[發明專利]一種利用超聲波催化的堿式芬頓反應脫除氰化物的方法無效
| 申請號： | 201410573973.4 | 申請日： | 2014-10-24 |
| 公開（公告）號： | CN104386867A | 公開（公告）日： | 2015-03-04 |
| 發明（設計）人： | 吳彥 | 申請（專利權）人： | 蘇州富奇諾水治理設備有限公司 |
| 主分類號： | C02F9/08 | 分類號： | C02F9/08 |
| 代理公司： | 南京經緯專利商標代理有限公司 32200 | 代理人： | 張惠忠 |
| 地址： | 215100 江蘇省蘇州*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 利用 超聲波 催化 堿式芬頓 反應 脫除 氰化物 方法 | ||
技術領域
本發明涉及堿式芬頓反應堿式芬頓反應，特別是涉及一種利用超聲波催化的堿式芬頓反應脫除氰化物的方法。
背景技術
在水資源環境治理中可通過超聲波的方式對廢水進行處理，超聲波的空化效應為降解水中有害有機物提供可能，從而使超聲波污水處理目的的實現。在污水處理過程中，超聲波的空化作用對有機物有很強的降解能力，且降解速度很快，超聲波空化泡的崩潰所產生的高能量足以斷裂化學鍵，空化泡崩潰產生氫氧基（OH+）和氫基（H-），同有機物發生氧化反應，能將水體中有害有機物轉變成CO2?、H2O、無機離子或比原有機物毒性小易降解的有機物。所以在傳統污水處理中生物降解難以處理的有機污染物，可以通過超聲波的空化作用實現降解。
芬頓（Fenton）試劑一般是指Fe2+和H2O2構成的氧化體系，由法國科學家H.J.H.Fenton于1894年發明，是一種不需要高溫高壓，而且設備簡單的化學氧化水處理技術。早期芬頓試劑主要應用于有機分析化學和有機合成反應，1964年，Eisenhouser首次將芬頓反應作為廢水處理的技術運用，并在苯酚及烷基苯廢水處理實驗中獲得成功。傳統的芬頓反應會造成鐵離子流失，為解決這個問題，逐步發展起非均相芬頓反應，該反應體系通常是將催化性能最強的鐵離子負載到不同的載體上，在保持其催化活性同時獲得固?-?液分離能力、避免二次污染。非均相芬頓反應體系具有反應效率高、有效PH范圍寬廣以及催化劑可再生利用等優勢，是一項極具發展潛力的新型高級氧化工藝。目前，多相芬頓催化劑的載體主要有活性炭粉、沸石分子篩、粘土等三類。Fenton?氧化技術是一種有效的污泥預處理技術，但?Fenton?氧化技術需要高濃度的酸和亞鐵離子和過氧化氫，反應的時間長且成本較高，如何縮短反應時間，減少過氧化氫使用量，進一步降低?Fenton?氧化成本是研究的方向。
所述芬頓反應是以亞鐵離子為催化劑的一系列自由基反應。主要反應大致如下：
Fe2+?+H2O2==Fe3+?+OH-+HO·
Fe3+?+H2O2+OH-==Fe2+?+H2O+HO·
Fe3+?+H2O2==Fe2+?+H+?+HO2
HO2+H2O2==HO2+O2↑+HO·
芬頓試劑通過以上反應，不斷產生HO·（羥基自由基，電極電勢2.80EV，僅次于F2），使得整個體系具有強氧化性，可以氧化氯苯、氯化芐、油脂等等難以被一般氧化劑（氯氣，次氯酸鈉，二氧化氯，臭氧，臭氧的電極電勢只有2.23EV）氧化的物質。
以氯苯為例，C6H5Cl---------------(Fe2+?H2O2)→CO2+H2O+HCl
芬頓試劑的影響因素
根據上述Fenton試劑反應的機理可知，OH·是氧化有機物的有效因子，而[Fe2+]、[H2O2]、[OH-]決定了OH·的產量，因而決定了與有機物反應的程度。影響該系統的因素包括溶液pH值、反應溫度、H2O2投加量及投加方式、催化劑種類、催化劑與H2O2投加量之比等。
在電化學處理污水的過程中，常見的芬頓反應是在PH為3.8時，添加一定量的雙氧水和硫酸亞鐵，產生羥基自由基來實現污染物的去除?；而當污水中含有氰化物時，其在酸性條件下會產生氫氰酸有毒氣體，因此，破氰必須在堿性條件下進行。而當堿性條件下發生芬頓反應時，其破氰效果并不理想。?
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