H2O2、O2、O3在水中可形成具有超強(qiáng)氧化能力的羥基自由基(?OH),能有效去除廢水中的H2PO2-、CN-、苯酚等物質(zhì)
(1)H2O2、O3在一定條件可處理廢水中H2PO2-。
①弱堿性條件下?OH將H2PO2-氧化成PO43-,該反應(yīng)的離子方程式為
4?OH+2OH-+H2PO2-=PO43-+4H2O
4?OH+2OH-+H2PO2-=PO43-+4H2O
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②為比較不同投料方式下含H2PO2-模擬廢水的處理效果,向兩份等體積廢水樣品中加入等量H2O2和O3,其中一份再加入FeSO4。反應(yīng)相同時間,實(shí)驗結(jié)果如圖1所示。
添加FeSO4后,次磷酸鹽氧化率、磷元素沉淀率均顯著提高,原因是 Fe2+促進(jìn)H2O2和O3產(chǎn)生?OH,氧化產(chǎn)生的Fe3+將PO轉(zhuǎn)化為FePO4沉淀
Fe2+促進(jìn)H2O2和O3產(chǎn)生?OH,氧化產(chǎn)生的Fe3+將PO轉(zhuǎn)化為FePO4沉淀
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(2)H2O2、O2在一定條件下可處理廢水中的CN-。
①工業(yè)上通過電激發(fā)O2處理廢水中的CN-,反應(yīng)機(jī)理如圖2所示,其過程可描述為 O2在陰極得電子被還原成?O2-,?O2-結(jié)合H+生成?O2H,?O2H分解生成O2和H2O2,H2O2在陰極得電子產(chǎn)生的?OH和OH-將CN-氧化生成N2和CO32
O2在陰極得電子被還原成?O2-,?O2-結(jié)合H+生成?O2H,?O2H分解生成O2和H2O2,H2O2在陰極得電子產(chǎn)生的?OH和OH-將CN-氧化生成N2和CO32
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②已知Cu2+可催化過氧化氫氧化CN-。在含氰廢水總量、過氧化氫用量和溶液pH一定的情況下,反應(yīng)相同時間,測得CN-的氧化去除率隨c(Cu2+)的變化如圖3所示。c(Cu2+)超過90 mg?L-1時,CN-的氧化去除率有所下降,原因是 c(Cu2+)超過90mg?L-1,會催化過氧化氫分解,導(dǎo)致H2O2產(chǎn)生?OH的數(shù)目減少,與CN-反應(yīng)的H2O2的量減少
c(Cu2+)超過90mg?L-1,會催化過氧化氫分解,導(dǎo)致H2O2產(chǎn)生?OH的數(shù)目減少,與CN-反應(yīng)的H2O2的量減少
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(3)H2O2在Fe3O4催化下可有效除去廢水中的苯酚等有機(jī)污染物。除去廢水中的苯酚的原理如圖4所示。研究在不同初始pH條件下,苯酚的去除率隨時間的變化,結(jié)果表明:在反應(yīng)開始時,初始pH=6的溶液中苯酚的去除率明顯低于初始pH=3的溶液,但一段時間后兩者接近,原因是 酸性有利于?OH的形成,所以初始pH=3的溶液在開始時去除率較高;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,苯酚轉(zhuǎn)化為乙酸,使溶液酸性增強(qiáng),pH=6的溶液中苯酚去除率顯著提高,最終兩者的去除率接近
酸性有利于?OH的形成,所以初始pH=3的溶液在開始時去除率較高;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,苯酚轉(zhuǎn)化為乙酸,使溶液酸性增強(qiáng),pH=6的溶液中苯酚去除率顯著提高,最終兩者的去除率接近
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