科技与创新┃Science and Technology & Innovation
文章编号：2095－6835（2015）24－0014－02
2015年 第24期 类Fenton试剂氧化降解废水中有机污染物的研究进展
杨 旭
（武汉景弘环保科技股份有限公司，湖北 武汉 430000）
摘 要：简要分析了光Fenton、电Fenton和光电Fenton在处理废水中有机污染物时的降解机理、特点和效果，阐述了国内外处理有机物的现状及研究出的新型催化剂，并介绍了类Fenton氧化技术处理有机污染物的发展方向，以期为日后的相关工作提供参考。
关键词：光Fenton；电Fenton；光电Fenton；催化剂
中图分类号：X131.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.014
染料废水。结果表明，非均相电Fenton（Fe（2MoO4）3-kaolin-450）法的降解效果最好。
表1 电Fenton法对各种有机废水的处理效果
参考有机 电流强度催化剂Fe2+的量/ 废水初反应时
去除率/（%）
（m mol/L） 始pH值 间/min 文献污染物/mA
阴离子表面活性剂 200 0.3 3 180 100 ［5］（十二烷基苯磺酸钠）100（TOC的去
香豆酸300 0.3 3 360 ［6］除率为95%）
偶氮染料15（mA/cm2）0.3 3 50 95.9（脱色率）［7］双酚A25 6.9（mg/L） 4 20 100 ［8］近年来，由于Fenton法的氧化速率比较高，所以，受到了
国内外相关部门的高度关注。该方法主要是利用其产生的羟基自由基（·OH）的强氧化性实现对有机物质的氧化分解，并且延伸出了光Fenton和电Fenton两大类Fenton试剂氧化法。 1 光Fenton
Photo-Fenton法主要是利用可见光和紫外线光照提高有机物的降解速率，在一定程度上降低Fe2+造成的二次污染。普通的Photo-Fenton法对光的利用率并不高，能耗较大且成本较高，如果在其中加入一些催化材料，则有利于提高光的利用率。常见的
催化剂有零价金属类物质、半导体材料TiO2和矿物黏土类物质。
为了进一步扩大反应面积，减少反应时间和二次污染，使其在保持高降解率的同时还具有高回收率是十分必要的。目前，树脂、NaY分子筛和磁性材料等均已作为负载体被研究。此外，考虑到待处理的有机废水都需将pH值调至酸性后才能反应，
.com.cn. All Rights Reserved.所以，研究者在其中加入了具有光照响应的缓冲剂（草酸、柠
檬酸、丙二酸）自动调节pH值，而且有机酸会在废水中和固体催化剂表面与Fe3+发生反应，形成有机酸铁络合物。它不仅能降低水中可溶态铁的含量，减少铁离子造成的二次污染，还可以生产高活性的·OH进一步氧化、分解有机物。此外，有机酸还能与溶解氧反应生成H2O2。
Liu SH等将制成的磁性复合氧化物石墨烯-铁酸镍（GO-NiFe2O4）作为降解染料的催化剂。试验结果表明，当染料MB、罗丹明B和MG的质量浓度为20 mg/L时，在其中加
并在可见光照射入1.0 g的GO-NiFe2O4和1.0 m mol/L的草酸，
下反应10 h后，它们的降解率均可达96%左右。催化剂重复利用8次后，MB的降解率依然可以达到90%以上。由此可见，在采用Photo-Fenton技术催化降解的研究中，不断涌现出了一些新型的催化材料。它们不仅能提高光的利用率，展现出高降解率，还能回收重复利用，节约材料成本。另外，在其中加入缓冲剂后还能自动调节废水的酸碱性，处理中性环境中的废水。 2 电Fenton
电Fenton法的实质是将用电化学法产生的Fe2+和H2O2作为Fenton试剂的持续来源，两者反应生成·OH 和 Fe3+。具有强氧化性和无选择性的·OH可以破坏有机物的分子结构，使之生成小分子中间体或者完全矿化生成CO2和H2O降解有机污染物。同时，Fe3+能在阴极被还原成Fe2+，使氧化反应循环进行。电Fenton法对各种有机废水的处理效果如表1所示。
、目前，常见的电Fenton法分为阴极电芬顿法（EF-H2O2法）
牺牲阳极法（EF-FeOX法）、EF-H2O2-FeOX法和EF-Fere法。前两种方法的电流效率低、能耗大、成本高，而EF-H2O2-FeOX法则是前2种方法的结合，虽然它能降低运行成本，但是，降解速率也会降低。EF-Fere法的反应条件有一定的局限性，pH值必须小于2.5.鉴于其不足，研究者在其中加入了一种能提高电流效率的催化剂。
何文妍等分别采用均相EF-FeOX法、均相EF-Fere法和非均相电Fenton（Fe2（MoO4）3-kaolin-450）法降解甲基橙偶氮
3 光电-Fenton
为了进一步提高降解速率，研究者在电Fenton法中引入了光催化降解技术，形成光电芬顿耦合技术。该技术结合了电化学氧化降解有机物因素多和光芬顿技术中光催化提高H2O2利用率的优点，实现了2种技术的优势互补，让它们协同作用，对废水中的污染物进行几乎无选择的降解。N·Djafarzadeh等采用光电-fenton法在可见光照下用碳纸作为阴极材料降解活性红195。试验结果表明，活性红195的初始质量浓度为20 mg/L，催化剂草酸钾的物质的量浓度为0.6 mmol/L，Fe3+的初始物质的量浓度为0.3 mmol/L时，反应120 min后，脱色率可达93%以上。同时，质量浓度为50 mg/L的活性红195反应9 h后，96.2%的有机物质被矿化。 4 展望
在利用类Fenton技术催化、降解废水有机污染物的研究中，已经出现了一些新型结构的材料。这些材料基本上就是提供催化活性的载体，其降解有机污染物的效果明显高于普通单独的催化剂，并且具有较高的回收利用率。光Fenton技术与电Fenton技术的联用也受到了相关部门的重视。但是，这些新型材料目前还处于研究阶段，应用性价比不高，所以，继续研究出廉价且高效的催化剂和载体以提高降解效率是其今后发展的方向。另外，光电Fenton在国内外也处于初步研究阶段，可以在进一步认清其反应机理和协同作用的基础上，研究一种可以同时提高光和电利用率的催化剂，最大限度地利用光和电。 参考文献
［1］J.M. Monteagudo，A.Durán，M.Aguirre，et al.Optimization
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2015年 第24期Science and Technology & Innovation┃科技与创新
文章编号：2095－6835（2015）24－0015－02
普通CA6140车床的经济型数控化改造设计
张树杰
（长江师范学院机械与电气工程学院，重庆 408000）
摘 要：随着加工企业的增多，机床数量也在增加。但多数机床的质量较差，基本上依靠手动操作，无法很好地适应市场的需求。针对这种特殊情况，要想在投资较少的情况下提升产品的质量和生产效率，就必须将普通机床改造成经济型数控化车床。这样可有效提升产品质量和生产效率，进一步提高加工企业的生产能力，从而增强其竞争力。以普通CA6410车床为例，对数控技术在其数控化改造中的应用进行了研究和探索。 关键词：冲压工艺；冲压模具设计；装配图；车床
中图分类号：TG519.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.015
固定的，但要得到任意脉冲当量值时，需要在步进电机与滚珠丝杆之间增设一台减速装置，并专门开展对减速箱体的设计。经过对纵向和横向输入轴的计算得知，减速器箱体的纵向和横向可共用一台减速装置。应注意减速器箱体的尺寸等，下箱和上箱壁度的设计为关键环节，齿轮的精度要达到一定的标准。此外，减速器的设计还要满足高效率、低噪声的要求。 2.3 轴承的选择
在上述减速器箱体设计中，减速器的输入、输出端对轴承的选择有很大的影响，而本次设计最终选择了深沟球轴承。 2.4 滚珠丝杠用轴承的选型
对于滚珠丝杠用轴承而言，可选择的型号众多，但必须根据其功能需求选择。大部分滚动轴承失效是因疲劳点蚀引起的，进而导致轴承寿命大大缩短。因此，要选择耐用、寿命较长的轴承。由于最高性能的滚珠丝杠用轴承与最低性能的滚珠丝杠用轴承的差别非常大，所以，需要谨慎、细心地选择轴承。此外，可靠度也是轴承选择中的重要参考因素。 3 选择纵向和横向步进电机
选择纵向和横向步进电机时，要完成纵向和横向进给系统的设计和计算、步进电机的型号选择，从而使需要被改造的系统能与其他系统协调一致。 3.1 纵向进给系统
对于纵向进给系统的改造，要从性能等综合因素方面考虑。在经济型数控机床的改造中，会改造步进电机。步进电机减速后驱动丝杆，步进电机的摆放位置可根据具体情况选定，一般放置在丝杆两端的任意一侧。
目前，制造行业发展迅猛，制造企业生存难度越来越大。制造企业要想生存和发展，就必须降低价格、提高品质、提高生产效率。只有这样，才能在激烈的市场竞争中占据一席之地。多数加工企业的生产周期长、产品生产成本高。只有提高企业制造设备的数控化水平，才能有效解决这个问题。但国内的制造企业往往存在资金不足的问题，加之替换下来的机床多数处于闲置状态，进而造成资源利用不足。因此，普通机床的数控化改造已成为企业提高车床数控化率最有效的方式。 1 数控系统的选择
在本设计中，选择了步进电机拖动的开环系统。异步电动机和电流电动机的选择非常重要，光栅尺与数控系统的联接也
.com.cn. All Rights Reserved.非常重要。针对交、直流电机，应选择编码器反馈的半闭环数
控系统。目前，加工企业可选择的数控系统较多，比如西门子公司、北京航天机床数控系统集团公司生产的数控系统。无论选择国外的数控系统，还是选择国内的数控系统，一定要重视车床的精度、功率和具体功能。 2 机械部分的改造 2.1 滚珠丝杠的选择
经过综合计算和对比后，在本次设计中选定了外循环型的滚珠丝杆。综合计算是指计算最大工作荷载，包括走刀抗力和其他相关的摩擦力，该计算是设计中的关键环节之一。纵向和横向滚珠丝杆的校验分为传动效率计算、丝杆刚度验算和压杆稳定性验算三步。此外，选择时还要参考最大工作负载能力。 2.2 减速器箱体的选择
参考其他设计文档资料后发现，机床改造的脉冲当量值是
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Levafix CA reactive azo-dyes in industrial wastewater of textile dyeing by electro-generated Fenton’s reagent［J］.Journal of Hazardous Materials，2010，1/3（175）：858-865.
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［6］Yuan S，Gou N，Alshawabkeh AN，et al.Efficient degradation of
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［7］宫本平，彭冠涵.Fenton氧化法在废水处理中的研究进展［J］.
辽宁化工，2012，10（41）：1104-1106.
〔编辑：白洁〕
Research Progresses in Oxidation of Organic Pollutants in Wastewater by Fenton-like Reagent
Yang Xu
Abstract: The mechanism, characteristics and effect of organic pollutants in wastewater treated with photo-Fenton, electro-Fenton and photoelectron-Fenton reagent are scientifically analyzed. The recent research status of Fenton-like reagent and the new catalyst are reviewed. And the development of organic pollutants treatment by Fenton-like reagent system is prospected. Key words: Photo-Fenton; Electro-Fenton; Photoelectron-Fenton; catalyst
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