

O2 + 2H ++ 2e→ H2O2(1)

O2 + H2O + 2e→HO2 + OH-(2)

在当前的Fenton中,在溶液中,通过反应(3)。图1显示了了的期间化化循环中用EF处理的有机物的结构[1]。强[3]适应症,Fe2 +再生一般电极电极电位,pH,温度总和。 Oturan [4]种,使用0.2mm Fe2 +和Fe3 +活化剂总和Pt /工作电极,有条件不可分离的60mA电解槽,等等率。这些表示Fe 2+和Fe 3+均匀可用的三效物质中和剂源。

Fe3 ++ e→ Fe2 +(3)

Electro-Fenton有其自身的优点[1]:H2O2的电化学生成被运输,储存,可以避免操作。危险;控制实现降解速率的机制的可能性;阴极的连续Fe2 +再生增加了有机污染物的降解速率,这也减少了污泥。在最佳条件下,可以以低成本实现少量的总矿化。可行性研究。

2.2影响因素

Electrofenton产生的OH不具有选择性强氧化性,导致农药难以控制污染等。这种物质有可能恶化。污染物,染料溶液,药物和个人护理产品(PPCP),以及苯胺和苯酚等工业污染物。电 - 芬顿反应条件的连续优化可以增强加工。主要影响因素包括pH,阴极材料和催化剂状态。

2.2.1 pH的影响。

pH是影响电Fenton反应的重要因素之一。构成电Fenton反应的配方如式(4)所示。在pH2.8时,芬顿反应产生的最高OH是最大的[5],因此在使用Fe2 +作为催化剂的电Fenton反应中,通常选择pH为3。 Diagne [6]使用碳毡作为阴极形成电Fenton系统,通过O 2还原形成H 2 O 2和Fe 3+来分解甲基对硫磷(MP)。检测对溶液pH值和阴离子物质降解的影响表明,在pH 3时,电子化合物对污染物的矿化度最高,而阴离子物质也会影响矿化。是的。高氯酸和硝酸介质中污染物的降解优于硫酸和盐酸介质,这是由于在硫酸和盐酸介质中形成铁络合物以及抑制污染物的降解。 法电法在废水处理中中应用

     Enton-like目的通过大纲Fenton-like基本原理,操作过程总结因素,参与过程处理基本提供基本知识。

1.概述

当前处理环境淹水法正常处理方法,综合理化处理方法。然而,这些微不足道的方法可用于治疗有毒毒物(例如,用于食品加工的此类产品,工艺品,印刷染料和其他合成染料。此外,在使用中,在氧化,碱化或其他反应中)这些微量有毒染料协会的微不足道的副产品,如生物友好型人体健康组织。

高级氧化技术(AOP),如持续发展和扩展。高活性自由基氧化和分解水下有机污渍.Yo 2 OH样品,其具有高氧化能力,可分解氧化因中的污染物,将其转化用CO2和H2O.Fenton法用使用Fe2和和H2O2形成强氧化OH的高级氧化技术之一?OH具有高电位不选择性,因此可分解和氧化各种有机污物

然而,在加工过程中O大量样品如OOOOOO OO,Electro-Fenton Ryoko Narumoto,也可适用于适当的空气2 2 2空气2 2 H 2 O 2.

描述性Fenton基本原理,操作过程和因子,本研究的参与者可以进行更深入的入侵研究

2.电Fenton处理水处理

2.1基本原理/ p>

基于Fenton的功能机理,Electron-Fenton也是由H2O2和Fe2 +反应产生的。强氧化?OH。通过阴的氧化或气态状态氧的还原产生H 2 O 2电化学生产,平行和还原可以从Fe 2+获得。在酸性条件下,它可以过氧化或气体活化,2e还原反应,式(1)指示,生产H 2 O 2在此过程中,在溶液中溶解氧气头,但转移溶液的表面,现有溶液的表面,H2O2 [1]。 Agladze [2]等测量气体扩散电极,内部气孔,基本结构(2)工业HO2-Wa OH-。 HO2材料生产H2O2,自然产生H2O2和稳定性也接收的其它因素影响,包括电池结构,阴性性质和操作条件。

O2 + 2H ++ 2e→ H2O2(1)

O2 + H2O + 2e→HO2 + OH-(2)

在当前的Fenton中,在溶液中,通过反应(3)。图1显示了了的期间化化循环中用EF处理的有机物的结构[1]。强[3]适应症,Fe2 +再生一般电极电极电位,pH,温度总和。 Oturan [4]种,使用0.2mm Fe2 +和Fe3 +活化剂总和Pt /工作电极,有条件不可分离的60mA电解槽,等等率。这些表示Fe 2+和Fe 3+均匀可用的三效物质中和剂源。

Fe3 ++ e→ Fe2 +(3)

Electro-Fenton有其自身的优点[1]:H2O2的电化学生成被运输,储存,可以避免操作。危险;控制实现降解速率的机制的可能性;阴极的连续Fe2 +再生增加了有机污染物的降解速率,这也减少了污泥。在最佳条件下,可以以低成本实现少量的总矿化。可行性研究。

2.2影响因素

Electrofenton产生的OH不具有选择性强氧化性,导致农药难以控制污染等。这种物质有可能恶化。污染物,染料溶液,药物和个人护理产品(PPCP),以及苯胺和苯酚等工业污染物。电 - 芬顿反应条件的连续优化可以增强加工。主要影响因素包括pH,阴极材料和催化剂状态。

2.2.1 pH的影响。

pH是影响电Fenton反应的重要因素之一。构成电Fenton反应的配方如式(4)所示。在pH2.8时,芬顿反应产生的最高OH是最大的[5],因此在使用Fe2 +作为催化剂的电Fenton反应中,通常选择pH为3。 Diagne [6]使用碳毡作为阴极形成电Fenton系统,通过O 2还原形成H 2 O 2和Fe 3+来分解甲基对硫磷(MP)。检测对溶液pH值和阴离子物质降解的影响表明,在pH 3时,电子化合物对污染物的矿化度最高,而阴离子物质也会影响矿化。是的。高氯酸和硝酸介质中污染物的降解优于硫酸和盐酸介质,这是由于在硫酸和盐酸介质中形成铁络合物以及抑制污染物的降解。Dabesgvar [7] e colaboradores também estudaram os efeitos das espécies ani?nicas no eletrólito sobre o efeito da degrada??o. Que potencial de -0.5V / SCE cátodo, feltro de grafite cátodo, Fe3 + como catalisador, a degrada??o do corante OrangeⅡ, os resultados mostram que a degrada??o de desempenho por ClO4-, Cl-, SO42- fim s?o sequencialmente diminuiu. Eles artificialmente porque Cl- e SO42- podem formar complexos de ferro em íons de ferro em solu??o, o que reduz a concentra??o de íons de ferro disponíveis, e SO42- também é um inibidor de ?OH.

2.2.2 material do cátodo

dois redu??o de dois electr?es

e a solu??o de oxigénio dissolvido no ar ocorre em um material de cátodo adequado, de modo que a gera??o eléctrica pode ser usada em H2O2 de tratamento de esgoto. Os materiais atualmente encontrados para catodos incluem eletrodos de mercúrio, eletrodos de grafite, eletrodos de difus?o de gás e eletrodos tridimensionais. O eletrodo tridimensional refere-se a um eletrodo com uma grande área superficial em rela??o ao volume, como feltro de carbono, fibra de carbono ativado (ACF), carbono vítreo reticulado (RVC), esponja de carbono e nanotubo de carbono.

Devido à toxicidade dos eletrodos de mercúrio, raramente é usado agora. Para um eléctrodo de carbono, a sua n?o-tóxico, e o potencial para uma maior reac??o de evolu??o de hidrogénio sobrecorrente, e H2O2 a ter baixa actividade catalítica, em adi??o à sua melhor estabilidade, condutividade [1], que é amplamente Pesquisa. No entanto, a solubilidade do oxigênio na solu??o é muito baixa, ent?o o eletrodo de difus?o de gás e o eletrodo tridimensional s?o gradualmente desenvolvidos.

O eletrodo de difus?o de gás (GDE) tem uma estrutura porosa fina que facilita a percola??o do oxigênio dissolvido na solu??o para o interior do eletrodo. Esses eletrodos possuem um grande número de potenciais ativos de superfície, o que facilita a rápida redu??o do O2 e o acúmulo de H2O2. Liu et grafeno eléctrodo parafuso [8] mistura grafeno politetrafluoroetileno forma??o de comprimidos é um cátodo, a degrada??o de Rodamina B (RhB) e 2,4-diclorofenol 3 quando o pH. Os resultados mostram que o eletrodo de difus?o de gás grafeno tem melhor efeito de degrada??o do que o eletrodo de difus?o de grafite. MarcoPanizza [9], que aplicado um eléctrodo de difus?o de gás para a solu??o mais tarde degrada??o alizarina vermelha foi investigada + corrente é aplicada, a influência do pH e da temperatura na degrada??o Fe2, e analisa o mecanismo de degrada??o.

O eletrodo tridimensional pode encurtar o tempo de rea??o e aumentar a taxa de rea??o em rela??o ao eletrodo bidimensional. A prepara??o de eléctrodos tridimensionais é geralmente realizada utilizando um leito fluidizado, um leito fixo ou um material poroso, em que o material poroso é amplamente utilizado no tratamento de águas residuais. Li [10] e colaboradores prepararam Fe @ Fe2O3 no ACF para preparar a rodamina B degradada catódica (RhB) e investigaram o efeito da degrada??o no pH e no potencial do cátodo.

2.2.3 Efeito do catalisador

O modo eletro-Fenton pode ser dividido em electro-Fenton homo-Fenton e hetero-fase, de acordo com o estado do catalisador. Refere-se a uma solu??o homogénea de reac??o electro-Fenton com o catalisador é uniforme, isto é, o catalisador utilizado é um líquido, o-Fenton de fase electro refere-se à reac??o com a solu??o do catalisador n?o é uniforme, isto é, o catalisador utilizado é um sólido.

A pesquisa sobre eletro-Fenton homogêneo foi realizada mais cedo, com mais pesquisas e sistemas mais maduros. Entretanto, o eletrodo Fenton homogêneo apresenta certos defeitos, incluindo condi??es severas de rea??o (pH = 3) e à medida que a rea??o progride, a forma??o do catalisador de ferro será complexada e inativada, o que afetará a rea??o. Portanto, o eletro-Fenton heterogêneo foi desenvolvido, o que supera as desvantagens das condi??es de rea??o homogênea de eletro-Fenton, a inativa??o da complexa??o do catalisador e a baixa estabilidade, e assim tem sido amplamente estudado e aplicado.

Xu [11], que estudou a degrada??o de 4-cloro zero-valente nanopartículas de ferro como catalisador-3-metilfenol (CMP), investigada durante a degrada??o do pH, CMP concentra??o inicial igual a zero a quantidade de concentra??o de ferro férrico de H2O2 e o seu impacto no processo de degrada??o, os resultados mostram que o catalisador é de zero condi??es de ferro valente e 3.0mMH2O2 0,5 g, degrada??o das condi??es óptimas para pH 6,1, CMP concentra??o inicial de 0,7 mM. Isso indica que o catalisador heterogêneo ainda tem alta degrada??o catalítica sob condi??es neutras, indicando que o eletrofenoteno heterogêneo pode ser aplicado em uma ampla faixa de pH.

Além de Fe2 + / Fe3 +, outros metais também podem ser eletrocatalisados ??para produzir ?OH. Zhang [12] et al., Utilizaram um cátodo preparado por sulfonato / polipirrol e CuO / Al2O3 para construir um corante azo degradado por electro-Fenton heterogéneo. Os resultados mostram que as condi??es óptimas do sistema como uma solu??o para um pH de 4,3, o potencial de cátodo de -0,4 V, a quantidade de oxigénio foi de 0,4 ml / min, CuO carregamento de 5.78wt%, a temperatura da reac??o é de 70 ℃, quando a temperatura de calcina??o é de 450 ℃ CuO, O efeito de degrada??o é o melhor. Este artigo fornece uma base para a degrada??o de outros catalisadores metálicos para catalisar a degrada??o de poluentes.

Além disso, os catalisadores binários ou multi-metal também receberam grande aten??o. Xia [13] e outros prepararam o catalisador Al-MCM-41 suportado por óxido de metal binário Fe-Cu pelo método de co-precipita??o para a mineraliza??o do fenol. Foram determinadas as condi??es óptimas de reac??o, Cu e fun??es observados no processo de degrada??o na gama de pH elevado para manter a actividade do catalisador, e Al é proporcionado um centro de metal activo electrónico, o aumento da densidade de electr?es na superfície do catalisador H + A área é adequada para a gera??o de ?OH.

2.2.4 Influência de outros fatores

Além dos fatores acima, os fatores que afetam o efeito do tratamento eletro-Fenton do esgoto incluem a quantidade de oxigênio, a taxa de agita??o e a temperatura da rea??o. A composi??o do eletrólito, o potencial aplicado e a concentra??o inicial da corrente e contaminantes.

3. Perspectivas

O método eletro-Fenton desempenha um papel importante no tratamento de efluentes refratários. Isto é devido à sua capacidade de produzir um agente oxidante forte, n?o seletivo, altamente eficiente, ?OH. Com o aprofundamento da sua investiga??o, método de electro-Fenton também continua a desenvolver, a partir do cátodo para a polui??o do ambiente Hg para-simpáticos e GDE eficiente e eléctrodo tridimensional, nunca se separaram célula electrolítica para separar a célula, a partir de recupera??o difícil O catalisador homogéneo para o catalisador heterogéneo facilmente recuperável e semelhantes.

No futuro, o eletro-Fenton ainda precisa melhorar constantemente sua dire??o técnica: 1 O desenvolvimento de eletro-Fenton heterogêneo. Homogénea com respeito à electro-Fenton, em fase de electro-Fenton ou superior enquanto se mantém a mesma eficiência de processamento, para ultrapassar as desvantagens dos homogénea, em estudos futuros devem continuar a melhorar com diferentes electro-Fenton na prática Aplica??o.

2 Uso de outros catalisadores metálicos. A adi??o de outros metais otimiza as condi??es de rea??o do eletro-Fenton e aumenta ainda mais a eficiência da rea??o. Na síntese de óxidos metálicos binários ou multi-elementos, efeitos sinérgicos ocorrem entre os metais, e o mecanismo de a??o entre eles deve ser continuado. 3 Aplica??o combinada com outras tecnologias. Actualmente, existem muitas tecnologias combinadas com eletro-Fenton, como Fenton fotoelétrico, Fenton ultra-s?nico, tecnologia de peroxida??o eletroquímica, tecnologia de peroxida??o bioeletroquímica e assim por diante.



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