三维电极Fenton试剂法处理苯酚废水的动力学模型.pptVIP

2.4 总反应动力学模型 根据上述分析结果，将总反应速率写成所示的幂指数方程形式： K=f(U，D，M，Q，F)=μUaDbMcQdFe =k1Uak2Dbk3Mck4Qdk5Fe 将上述所求结果代入上式，可得， K=1.0008×10-12U1.7413D1.1585M1.0956Q0.9564F1.301 因此可知，影响该反应速率的因素从强到弱顺序为：电压，Fe2+投加量，极板间距，电解质投加量，曝气强度。这与正交试验分析结果一致。这说明，无论是单因素影响试验还是正交试验，影响该反应速率的因素从强到弱的顺序是不变的。 2.4 总反应动力学模型 三维电极——Fenton法氧化苯酚的反应动力学方程可表示为： Ct=C0exp(-1.0008×10-12U1 .7413D1.1585M1.0956Q0.9564F1.301t) LOGO 三维电极——Fenton试剂法处理苯酚废水的动力学模型 成员： 张昊 2012214017 陈晨 2012214008 于雷 2012214016 李贺强 2012214009 1.1 课题研究背景 随着石油化工、塑料、合成纤维、焦化等工业的迅速发展，多种含酚废水也相应的增多。酚类化合物为原生质毒，具有毒性大、难降解性等特点，属于“三致”物质。当其污染水体和土壤后，不仅会危害农作物的生长和饮用水的安全，而且危害人体健康。因此，酚类化合物被美国国家环境保护总署(EPA)列为129种优先控制的污染物之一，在我国水污染控制中也被列为重点解决的有害废水之一。 1.1 课题研究背景 电化学氧化技术是近年来发展起来的一种高级氧化技术，它可以通过阳极反应直接降解有机物，或通过电极反应产生羟基自由基(?OH)、臭氧一类的氧化剂降解有机物，使难生物降解的有机物转化为可以生物降解的有机物，能够极大地提高难降解有机物的可生化性，或使难生物降解的有机物燃烧而生成二氧化碳和水。 1.2 三维电极法 传统的平板二维电极比表面积较小，单位槽体处理量小，电流效率低，因而在实践中难以有突破性进展。 针对传统二维电极这一缺陷，在60年代末期提出了三维电极的概念。 三维电极又叫三元电极，也叫粒子电极或床电极，它是在传统二维电解槽电极之间装填粒状或其他碎屑状工作电极材料并使装填工作电极材料的表面带电，成为新的一极，即第三极，在工作电极表面能发生电化学反应。 1.2 三维电极法 三维电极工作机理 三维电极反应器内电流模式 1.2 三维电极法 有机废水的降解机理 现在被多数研究者认同的是电解过程中产生H2O2和氧化性极强的羟基自由基(·OH)氧化降解有机污染物。三维电极电解体系产生H2O2和·OH的机制如下： 而体系中的·OH，可在金属催化剂(金属电极)作用下产生 1.2 三维电极法 特点 3 不需投加或很少投加化学药品 1 比表面积极大增加 具有较高的电流 效率 4 后续处理简单 管理方便 2 占地面积小 处理能力大 1.3 Fenton试剂法 1894年法国科学家H.J.H.Fenton在一项科学研究中发现在酸性条件下通过双氧水强烈的促进了苹果酸的氧化。进一步的研究表明，过氧化氢在亚铁离子共存条件下具有极强的氧化能力。这项研究发现为人们分析还原性有机物和选择性氧化有机物提供了一种新的方法。后人为纪念这位伟大的科学家，将Fe2+/H2O2命名为Fenton试剂，使用这种试剂的反应称为Fenton反应 1.3 Fenton试剂法 Fenton试剂之所以具有非常强的氧化能力，是因为过氧化氢在催化剂铁离子存在下生成氧化能力很强的?OH(其氧化电位高达+2.80V)。 另外?OH具有很高的电负性或亲电子性，其电子亲和能力为569.3KJ，具有很强的加成反应特征。 因而Fenton试剂可无选择氧化水中的大多数有机物，特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水的氧化处理。 因此，Fenton试剂在废水处理中的应用具有特殊意义而在国内外受到普遍重视。 1.4 电Fenton法 电Fenton法的实质就是把用电化学法产生的Fe2+和H2O2作为Fenton试剂的持续来源。由于H2O2的成本远高于Fe2+，所以研究把自动产生H2O2的机制引入Fenton体系具有实际应用意义。 EF——H2O2——FeRe法 该法的原理是H2O2由氧气在阴极还原产生，Fe2+由外界加入，H2O2与加入的Fe2+发生Fenton反应生成·OH，同时得到被氧化的Fe3+，Fe3+在阴极上被还原为Fe2+，Fe2+又与阴极上生成的H2O2发生Fenton反应，这样形成一个循环。 1.5 三维电极——Fenton法 三维电极--Fenton试剂法是一种