第 28 卷

李亚峰等

： 微波辐射 Fenton 试剂法深度处理草浆造纸废水

321

COD 去除率的影响

，结果见图 2． 由图 2 可以看

出

，废水的 COD 去除率随 n（ H

2

O

2

） ∶ n（ Fe

2 +

） 的

减小 而 升 高

，当 Fe

2 +

投 加 量 为 3 mL / L 即 n

（ H

2

O

2

） ∶ n （ Fe

2 +

） = 7 时，COD 去除率最高，为

92%

，继续增加 Fe

2 +

投加量

，COD 去除率有所下

降． 原 因 是 当 Fe

2 +

质 量 浓 度 低 时

，体 系 中 生 成

的·OH少

，且速度缓慢，限制了反应的进行，所以

COD 去除率较低

； 当 Fe

2 +

质量浓度增大时

，生成

的·OH 数量不断增加

，COD 去除率不断提高； 当

Fe

2 +

质 量 浓 度 过 量 时

，作 为 催 化 剂 的 Fe

2 +

使

H

2

O

2

迅速分解

，产生的·OH 未来得及与有机物

反应就发生湮灭

，生成水和 O

2

，造成了·OH 的损

耗

，使 H

2

O

2

的利用率降低．

图 2

n

（ H

2

O

2

∶ n

（ Fe

2 +

） = 7 对 COD 去除率影响

Fig. 2

Effect of n

（ H

2

O

2

） ∶ n（ Fe

2 +

） on COD removal

2. 3

微波辐射时间对 COD 去除率的影响

H

2

O

2

投加量定为 4 mL / L

，Fe

2 +

的加入量为

3 mL / L

，pH = 3，微波功率为 540 W，改变辐照时

间的条件下进行试验． 研究微波辐射时间对 COD
去除率的影响

，结果见图 3．

图 3

微波辐射时间对 COD 去除率影响

Fig. 3

Effect of reaction time on COD removal

由图 3 可知

，随微波辐射时间的增大，COD

去除率随之增大

，微波辐射 5 ～ 6 min 后，去除率

增幅趋缓

，COD 去除 率 ＞ 95% ． 原因在于在微波

能的辐射下

，H

2

O

2

与 Fe

2 +

生成的 · OH 逐渐增

多

，·OH 能氧化各种有机物，经过一系列过程，

有机 物 最 终 变 成 二 氧 化 碳 和 小 分 子 物 质

，使得

COD 降低

，此时 COD 变化明显； 经过一段时间

后

，随着·OH 的消耗，有机物不断被氧化，使得

氧化剂的电位降低

，还原剂（ 有机物） 电位升高，

反应逐渐趋于平衡

，COD 去除率变化不大或不在

变化．

2. 4

微波辐射功率对 COD 去除率的影响

H

2

O

2

投加量固定为 4 mL / L

，Fe

2 +

的加入量

为 3 mL / L

，调节体系 pH = 3，微波辐射时间为

5 min

，改变微波功率进行试验。研究微波辐射功

率对 COD 去除率的影响

，结果见图 4．

图 4

微波功率对 COD 去除率影响

Fig. 4

Effect of microw ave pow er on COD removal

由 图 4 可 知

，随 着 微 波 辐 射 功 率 的 增 加，

COD 去除率 有 所 提 高． 当 微 波 功 率 高 于 450 W

时

，COD 去除率增加幅度不大． 微波能量的产生

取决于很多因素

，其中包括废水水样的介电常数．

对于一定量的废水水样

，当微波功率增大时，水样

吸收的功率与电源频率和电场强度平方成正比．
但由于体系是催化反应

，反应本身是可逆的，当反

应达到平衡时便不再随外界的变化而变化． 功率

再增大

，有部分氧化剂（ H

2

O

2

） 挥发会导致 COD

的去除率降低．

2. 5

pH 值对 COD 去除率的影响

FeSO

4

投 加 量 为 8 mL / L

，H

2

O

2

投 加 量 为

13 mL / L

，依次调节体系初始 pH 值，在微波功率

为 450 W 的 条 件 下 反 应 5 min． 研 究 pH 值 对

COD 去除效果影响

，结果如图 5 所示．