电—芬顿试剂处理印染废水

摘要：研究电压、pH值、支持电解质、极板间距对电-Fenton法产生H₂O₂量的影响, 确定本实验的最佳状态值。实验以调节电压、pH值、支持电解质、极板间距因素为主,结果表明, 在电压5V、pH值为3左右、支持电解质投加量为10g/L、极板间距10 cm时产生H₂O₂的量最合适, 找到处理废水时芬顿试剂的最合适配比。

关键词：电-Fenton   活性蓝     H₂O₂

前言:过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化体系通常称为Fendun试剂。在催化剂作用下，过氧化氢能产生两种活泼的氢氧自由基，从而引发和传播自由基链反应，加快有机和还原性物质的氧化。Fendon试剂一般在ph3下进行，在该ph之下羟基自由基生成速率最大。

 印染工业自诞生以来, 得到了飞速的发展, 产生的经济效应巨大, 但是这种发展也给环境带来了污染。其中以印染行业废水排放的污染最严重, 染料废水成分复杂, 色度深, 大多数为有毒难降解的有机物，具有较高的COD( 化学需氧量)、BOD(生化需氧量)、色度、酸碱度等特点。处理染料废水的方法多种多样, 包括物理法、化学法、电化学法、生化法等, 而且都有很好的处理效果。但电-Fenton具有反应迅速、温度和压力等反应条件缓和且无二次污染等优点，近几年来，其在印染废水处理中应用广泛。

1..Fenton试剂作用机理

    芬顿试剂具有很强的氧化能力在于其中含有Fe²⁺和H₂O₂。其反应机理为:                 

         Fe²⁺+ H₂O₂→Fe³⁺+·OH+OH^-

Fe³⁺+ H₂O₂→Fe²⁺+·HO₂+H⁺

Fe²⁺+·OH→Fe³⁺+OH

         Fe³⁺+·HO₂→Fe²⁺+O₂+H⁺

芬顿试剂反应速度快, 由于反应条件不同, 反应速度会产生一定的差异, 但H₂O₂的消耗速度是很快的。芬顿试剂反应体系复杂, 关键是H₂O₂ 在Fe²⁺催化下生成的·OH, 其氧化能力仅次于氟, 高达2. 80V。另外, OH具有很高的电负性或亲电性, 其电子亲和能力高达569. 3kJ, 具有很强的加成反应特性。因此, 芬顿试剂可以氧化水中的大多数有机物, 适合处理难生物降解和一般物理化学方法难以处理的废水。

2.Fenton试剂的影响因素

根据Fenton试剂的反应机理可知，OH·是氧化有机物的有效因子,而[Fe²⁺]、[H₂O₂]、[OH]决定了OH·的产量,因而决定了与有机物反应的程度。影响Fenton试剂处理难降解难氧化有机废水的因素包括pH值、H₂O₂投加量、催化剂投加量和反应温度[3]等。

2.1.PH对Fenton试剂的影响

 Fenton试剂是在pH是酸性条件下发生作用的,在中性和碱性环境中, Fe²⁺不能催化H₂O₂产生OH·。按照经典的Fenton试剂反应理论,pH值升高不仅抑制了OH·的产生, 而且使溶液中的Fe²⁺以氢氧化物的形式沉淀而失去催化能力。当pH值过低时, 溶液中的H+浓度过高, Fe³⁺不能顺利地被还原为Fe²⁺, 催化反应受阻。即pH值的变化直接影响到Fe²⁺、Fe³⁺的络合平衡体系, 从而影响Fenton试剂的氧化能力。一般废水pH在3左右，降解率较高。

2.2 H₂O₂投加量对Fenton试剂的影响

采用Fenton试剂处理废水的有效性和经济性主要取决于H₂O₂的投加量。一般地,随着H₂O₂用量的增加, 有机物降解率先增大, 而后出现下降。在电生成Fenton反应中,欲实现阴极生成H₂O₂ 反应, 溶液中必须有H⁺存在, 而在中性或碱性的条件下, 溶液中的H⁺极少,阴极生成H₂O₂的反应不能进行,同时投加的Fe²⁺会与OH-离子反应生成Fe( OH)₂ 沉淀而失去催化活性, 从而使Fenton反应不能发生,不能产生羟基自由基。这就要求电生成Fenton反应必须在酸性条件下进行。Fenton试剂一般在pH值为3.0- 5.0范围下进行, 此时自由基生成率最大

2.3.电解质对Fenton试剂的影响

由于难降解有机废水溶液的导电能力差, 所以在电解槽工作时必须向反应体系投加一定量的支持电解质。支持电解质应具有良好的导电性、稳定性以及溶解性, 本试验选用硫酸钠溶液,随着浓度的提高, 硫酸钠溶液的导电能力迅速增大,同时它不参加电解反应, 可以始终保持溶液具有良好的导电能力。随着支持电解质Na₂SO₄ 的增加,H₂O₂产量的增加幅度先增大后减少, 这是因为当投加量小于10g/L时, 投加的Na₂SO₄主要起到电解质的作用, 增加了溶液的导电性,从而提高了体系内相同槽电压下的电流强度, 反应速度也随之加快, 效果显著。而当投加量大于10g/L时,由于投加量过大, 导致了副反应的发生,使得处理效果变差,电流效率降低。试验中发现, 在投加量小于10g/时, 整个反应系统温度基本上没有变化, 当投加量大于10g/L时, 温度明显升高,说明投盐量过大时有一部分能量用在副反应、电解液的发热上。通过观察发现,电解质用量的继续增加对H2O2 产量已经没有很大作用, 试验选择的电解质投加量远小于文献报道的20g/L的NaCl 投加量[ 8]。因此, 本试验选取Na₂SO₄的投加量最佳值为10g/ L左右。

2.4催化剂的投加量

FeSO4?7H2O是催化H2O2分解生成羟基自由基(OH?)最常用的催化剂。与H2O2相同, 一般情况下, 随着Fe2+用量的增加, 废水COD的去除率先增大, 而后呈下降趋势。其原因是: 在Fe2+浓度较低时, Fe2+的浓度增加, 单位量H2O2产生的OH?增加, 所产生的OH?全部参与了与有机物的反应;当Fe2+的浓度过高时,部分H2O2发生无效分解,释放出O2。

3.实验部分

3.1实验装置

    反应器有效容积为10L, 阳极采用钛涂钌铱电极, 阴极采用石墨电极, 面积都为15cm 15cm;反应电流由WYK- 302B2 直流稳压电源提供, 电压表和滑动变阻器分别控制电压和电流的大小;反应器所需要的氧气由电磁式空气压缩机曝气提供,并由转子流量计控制气流。

3.2实验记录

(1)实验药品：30%浓度的双氧水(ρ=1.11g/m³)，0.408ml

FeSO₄·7H₂O 0.56g活性蓝试剂（100mg/L）50ml

Na₂SO₄·10H₂O  2g

实验操作：称量药品，将50ml活性蓝试剂稀释到400ml,双氧水稀释到5ml，连接电极，铁作阳极，极距10cm,电压5V，PH值控制在3，反应6min,静置一段时间，观察实验现象。再用电压15V操作，电流0.43A

实验现象：溶液颜色微黄，底部有黄色沉淀

(2)实验药品：30%浓度的双氧水(ρ=1.11g/m³)，0.408ml

Na₂SO₄·10H₂O  2g  FeSO₄·7H₂O  0.56g

活性蓝试剂（100mg/L）50ml

实验操作：以往Fenton试剂投加过程中，均在废水中先投FeSO₄·7H₂O，后投双氧水，此次反向做。称量药品，将50ml活性蓝试剂稀释到400ml,双氧水稀释到5ml，再加Na₂SO₄·10H₂O溶于稀释后的活性蓝溶液，连接电极，铁作阳极，极距10cm,电压5V，PH值6，反应6min,将溶液静置于60℃水浴中，搅拌溶解，观察实验现象。

吸光度值的测定

4.结果与讨论

根据实验处理后得到的样品检测后发现废水重金属杂质基本得到沉淀，但样品底部都有黄色沉淀，可能与铁的量过多有关，另外实验结果与FeSO₄·7H₂O和双氧水的投加顺序关系不大。

第一组电压15V时吸光度值如下表

电压5V时吸光度值如下表

第二组电压5V时吸光度值如下表

5.结论

Fenton试剂作为一种强氧化剂用于处理难降解有机污染物具有明

显优点，对于治理我国日益严重的环境污染问题，特别是难降解有毒有机污染物的治理有着十分重要的理论意义和应用价值。
参考文献
[1] 张国卿, 王罗春, 徐高田, 等． Fenton试剂在处理难降解有机废水中的应用[J]. 工业安全与环保，2004，30(3)：17-19．
[2] 陶长元, 丁小红, 刘作华, 等． Fenton类氧化技术处理有机废水的研究进展[J]. 化学研究与应用，2007，19(11)：1177-1180．
[3] 张乃东, 郑威, 彭永臻． 电-Fenton 法处理难降解有机物的研究进展[J]. 上海环境科学，2002，21 (7)：440-441.
[4] 王九思, 韩相恩, 赵红花. 絮凝沉淀- Fenton 氧化法处理印染废水[J]. 兰州铁道学院学报(自然科学版)，2001，20 (6)：68-71．

[5]程丽华, 黄君礼, 高会旺. Fenton试剂降解水中酚类物质的研究[J]. 重庆环境科学, 2003, 25(10): 18-20.

[6]左晨燕, 何苗. 芬顿氧化/混凝协同处理焦化废水生物出水的研究[ J]. 环境保护, 2005(5): 31-34.

[7]黄晓东, 徐寿昌. 用芬顿试剂预氧化提高硝基苯废水的可生化性[ J]. 江汉石油学院学报, 1994, 16( 3): 74-78.

[8]李生彬, 于涛. Fenton试剂氧化处理二苯胺废水[ J]. 兰州交通大学学报: 自然科学版, 2004, 23(6): 12-14.

综合实践实习报告

              

 学院:材料科学与工程

                      班级:高分子093

    姓名:姜超

    学号:2009016050

    指导教师:汪建新

    日期:2012.05.02

第二篇：综合实践结题报告

“综合实践活动与地方课程、校本课程

优化、整合实施的策略研究”

结 题 报 告

塔城市第一小学

20xx年7月

“综合实践活动与地方课程、校本课程

优化、整合实施的策略研究”

结题报告

综合实践活动课程是基于国家规定、地方管理、校本开发的三级管理课程。自综合实践活动课程作为必修课进入中小学以来，世界范围的综合实践活动课程研究已是大热所趋。20世纪90年代以来，世界各国、各地区都推出了旨在适应新世纪挑战的课程改革举措，呈现出的共同趋势是倡导课程向儿童经验和生活回归，追求课程的综合化。欧美诸国纷纷倡导“主题探究”活动与“设计学习”活动，日本在新课程体系中专设“综合学习时间”，我国台湾省则把“综合活动”作为新课程七大学习领域之

一。国内已有研究，如：《综合实践活动课程的设计、整合及实施策略》；《校本特色的综合实践活动课程开发与研究》等。由此上看来，如何形成高效低耗课程开发、实施、管理模式是实施综合实践活动课程的关键，因此综合实践活动与地方课程、校本课程优化、整合是对正确实施综合实践活动课程具有重要的意义。

一、在课题研究准备阶段（2006、12-2007、2）,我们做了以下几个方面的工作：

1、制定《综合实践活动与地方课程、校本课程优化、整合实施的策略研究》（下称方案）。 2、组织参与《方案》实施教

师的培训。 3、成果形式: 《综合实践活动与地方课程、校本课程优化、整合实施的策略研究方案》文本。

课题实验初期，校领导就综合课题进行了专门的会议，对实施课题的教师进行了培训，尤其是强调高级教师的作用，同时对实验中所需的资金、人员配备方面都给予了大力支持。为了更好地了解学生三课优化和整合的适应能力及需要，我们对学校4—6年级420名学生进行了调查，调查发现我们学生课外收集资料的匮乏，同时调查显示教师对三课优化、整合的教学方法还非常不尽人意，这就更坚定了教师们实施课题的必要性。在调查中我们掌握了最基本的最真实的第一手材料，这为我们今后实施课题研究提供了依据。根据现状和学校、学生的特点我们制定了比较完善的实施计划，同时加紧了对综合实践教师的培训，为营造三课优化、整合的气氛打下基础。

二、在课题实施阶段（2007、3-2010、7），我们主要做了以下几方面的工作：

（一）、阶段一（2007、3-2008、3）1、实施方案。2课题组对方案实施过程进行跟踪指导。 3、组织教师开展经验交流，征求教师对方案的意见和建议。

实施中学校加大力度对综合实践课题加大监管力度。

（1）、保证课时量。我校综合实践活课时安排是弹性课时制，即每周3课时的综合实践活动时间根据需要灵活安排，做到

集中使用与分散使用相结合。力图把实践活动课，放在每周的周末，由学生个人或者以小组为单位，进行自由活动。

（2）、加大教师的培训力度。在20xx年10月我校的王晖芳老师、寥雪琴老师到新疆阿勒泰参加了学习培训取得了很多经验，回校后积极组织课题组成员进行交流，把学到的先进经验及时传达到每一位教师身上。课题组每学期还开展形式、内容不一的集体备课、个人讲课、说课活动。例如：在20xx年7月，我校教师刘丽云讲了一节<<香烟的危害>>一课，学校组织全体课题组成员对这堂课进行了全程点评，尤其对授课中的创新行为给予了肯定，但对学生中存在的操作程序不规范等问题一一做了分析，这样教师在实践活动中通过交流提高了教师今后在实践中的操作能力。 在本阶段中结合我校特色把校本课程（民族团结）和地方课程放为综合实践活动的重之之中，挖掘出各民族的优秀文化，运用具有民族特色的教材和课程，把热爱民族的优秀传统文化教育贯穿在实践中，对学生进行有关继承和发扬民族优秀文化遗产的教育，以文化陶冶心灵，以文明塑造人格。学校要求每位教师可根据民族团结的校本课程，针对班内学生的兴趣爱好，制定课程目标、内容、授课计划和实施方案。校本课程与综合实践、地方课程的整合为教师提出了一个极富挑战性的问题，多少年来教师上课都是安教科书教的，自己能开课，能开发吗?实践证明：教

师群体中蕴藏着巨大创造力，人人参与课程改革，全校教师提交的方案份，具有很大的实用价值。

为了保证三课整合学习方法的指导。在课题实施中我们还一再强调要让老师时刻把培养学生能力放在首位，在综合教学中运用多种教学手段传授给学生生活的技巧，给学生提供和所学知识相沟通的资料，并督促学生做好学习笔记，以此来激发学生的实践积极性。

巧用多媒体等各种教学手段，优化课堂教学。1、利用电教媒体“声、色、画、乐”于一体，有利于教师创设特色的教学情景，激发学生的学习兴趣，唤起学生强烈的求知欲望，从而使学习成为一种轻松愉快、主动探索的过程。2、网络中隐藏着丰富的资源，包括大量的知识信息、各种素材、各种应用软件等。指导学生在网络中“探险寻宝”，以扩充教学的知识量和信息量，使学生在获取、分析、加工、应用信息的过程进行个性化学习。

（二）、阶段二（2008、3——2009、3）1、实施方案。课题组对方案实施过程进行跟踪指导。 2、组织教师开展第二次经验交流。3、征求教师对方案的意见和建议。

在本阶段中仍结合我校特色开展优化、整合工作，在原有的基础上我们利用课堂教学、班队会、外出实践活动完成实践活动，达到对学生进行爱祖国、爱家乡、爱民族传统优秀文化的教育。

如：六年级在20xx年4月至6月间实践了《爱我家乡——塔城》，三年级在20xx年2月实践的《参观红楼》

在本阶段，我校认为三课的结合对学生来说任务量大，因此为了减轻学生的负担，在原有的综合实践活动学习的方法上我们又强调了建立小组学习，合作学习的重要性，提高了综合实践的有效性。通过组织和指导多种形式的讨论（如同桌讨论、分组讨论、全班讨论），让学生各抒己见，相互交流，互相补充，加深对问题的理解。有利于拓宽学生的思路，训练其发散发思维和逻辑思考及组织归纳运用语言的能力。在课堂教学中运用小组讨论，共享资料，最后问题的汇总，这样提问对象的面就拓宽了，既培养了他们的合作精神，可让更多人分享成功，大大提高了课堂效率。

（三）、阶段三（2009、3——2010、7）1、实施方案。课题组对方案实施过程进行跟踪指导。 2、组织教师开展第二次经验交流。3、征求教师对方案的意见和建议。

在本此阶段中我们又将评价体系放入了综合实践实施中。提倡教师的评价语言要丰富，切合实际，评价方式要多样，要运用以激励为主的评价方式。教师在评价学生时要注意应人而异，体现个性化。当然，适当委婉的批评、引导也是必要的，那会让学生明辨是非，更快地朝着积极的方向发展。如：在督促学生做好实践笔记的同时，教师定期对学生的笔记进行点评。

三、成果形式：研究报告、教学案例、活动剪影、学生作品、教师成果资料。

四、课题研究所取得的成果

1.提高了教师的业务水平，促进教师更新观念，提高了教学效率，提高使用新课改的教研水平。

通过课题研究，促进教师形成新的人才观和教学观，掌握运用信息技术与研究性课程的整合理念和方法，从而真正成为新课改的实施、推动者和创造者。经过“综合实践活动与地方课程、校本课程优化、整合实施的策略研究”，对全组教师的教育观念和教学方法的改变是一个很大的触动，通过这段时间的研究，每位老师都有不小的收获，具备了初步的探究问题的能力。同时也优化了课堂教学组织，提高了教学效率，促进了学生设计、教学总结等。我们定期写教学计划、教学反思、教学案例、课堂教学设计、教学总结等，受益匪浅。

从探究能力方面来说，我们是小课题领域的初学者，对于怎样提出问题、分析问题、解决问题都还存在一定的盲区，是在摸索中前行。总认为教育科研是少数几个专家的事，和我们教师没什么关系，其实我们不能只沿路于当教书匠，而要努力当一个优秀教师。想要当一个好教师就一定要搞科研，一个教师在教学活动中要把教学过程当作一个创造的过程支研究、去探究，研究教材、研究学生、研究教法、研究学法。教学研究是一个可以大有

作为的天地，只要舍得花时间用力气，总会有一定的收获。进行教学研究是提高我们自身的有效途径。

2、提高学校的教育 、科教研水平。

通过课题研究，让参与研究的教师在教育教学实践中成为研究性学习的有力推动者，并带动与其他学科的整合研究，形成本校开发特色和创新，从整体上提高教师的语文素养，以及全体学生的综合素养，共同促进了我校综合实践教学的健康发展，为我们今后更好地进行教育体制改革开辟了道路。

3、提高了教学效率，培养学生实践能力。

三课的优化、整合提高了课堂教学效率，课堂的有效性则要求我们遵循教学规律，用最经济的时间、精力和物力，以取得良好的教学效果。 三课的优化、整合也使学生拓宽了实践活动教育的渠道，使学生在自然、社会的广阔天地中逐渐培养创新精神和实践能力 活动是学生生活的一部分，三课的优化、整合使学生尽快地从“我”的世界跨入了一个更广阔的周围世界，以吸收社会各种信息，拓展想象和思维的空间。学生享有了课程的选择权、自主权，大大提高了学生学习的积极性。活动一学生自主活动，提倡自主学习，让学生自己正真的动起来，开动各种感官、开动大脑，是思维活起来。

经过一年的实践学生们能自主运用研究手段，独立解决某些问题，从而真正培养学生自主探究性学习能力。在学习中学会和同伴沟通的技巧，同时在课题实施阶段能配眼学生综合运用知识的能力，当与他人的意见发生分歧时能学会共同分析，共同探讨的能力。从学生的记录不难看出，不但增进了孩子们与学校、社会的密切联系，还培养了学生的社会责任感，。

这里有个鲜明的例子，通过比照我们就会发现在这个课题研究的过程中，学生真的受益匪浅。例如：在六年级的《我心目的新疆》材料不难发现，大大提高了学生的创新精神和实践能力，从而带动了学生的整体素质的发展。

五、本阶段总结的经验

阶段性总结制度：为了不断地在活动中反思提高，我还建立了阶段性总结制度。具体包括：阶段性案例：活动进行一个阶段后，我组根据活动情况及时撰写活动案例，记录活动中的收获、活动中出现的新情况、今后的改进措施等，对这一阶段的活动情况进行全面的总结。 阶段性反思：不断反思才能不断提高。我组要根据每一阶段的活动情况，对照新的教育理念和活动中的实际情况，经常进行反思，并形成书面报告。及时进行总结与推广。

六、本阶段取得的成绩：

在本阶段课题组教师积极开展不同形式的综合实践活动，尤其调动其他各课教研组参加，使学生的实践活动更加丰富多彩，

同时号召学生投入社会并对现实生活中存在的问题进行调查、分析，从而了培养学生们的社会责任感。例如：

七、课题存在的问题：

在历时一年的教学实验中，我们也和其他子弟学校一样一路摸索，一路实践，虽然在实践的道路上我们也取得了许多的成绩，摸索出来了许多值得推荐的教学技能，但是也就是在实践中我们还发现了一些问题，需要在以后的教学中逐一加以改进，例如在教学中，孩子兴趣的保持上这一问题也是老师至今无法合理解决的一个问题。有的孩子在学到了自己感兴趣的问题上愿意去探索，反之学到其他时兴趣就不会很高涨了。其次、有的孩子在科学方面了解的比较多，而有的同学在其他方面了解的比较多，因此教师在辅导设计上也比较难达到协调。最后，大部分老师都认为在教学中研究课题是最好的，“真理来自于实践”但是老师尤其是小学综合实践教师还有语文或数学教学任务，这就使教师真正静下心来进行研究的时间太少了，这无疑是教学工作的一个缺陷，如何做到两全其美又是老师们困惑的一个问题。

总之，教师是教育的开拓者我们还需要不断地去解决教学中存在的种种问题，相信在今后的教学路上孩子们会在老师创设的教学空间中卓越成长，而我校的教育事业也会在教师们的勤奋努力下走入更辉煌的未来。