芬顿法处理工艺及其影响因素修订稿
Fenton处理效率的影响因素
Fenton处理效率的影响因素编辑pH值因为Fe 在溶液中的存在形式受制于溶液的pH值，所以Fenton试剂只在酸性条件下发生作用，在中性和碱性环境中，Fe不能催化H202产生·OH。
研究者普遍认为，当pH值在2～4范围内时，氧化废水处理效果较好，最佳效果出现在pH=3时。
Lin和Peng [10]在采用Fenton试剂处理纺织废水时发现，当pH值增加并超过3时，废水中的COD迅速升高，从而得到最优点pH=3。
在该条件下，COD的去除率达到80%。
Casero将Fenton 试剂运用于芳香胺废水处理时发现，O-联茴香胺转化成开环有机物的过程与起始pH值无关。
反应完全后，废水的pH值比起始pH值有所下降，原因可能是Fenton反应产物Fe水解使pH值下降。
同时，Fenton试剂在较宽的pH值范围都能降解有机物，这就避免了对废水的缓冲。
试剂配比在Fenton反应中，Fe起到催化剂的作用，是催化H202产生自由基的必要条件。
在无Fe条件下，H202难于分解产生自由基。
当Fe浓度很低时，反应(1)速度很慢，自由基的产生量小，产生速度慢，整个过程受到限制。
当Fe浓度过高时，会将H202还原且被氧化成Fe，造成色度增加。
J.Yoon研究了不同[Fe]/[ H202 ] 比值对反应的影响。
在[ Fe]/[ H202] = 2 环境中，当有机物不存在时，Fe在几秒内消耗完。
有机物存在时，Fe的消耗大大受到限制。
但不管有机物存在与否，H202都在反应开始的几秒内被完全消耗。
这表明，在高[ Fe]/[ H202 ]比值条件下，消耗H202产生·OH自由基的过程在几秒内进行完毕。
在[ Fe2+ ]/[ H202 ] = 1环境中，当有机物不存在时，H202的消耗在反应刚开始时消耗迅速，随后消耗速度缓慢。
有机物存在时，H202的消耗在反应刚开始时非常迅速，随后完全停止。
但不管有机物存在与否，Fe 在反应刚开始后不久就被完全消耗。
电芬顿法的影响因素参考资料
电芬顿法的影响因素1)电解电压的影响外加电压是电芬顿反应的驱动力，增大外加电压，有机物的去除率相应增加。
但是当外加电压超过一定值时，将有大量的电能消耗于副反应。
所以外加电压不宜过高，一般取5～25V为宜。
2)溶液阻抗(导电能力)的影响由于有机废水溶液的导电能力较差，因此，在使电解槽工作时最好添加适当的支持电解质。
虽然可以找到许多可溶性的无机盐作为电解质，但氯化物和硝酸盐在电解时，将在阳极上生成有刺激性气味的氯气或各种有毒有害的氮化物气体，因而不宜采用。
在各种无机溶液中，KOH溶液的比电导较大。
但是，在该电解槽内将进行的是02还原生成H2O2的反应，所以反应必须在酸性或中性溶液中进行，因此一般选用Na2SO4溶液作为支持电解质。
虽然Na2SO4溶液的比电阻要比KOH溶液大许多，但是随着浓度的提高，Na2SO4溶液的导电能力迅速增大，同时，因为它不参加电解反应，故可以始终保持溶液导电性的稳定。
3)溶液pH值的影响溶液的酸碱性(pH值)对氧的阴极还原反应有很大的影响。
在碱性溶液中氧将发生四电子还原反应：02+2H20+4e=40H；在酸性溶液中，氧才发生二电子还原反应生成过氧化氢：02+2H++2e=H22；所以溶液的酸碱性决定着过氧化氢生成的电流效率，进而影响着随后生成羟基自由基和有机物的降解反应。
溶液pH大于4时，Fe2+易被氧化形成Fe(0H)2沉淀，芬顿反应不能顺利进行，所以初始溶液pH一般不应大于3.5。
4)电流密度的影响从理论上说，单位面积内通过电流量的增大是有限制的，因为电解槽内电极的面积是一定的，因此通过的电流增大时，电极的极化增大，随之发生的是阴、阳极上的副反应，如当阳极电流密度增大时，除了铁的溶解外，将伴随着氧气的析出，阴极电流密度增大时将伴随着氢气的析出：2H20一4e=02+4H+2H20+2e=H2+20H一在阴极随着氢气的析出，溶液的pH值上升，这一结果显然对生成过氧化氢及其随后的生成羟基自由基的反应是不利的。
芬顿工艺的影响因素及应用！
芬顿工艺的影响因素及应用！一般情况下水处理需要经过厌氧、好氧以及絮凝三个环节。
多年来，我国的污水处理都是使用传统的工艺进行。
近年来，随着国家污水排放标准的提高，对废水处理的要求和力度逐渐提高，于是很多企业就会采用深度处理的工艺对废水进行处理，如臭氧处理、膜处理等，目前市场上最为认可的是利用芬顿工艺进行废水处理。
本文就芬顿工艺在工业废水处理中的应用进行分析和研究。
利用芬顿工艺对工业废水进行处理，能够在极短的时间内将工业废水中的有机物进行氧化分解，氧化率比较高，不会出现二次污染。
并且这种工艺的基建投资比较少，运用过程中不需要花费大量的费用，操作工艺比较简单。
芬顿工艺在近年来的工业废水处理中被广泛的应用，取得了良好的效果。
一、影响芬顿反应的因素1、温度因素在芬顿反应中，温度是影响其效果的重要因素，温度不断升高，芬顿反应的速度会逐渐加快，随着温度的提高，OH的生成速度会提高，能够促进OH与有机物发生反应，使氧化效果得到提升，提高CODCr 的去除率。
温度的升高也会使H2O2的分解速度加快，分解成O2与H2O，这对于OH的生成是不利的[1]。
不同类型的工业废水中，芬顿反应的最合适温度也是不同的，2、pH值通常情况下，在酸性环境下，芬顿试剂才会发生反应，pH的提高会使OH得出现受到限制，并且会出现氢氧化铁沉淀，催化能力丧失。
如果溶液中有浓度较高的H+，Fe3+不能被还原为Fe2+，催化反应就会受到阻碍[2]。
有研究结果表明在酸性环境下，尤其是pH在3-5之间时，芬顿试剂有很强的氧化能力，这时有机物的降解速度比较快，能够在几分钟内降解。
同时有机物的反应速率与Fe2+以及过氧化氢的初始浓度成正比例关系。
在工业处理中使用芬顿工艺，需要将废水的pH调到3.5左右为最佳。
3、有机物对于不同类型的工业废水，芬顿试剂的使用量以及氧化效果是存在差异的，主要是由于不同类型的工业废水中，存在着不同类型的有机物。
对于糖类等碳水化合物，由于受到羟基自由基的作用，分子会出现脱氢反应，C-C键断链;对于具有水溶性的高分子和乙烯化合物，羟基自由基会使C=C键断裂。
芬顿法(Fenton)处理难降解污水原理及案例分析
芬顿法（Fenton）处理难降解污水原理及案例分析芬顿的实质是二价铁离子和双氧水之间的链反应催化生成羟基自由基。
羟基自由基具有较强的氧化能力，其氧化电位仅次于氟，高达2.80V。
另外, 羟基自由基具有很高的电负性或亲电性，其电子亲和能高达569.3kJ，具有很强的加成反应特性，因而Fenton试剂可无选择氧化水中的大多数有机物，特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以凑效的有机废水的氧化处理。
一、氧化机理由于在催化剂的存在下，能高效率地分解生成具有强氧化能力和高电负性或亲电子性(电子亲和能力569.3KJ的羟基自由基，可以氧化降解水体中的有机污染物，使其最终矿化为，及无机盐类等小分子物质。
据计算在pH=3的溶液中，的氧化电位高达2.73 V，其氧化能力在溶液中仅次于氢氟酸。
因此，芬顿试剂对绝大部分的有机物都可以氧化降解。
Fenton试剂具有很强的氧化性，而且其氧化性没有选择性，能适应各种废水的处理。
二、Fenton工艺具有如下特点：2.1 氧化能力强羟基自由基的氧化还原电位为2.8V，仅次于氟（2.87V），这意味着其氧化能力远远超过普通的化学氧化剂，能够氧化绝大多数有机物，而且可以引发后面的链反应，使反应能够顺利进行。
2.2 氧化速率快过氧化氢分解成羟基自由基的速度很快，氧化速率也较高。
羟基自由基与不同有机物的反应速率常数相差很小，反应异常迅速。
另一方面也表明羟基自由基对有机物氧化的选择性很小，一般的有机物都可氧化。
2.3 适用范围广羟基自由基具有很高的电负性或亲电性。
很容易进攻高电子云密度点，这决定了Fenton试剂在处理含硝基、磺酸基、氯基等电子密度高的有机物的氧化方面具有独特优势。
而这些物质的B/C的值小，生物化学方法很难将其降解，一般化学氧化法也难以凑效。
因此Fenton试剂弥补了这个方面的不足，具有很大的潜力。
对废水中干扰物质的承受能力较强，既可以单独使用，也可以与其他工艺联合使用，以降低成本，提高处理效果。
Fenton及改进Fenton氧化法在难降解废水处理中的应用
Fenton及改进Fenton氧化法在难降解废水处理中的应用Fenton氧化法是处理各种难降解有机物应用最多的一种高级氧化技术，其可有效处理酚类、农药、印染、焦化及垃圾渗滤液等难降解废水。
由于Fenton氧化过程的复杂性和反应体系的多样性，加之该法具有操作简单、反应速度快、反应物易得、设备简单、费用便宜、可产生絮凝、对环境友好等特点，Fenton氧化法的研究始终是难降解废水处理中的研究热点之一。
笔者对普通Fenton氧化及改进的Fenton氧化技术在废水处理中的应用研究进行了总结，希望有助于废水处理企业节约成本，提高效率。
1 普通Fenton氧化法在难降解废水处理中的应用1.1 处理酚类废水酚类物质广泛存在于多种工业废水中，特别是含氯酚、硝基酚类物质的废水，生物降解性差，有的对微生物还有毒害作用。
在处理该废水时，一般采用化学氧化法先对酚类废水进行预处理，以起到提高废水的可生化性和降低其毒性的作用，然后再用生物法进行处理。
采用Fenton氧化对含酚类物质的废水进行处理研究，结果表明：在pH为4，H2O2投加量为25mg/L，Fe2+ 投加量为4mg/L，时间为1h，温度为室温时，苯酚去除率可达到较高水平，COD的降解也取得了明显的效果。
采用Fenton试剂对酚类物质模拟水样进行处理研究，当H2O2浓度为4mmol/L、FeSO4浓度为0.5mmol/L，pH为3，室温反应40min，Fenton试剂对7种酚类物质进行处理，去除率均在98%以上。
1.2 处理印染废水印染废水具有成分复杂、水质水量变化大、难降解有机物质含量高、色度大等特点。
印染废水中含有染料、浆料、助剂、无机盐、酸碱及杂质等，其中染料中的硝基、胺基等化合物，以及铜、铬、锌等重金属，具有较大的生物毒性，属难处理的一类工业废水。
采用Fenton氧化法对活性皂青印染废水进行降解处理，表明在FeSO4/H2O2摩尔比为2∶3，废水pH值为5.0，反应温度为40℃时，印染废水色度去除率可达到99.9％，COD去除率可达到89.4％。
芬顿高级氧化工艺缺点及问题详解
芬顿高级氧化工艺缺点及问题详解水处理工艺最少要３个环节，如厌氧－好氧－絮凝。
多年以为我国的污水处理采用传统工艺进行污水处理，随着近年来国家逐渐提高污水排放标准，处理力度越来越大。
传统工艺只要药剂质量不好就难以稳定达标。
在这个时候，许多企业就会采用深度处理工艺进行废水处理以适应新的废水排放标准，比如臭氧处理，芬顿处理(硫酸亚铁+双氧水），膜处理，电吸咐等等。
目前应用最为广泛，市场最为认可的便是芬顿法(硫酸亚铁+双氧水）处理废水。
芬顿处理缺点与问题采用芬顿深度处理工艺的特点是需要有条件，要求前面处理效果比较好，污染物溶度比较低等。
芬顿法处理的主要药剂是硫酸亚铁，双氧水，酸，碱（方法是反应后回调PH值）。
芬顿存在不少问题，主要如下：1.芬顿处理劳动强度大。
双氧水操作难度大，硫酸亚铁投加必须是固体，且硫酸亚铁含铁20%左右，相对于聚铁的11%含铁，大大增加了污泥处理强度。
2.芬顿处理的成本高，污泥多。
如双氧水的药剂成本高也是一方面，并且现在大多数企业所计算的成本往往还不包括污泥增加（硫酸亚铁的投加带来的大量污泥），设备折旧，维修费用等.3.芬顿处理容易返色。
（如双氧水与硫酸亚铁的投加量与投加比例控制不好，或三价铁不沉淀容易导致废水呈现出微黄色或黄褐色。
)4.比较难控制。
因为双氧水与硫酸亚铁的最佳比例需要进行正交实验才可以得出，并且受到反应PH值、反映时间长短、搅拌混合程度的影响，所以比例很难控制。
5.芬顿处理腐蚀性大，连水泥池都被腐蚀掉。
双氧水强氧化性，其氧化性仅次于氟气（F2），如果防护不好对人体都有一定程度的腐蚀，硫酸亚铁也具有一定的腐蚀性。
6.芬顿的处理效果也不是像文献说的那么好。
部份文献说可以把COD处理到0mg/L，实际上通过众多客户的验证很难以处理到50mg/L，根本达不到新的排放标准。
芬顿反应各类处理技术
氧化铝、分子筛都具有良好的吸附性和离子交换性，是常见的催化剂载体，通过离子交换作用可以将铁离子替换而固在分子表面催化分解Fe/H2O2，是一类新型催化材料，相关研究报道也取得了较好的效果
2、非均相Fenton技术
非均相Fenton反应是将铁离子固定在一定载体上的一类反应体系，在对废水进行处理时，首先将有机分子吸附到催化剂表面，在铁离子和H2O2的作用下发生分解反应，降解后的产物脱附返回到溶液中。非均相Fenton反应及包流量均相Fenton法的优点，又放宽了对溶液PH的要求，扩大了可处理废水的范围，还避免了铁离子可能造成的二次污染问题。
SAIER是一种强酸性离子交换树脂，与Nafion性质类似但价格较便宜。研究表明该离子交换树脂完全可以替代Nafion膜作为载体，但是树脂能否经受住·OH的氧化腐蚀，是悬着和使用树脂是必须注意的问题。
此外一些高分子有机化合物如：海藻酸钠、胶原纤维得过也可以作为固定载体，相关研究报道均取得了类似较好的处理效果，但高分子载体在活性自由基下的化学稳定性还值得进一步探讨。
随着对Fenton法的进一步研究，人们把草酸盐引入UV/Fenton体系中，并发现草酸盐的加入可有效提高体系对紫外线和可见光的利用效果，原因在于Fe3+与C2O32-可产生3种稳定的具有光化学活性草酸铁络合物。研究表明该系统在一定程度上提高了对太阳能的利用率、节约了H2O2的用量、加快了反应速度并可用于处理高浓度有机废水。但仍然存在自动产生H2O2机制不完善、对可见光利用率低且穿透力不强等缺点。
（2）电-Fenton法
电-Fenton法的实质是把电化学产生Fe2+和H2O2作为Fenton试剂的持续来源，由于H2O2的成本远高于Fe2+，所以自动产生H2O2的机制引入Fenton体系更具有实际应用意义。
芬顿反应方程式及影响因素
芬顿
一、反应机理
H2O2 +Fe 2+→Fe 3+ + HO - + HO·(1)
RH+HO·→R·+H2O (2)
R·+Fe3+→Fe2+ + 产物(3)
H2O 2 + HO·→HO2·+H2O (4)
Fe2+ + HO·→Fe3+ + HO - (5)
Fe 3+ +H2O2→Fe 2+ +H + + HO2·(6)
Fe 3+ + HO2·→Fe2+ +H+ + O2 (7)
三、实验影响因素
芬顿试剂的影响因素有：pH值、H2O2投加量、Fe2+投加量、反应时间和反应温度。
（1）H2O2投加量：H2O2的浓度较低时，H2O2的浓度增加导致羟基量的增加；H2O2的浓度过高时，过量的H2O2不但不能通过分解产生更多的自由基，反而在反应的一开始就把Fe2+迅速氧化成Fe3+，使氧化在Fe3+的催化下进行，这样就既消耗了H2O2又抑制羟基的产生。
（2）Fe2+投加量：Fe2+浓度过低，反应速度极慢；Fe2+过量，它还原H2O2且自身氧化为Fe3+，消耗药剂的同时增加出水色度。
（3）pH值：芬顿试剂是在酸性条件下发生作用的，在中性和碱性的环境中Fe2+不能催化氧化H2O2产生OH-，pH值在3~4附近时去除率最大。
（4）反应时间，反应温度：根据反应动力学原理，随着温度的增加，反应速度加快。
但是对于芬顿试剂这样复杂的反应体系，温度升高，不仅加速正反应的进行，也加速副反应。
因此，温度对于芬顿试剂处理废水的影响复杂，适当的温度可以激活羟基自由基，温度过高会使双氧水分解成水和氧气。
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芬顿法处理工艺及其影
响因素
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芬顿法处理工艺及其影响因素
1 处理工艺
芬顿氧化法概述
芬顿法的实质是二价铁离子(Fe2+)、和双氧水之间的链反应催化生成羟基自由基，具有较强的氧化能力，其氧化电位仅次于氟，高达。
无机化学反应过程
是，过氧化氢(H
2O
2
)与二价铁离子(Fe2+)的混合溶液将很多已知的有机化合物如
羧酸、醇、酯类氧化为无机态。
另外, 羟基自由基具有很高的电负性或亲电性，其电子亲和能高达具有很强的加成反应特性，因而 Fenton反应具有去除难降解有机污染物的高能力，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用。
氧化机理
芬顿氧化法是在酸性条件下，H
2O
2
在Fe2+存在下生成强氧化能力的羟基自由
基(·OH)，并引发更多的其他活性氧，以实现对有机物的降解,其氧化过程为链式反应。
其中以·OH产生为链的开始，而其他活性氧和反应中间体构成了链的节点，各活性氧被消耗，反应链终止。
其反应机理较为复杂,这些活性氧仅供有
机分子并使其矿化为CO
2和H
2
O等无机物。
从而使Fenton氧化法成为重要的高
级氧化技术之一。
当芬顿发现芬顿试剂时，尚不清楚过氧化氢与二价铁离子反应到底生成了什么氧化剂具有如此强的氧化能力。
二十多年后，有人假设可能反应中产生了羟基自由基，否则，氧化性不会有如此强。
因此，以后人们采用了一个较广泛
引用的化学反应方程式来描述芬顿试剂中发生的化学反应： Fe2++ H
2O
2→
Fe3++OH-+ OH ①从上式可以看出，1mol的H
2O
2
与1mol的Fe2+反应后生成1mol
的Fe3+，同时伴随生成1mol的OH-外加1mol的羟基自由基。
正是羟基自由基的存在，使得芬顿试剂具有强的氧化能力。
据计算在pH = 4 的溶液中，OH自由基的氧化电势高达 V。
在自然界中，氧化能力在溶液中仅次于氟气。
因此，持久性有机物，特别是通常的试剂难以氧化的芳香类化合物及一些杂环类化合物，在芬顿试剂面前全部被无选择氧化降解掉。
1975 年,美国着名环境化学家Walling C 系统研究了芬顿试剂中各类自由基的种类及Fe 在Fenton 试剂中扮
演的角色，得出如下化学反应方程： H
2O
2
+ Fe2+→ Fe3+ + O
2
+ 2H +② O
2
+
Fe2+→ Fe3+ + O
2
③可以看出,芬顿试剂中除了产生1mol的OH自由基外,还伴
随着生成1mol的过氧自由基O
2
,但是过氧自由基的氧化电势只有 V左右，所以，在芬顿试剂中起主要氧化作用的是OH自由基。
Fenton系统工艺流程简述
在二沉池出水井用Fenton供料泵送至Fenton氧化塔，将废水中难以降解的污染物氧化降解，Fenton氧化塔出水自流至中和池，在中和池投加液碱，将废水中和至中性；中和池废水自流至脱气池中，通过鼓风搅拌，将废水中的少量气泡脱除；脱气池出水自流至混凝反应池中，在该池中投加絮凝剂PAM并进行充分反应，使废水中铁泥絮凝；混凝反应后的废水自流至终沉池，将其中的铁泥沉淀，上清液达标排放。
终沉池铁泥由污泥泵送至原污泥处理系统进行处理。
2 影响因素
温度
温度是芬顿反应的重要影响因素之一。
一般化学反应随着温度的升高会加快反应速度，芬顿反应也不例外，温度升高会加快·OH的生成速度，有助于·OH与有机物反应，提高氧化效果和COD的去除率；但是，对于芬顿试剂这样复杂的反应体系，温度升高，不仅加速正反应的进行，也加速副反应，温度
升高也会加速H
2O
2
的分解，分解为O
2
和H
2
O，不利于·OH的生成。
不同种类工
业废水的芬顿反应最佳温度，也存在一定差异。
处理聚丙烯酰胺水溶液处理时，最佳温度控制在30℃～50℃。
研究洗胶废水处理时发现最佳温度为85℃。
处理三氯（苯）酚时，当温度低于60℃时，温度有助于反应的进行，反之当高于60℃时，不利于反应。
一般来说，芬顿试剂是在酸性条件下发生反应的，在中性和碱性的环境中
Fe2+不能催化氧化H
2O
2
产生·OH，而且会产生氢氧化铁沉淀而失去催化能力。
当
溶液中的H+浓度过高，Fe3+不能顺利的被还原为Fe2+，催化反应受阻。
多项研究结果表明芬顿试剂在酸性条件下，特别是pH在3～5时氧化能力很强，此时的有机物降解速率最快，能够在短短几分钟内降解。
此时有机物的反应速率常数正比于Fe2+和过氧化氢的初始浓度。
因此，在工程上采用芬顿工艺时，建议将废水调节到=2～4，理论上在为时为最佳。
有机底物
针对不同种类的废水，芬顿试剂的投加量、氧化效果是不同的。
这是因为不同类型的废水，有机物的种类是不同的。
对于醇类（甘油）及糖类等碳水化合物，在羟基自由基作用下，分子发生脱氢反应，然后C-C键的断链；对于大分子的糖类，羟基自由基使糖分子链中的糖苷键发生断裂，降解生成小分子物质；对于水溶性的高分子及乙烯化合物，羟基自由基使得C=C键断裂；并且羟基自由基可以使得芳香族化合物的开环，形成脂肪类化合物，从而消除降低该种类废水的生物毒性，改善其可生化性；针对染料类，羟基自由基可以打开染料中官能团的不饱和键，使染料氧化分解，达到脱色和降低COD的目的。
用芬
顿试剂降解壳聚糖的实验表明当介质pH值3～5，聚糖、 H
2O
2
及催化剂的摩尔
比在240:12~24:1~2时，芬顿反应可以使壳聚糖分子链中的糖苷键发生断裂，从而生成小分子的产物。
过氧化氢与催化剂投加量
芬顿工艺在处理废水时需要判断药剂投加量及经济性。
H
2O
2
的投加量大，
废水COD的去除率会有所提高，但是当H
2O
2
投加量增加到一定程度后， COD的
去除率会慢慢下降。
因为在芬顿反应中H
2O
2
投加量增加，·OH的产量会增加，
则COD的去除率会升高，但是当H
2O
2
的浓度过高时，双氧水会发生分解，并不
产生羟基自由基。
催化剂的投加量也有与双氧水投加量相同的情况，一般情况下，增加Fe2+的用量，废水COD的去除率会增大，当Fe2+增加到一定程度后。
COD的去除率开始下降。
原因是因为当Fe2+浓度低时，随着Fe2+浓度升高，
H 2O
2
产生的·OH增加；当Fe2+的浓度过高时，也会导致H
2
O
2
发生无效分解，释
放出O
2。