Fenton 试剂与其他技术联合在废水处理中的应用
Fenton氧化法处理印染废水中光催化的应用拓展
Fenton氧化法处理印染废水中光催化的应用拓展Fenton氧化法是一种常用的印染废水处理技术，通过添加Fenton试剂（二价铁离子和过氧化氢）产生自由基反应，能够高效地氧化有机废水中的有机污染物。
1. 废水中存在的染料颜料等色度高、难以分解，导致氧化难度较大。
染料颜料在有机废水中是一种常见的污染物，由于其结构复杂并且色度较高，使得Fenton氧化法效果较差。
这是因为染料分子中存在若干稳定的共轭结构，使得氧化剂很难进入分子内部进行氧化反应。
2. 废水中常含有高浓度的盐类离子，抑制Fenton氧化反应进程。
印染废水中含有大量的盐类离子，如氯离子、硫酸盐等，这些离子易与Fenton试剂中的过氧化氢和二价铁离子发生反应，形成不活性络合物，从而阻碍了氧化反应的进行。
3. 废水中常含有大量的悬浮颗粒物，阻碍光照的传播。
印染废水中常存在大量的悬浮颗粒物，如颜料、纤维等，这些颗粒物会吸收或散射进入废水中的光线，阻碍光照的传播，使得光催化反应效果不理想。
1. 结合其他氧化剂进行协同处理。
可以选择适合的氧化剂，如臭氧、过硫酸盐等，与Fenton试剂共同使用，形成氧化剂协同作用，提高处理效果。
可以考虑调整氧化剂的浓度和反应条件，以达到最佳处理效果。
2. 进行催化剂改性，提高氧化反应速率。
催化剂的选择和改性对Fenton氧化反应起着重要的影响。
可以选择具有高催化活性的催化剂，并对催化剂进行改性，提高氧化反应速率。
常见的改性方法包括负载催化剂、活性中心改性等。
3. 结合其他物理化学技术进行处理。
可以将Fenton氧化法与其他物理化学技术结合，如吸附、膜分离、电化学等，共同进行印染废水的处理。
通过综合应用多种技术手段，可以有效地去除有机污染物和颗粒物，提高处理效果。
Fenton氧化法是处理印染废水的常用技术之一，但也存在一定的局限性。
为了拓展其应用，可以结合其他氧化剂、进行催化剂改性以及结合其他物理化学技术等方法，提高处理效果，并适应不同印染废水的处理需求。
Fenton试剂氧化法对染料中间体废水的深度处理
Fenton试剂氧化法对染料中间体废水的深度处理Vol.30,No.6,2011净水技术2011，30（6）：28-30，52Water Purification Technology染料中间体废水主要为带有硝基、氨基和磺酸基等取代基团的芳香族化合物，具有成分复杂、难降解有机物含量高、色度高、毒性大等特点，常规生化处理出水难以达到排放标准要求。
近年来，对常规生化处理后的工业废水进行深度处理并回用的要求日益迫切。
Fenton 试剂氧化法因其反应速度快、操作简单、处理效果好而受到重视，但将其应用于染料中间体废水深度处理的研究报道很少。
目前仅知张英等[1]做了铁催化内电解法预处理高浓度、高盐度和高色度的染料中间体废水的效果的研究。
本文着重研究废水经铁催化内电解、水解酸化、好氧组合工艺处理后，再经Fenton试剂氧化法深度处理的效果及影响因素。
1材料与方法1.1试验用水试验用水为某化工厂染料中间体废水经铁催化内电解、水解酸化、好氧组合处理后的出水，CODCr 为187.5mg／L，色度为1085倍。
1.2试验方法向500mL碘量瓶内加入200mL原水，用硫酸溶液调节pH后，加入适量浓度为2.8g／L的Fe2+和浓度为27.2g／L的H2O2。
将碘量瓶置于107r／min 的摇床中摇动，反应适当时间后取出碘量瓶，加入适量的氢氧化钠溶液调节pH值至10终止反应，再将其置于107r／min的摇床上摇动30min后，向溶液中滴加0.1g／L的聚丙烯酰胺（PAM）溶液2mL，搅拌2min，静置10min，取上清液进行分析。
1.3分析项目及方法COD：快速测定仪5B-3F型；pH：pHS-2F型精密pH计；色度：SD-2型色度仪。
2结果与讨论2.1Fenton试剂氧化法深度处理染料中间体废水Fenton试剂氧化法对染料中间体废水的深度处理任国栋1，魏宏斌1，唐秀华2，张英1，陈良才2（1．同济大学环境科学与工程学院，上海200092；2．上海中耀环保实业有限公司，上海200092）摘要以实际染料中间体废水经铁催化内电解、水解酸化、好氧生化组合工艺处理后的出水为研究对象，考察了Fenton试剂氧化法深度处理染料中间体废水的效果和影响因素。
超声空化与Fenton试剂联合降解结晶紫染料废水
超 声 技 术 是 一 种 有 效 的 水 处 理 高 级 氧 化 技 术 ， 有不 造 成 二 次 污 染 、 应 装 置 简单 等诸 多 具 反 优 点 。在超声 空化 作用 过程 中产 生 的高温 高压条件
下， 水分 子可 以裂解 产 生 自由基 ， 自由基 含有未 配对
为 了考 察 超 声 和 Ｆｎｏ 剂 联 合 作 用 的协 同 ｅｔ ｎ试 效 应 ， 他 实验 条件 相 同的情 况 下 ， 在其 分别 用 超声／ Ｆｎｏ 法 、ｅｔ ｅｔ ｎ Ｆｎｏ ｎ法和超 声法对模 拟 废水 进行 处理 ，
结果 如 图 １ 所示 。
量 能量 ， 济上 不可 行 Ｊ 经 。 为 了提 高 污 染 物 的 降 解 效 率 ， 文 将 超 声 与 本
＂＝（ ０ ／ ｏ ０ ％ ｒ Ｃ 一Ｃ ） Ｃ ×１０ ／
（） ２
式 中 ：ｏ Ｃ ——模 拟结 晶紫废 水 的初始浓 度 ， ｇ Ｌ ｍ／ ；
Ｃ——模 拟结 晶紫废 水降解后 的浓 度 ， ｇＬ ｍ／。
电子 ， 学性 质活 泼 ， 与气 泡 中挥 发性 溶质反 应或 化 可
在气 泡界 面 区 以及 溶 液 中与 可溶 性 溶 质 反应 ， 成 形
２ 结 果 与讨 论
２ １ 超 声 一Ｆ ｎｏ ． ｅ ｔｎ法与 单独 Ｆ ｎｏ ｅ ｔｎ法 。 独超 声 单
法对 比实验
最终 产物 ， 而使 常规 条 件 下 难 处理 的污 染 物得 到 从 降解 Ｊ 。但 仅 靠 超 声 波 把 难 降 解 物 质 降 解 为 稳 定
的终 产物 ， 到 国家 排放 标准需 要很 长 时间 、 费大 达 耗
取 ５ｍ／ ０ ｇ Ｌ的结 晶紫模 拟废水 ２０ ０ ｍＬ置 于超声 波 清洗 器 中， 入 一 定 量 的 Ｆ Ｓ 。 １ ｍ ｌＬ 加 ｅ Ｏ （ Ｏ ｍｏ ）和 ／
铁炭微电解Fenton联合处理榨菜废水
铁炭微电解Fenton 联合处理榨菜废水高盐度高有机物浓度榨菜废水含盐量2%- 14%(NaCI)，水溶性物质含量也较高，废水中大多数有机物都是易生物降解的，但榨菜废水高含盐对生物处理有明显的抑制作用，对微生物生长造成影响，使有机物降解受阻[1-3] 。
因此，高含盐量的废水生物处理需要大量稀释，导致处理技术复杂度提高、运行费用提高等[4] 。
为保护三峡库区水环境质量，促进涪陵榨菜产业与周边环境协调发展，对榨菜工业废水排放进行有效治理、遏制榨菜工业废水对水环境造成的进一步恶化，成为涪陵地区急需解决的问题之一。
榨菜废水呈酸性、带有刺激性气味且氯化钠浓度高，生化处理方法极不稳定；又因含大量悬浮物，物化方法受阻[5] 。
高盐高浓度榨菜废水利用简单的生化法去除率达不到预计效果，处理后的废水不能达标排放，故需对高盐废水的处理工艺进行不断地改进，改善工艺流程，高效处理高盐高浓度废水仍是急待解决的难题[2 ，3，6] 。
榨菜废水研究中多为单一的物理、化学方法，这些方法处理效果不明显，且成本较高，所以现行方法多为生化处理法。
高盐高浓度榨菜废水的生物处理需筛选适合的微生物，并进行驯化处理。
铁炭微电解是将铁屑和活性炭颗粒浸没在酸性废水中，由于铁和炭之间的电极电位差，废水中会形成无数个微生物原电池。
这些微生物原电池是以电位低的铁为阳极，电位高的炭为阴极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应。
反应后的铁受到腐蚀变成二价铁离子进入溶液。
铁离子靠混凝作用，与污染物中带有微弱负电荷的微粒异性相吸，形成比较稳定的絮凝物（铁泥）而除去。
Fen to n法指的是Fe2+/H2O2体系，其实质是Fe2+与H2O2 之间链式反应催化生成？OH自由基，其中Fe2+主要是作为反应的催化剂，而H2O2通过反应产生的？OH则起到氧化作用。
两种方法联合可加大去除效果，消除生化处理带来的不稳定影响，铁炭微电解技术可大幅度降低COD浓度，为后续Fenton技术创造条件，减少Fenton 技术运行成本。
芬顿反应(知识讲座)
Fenton试剂的发展及在废水处理中的应用1894年，法国人H,J,HFenton发现采用Fe2++H2O2体系能氧化多种有机物。
后人为纪念他将亚铁盐和过氧化氢的组合称为Fenton试剂，它能有效氧化去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物，其实质是H2O2在Fe2+的催化作用下生成具有高反应活性的羟基自由(•OH)。
•OH可与大多数有机物作用使其降解。
随着研究的深入,又把紫外光(UV)、草酸盐(C2O42-)等引入Fenton试剂中,使其氧化能力大大增强。
从广义上说,Fenton法是利用催化剂、或光辐射、或电化学作用，通过H2O2产生羟基自由基(•OH)处理有机物的技术。
近年来，越来越多的研究者把Fenton试剂同别的处理方法结合起来，如生物处理法、超声波法、混凝法、沉淀法，活性炭法等，从发展历程来看，Fenton法基本上是沿着光化学，电化学和其它方法联用三条路线向前发展的。
1. 标准Fenton法Fenton试剂的实质是二价铁离子(Fe2+)和过氧化氢之间的链反应催化生成OH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,其电子亲和能力达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，Fenton试剂在处理有机废水时会发生反应产生铁水络合物,主要反应式如下[1]:[Fe(H2O)6]3++H2O→[Fe(H2O)5OH]2++H3O+[Fe(H2O)5OH]2++H2O→[Fe(H2O)4(OH)2]+ H3O+当pH为3~7时,上述络合物变成:2[Fe(H2O)5OH]2+→[Fe(H2O)8(OH)2]4++2H2O[Fe(H2O)8(OH)2]4++H2O→[Fe2(H2O)7(OH)3]3++H3O+[Fe2(H2O)7(OH)3]3++[Fe(H2O)5OH]2+→[Fe3(H2O)7(OH)4]5++5H2O 以上反应方程式表达了Fenton试剂所具有的絮凝功能。
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％。
芬顿试剂在废水处理中的应用
芬顿试剂在废水处理中的应用芬顿试剂在废水处理中的应用废水处理一直是环境保护的重要课题之一。
随着工业化的发展和人口的增加，废水排放量不断增加，对水环境造成了严重的污染。
因此，研究和开发高效、低成本的废水处理技术，成为保护水资源和改善环境质量的重要途径。
芬顿试剂作为一种广泛应用于废水处理领域的氧化剂，具有成本低、反应高效、操作简单等优点，因此被广泛应用于废水处理中。
芬顿试剂最早由美国化学家芬顿于1894年发明。
它由过氧化氢和铁盐组成，可以在中性或弱酸性条件下将有机物氧化为二氧化碳和水。
在废水处理中，芬顿试剂通过两步反应可以将有机物分解为无害的化合物。
首先，过氧化氢氧化有机物生成活性自由基。
接着，铁离子作为催化剂促使活性自由基与有机物发生进一步反应。
这两步反应是芬顿试剂降解有机物的关键过程。
芬顿试剂在废水处理中的应用具有多种优势。
首先，芬顿试剂的制备成本较低。
过氧化氢和铁盐都是常见且价格相对便宜的化学品，且制备方法相对简单，容易大量生产。
因此，芬顿试剂可以适用于大规模废水处理工程。
其次，芬顿试剂对废水中的污染物具有很高的氧化能力。
由于芬顿试剂中的过氧化氢和铁离子具有较高的氧化还原电位，因此可以将许多有机物氧化为无害的化合物，例如二氧化碳和水。
此外，芬顿试剂的操作简便灵活，不需要昂贵的设备和复杂的工艺。
最后，芬顿试剂在废水处理中几乎没有产生二次污染的问题。
芬顿试剂经过反应后生成的产物为无害物质，不会对环境造成进一步污染。
然而，芬顿试剂在废水处理中也存在一些问题。
首先，芬顿试剂的反应过程需要酸性条件的支持。
在中性或碱性条件下，芬顿试剂的反应速率会显著降低，甚至无法进行。
因此，在实际应用中，需要对废水进行预处理，将其调整为适宜的酸性条件。
其次，芬顿试剂不能将所有有机物都氧化为无机物。
一些特定的有机物，如多环芳香烃和氰化物等，对芬顿试剂有较高的抵抗能力，不容易被氧化分解。
因此，在实际应用中，需要针对不同的废水成分进行合理的选择和调整。
Fenton氧化法处理印染废水中光催化的应用拓展
Fenton氧化法处理印染废水中光催化的应用拓展随着纺织工业的发展和扩大，印染废水的处理成为了环保领域中一个重要的课题。
印染废水中含有大量的有机物质和色素，这些物质对环境的污染很严重。
传统的处理工艺往往存在一些局限性，比如对硬度和矿化度要求较高、投药量大等问题。
Fenton氧化法是一种新兴的处理工艺，相比于传统工艺，具有操作简单、费用低廉、除污效率高等优点。
本文将着重介绍Fenton氧化法处理印染废水中光催化的应用拓展。
Fenton氧化法是一种以Fe2+、H2O2为主要反应物，在酸性环境下，产生羟基自由基（·OH）的高级氧化技术。
该技术可以有效地分解印染废水中的有机物和色素，使其达到排放标准。
同时，Fenton氧化法可以通过改变反应条件，实现初期C-C键的断裂，从而彻底破坏有机物分子的结构，使其不再具有生物降解性。
因此，Fenton氧化法在印染废水处理中被广泛应用。
除了传统的Fenton氧化法，还有一种新型Fenton催化剂——Fe3O4，它可以作为固体催化剂，减少了处理过程中的离子掉落和次生污染问题，并且可以循环利用。
研究表明，与Fe2+和Fe3+相比，Fe3O4具有更高的催化活性和更强的抗氧化稳定性，能够有效地分解印染废水中的有机物。
在利用Fenton氧化法处理印染废水时，光催化是一种常见的手段，它可以大大提高反应速率和效率。
常见的光源包括紫外线、可见光和太阳光。
紫外线是一种常用的光源，由于其较高的能量，能够促进催化反应，但同时也会对环境造成不良影响。
可见光波长范围较广，所促进的反应不如紫外线强烈，但它具有透明度高的特点，可以在长途输送和处理的过程中利用。
太阳光是一种廉价和易得的光源，具有广泛的应用前景。
总之，通过引入光催化技术和新型催化剂，可以大大增强Fenton氧化法处理印染废水的效率和反应速率，并且降低了处理过程中的成本和污染。
因此，这种技术在印染废水处理中的应用前景十分广阔，有望在未来得到更广泛的拓展和应用。
Fenton氧化法处理印染废水中光催化的应用拓展
Fenton氧化法处理印染废水中光催化的应用拓展Fenton氧化法是一种常用的印染废水处理技术，它采用Fenton试剂（由过硫酸钠和氢氧化亚铁组成）进行催化氧化反应，能有效去除印染废水中的有机物污染物。
随着光催化技术的发展，人们开始将光催化与Fenton氧化法相结合，以拓展其应用领域。
光催化是一种利用光能激发催化剂，并通过催化剂的表面产生活性物种对有机污染物进行氧化降解的技术。
光催化反应是一种非常有效的氧化降解方法，具有高效率、无需化学试剂以及产物容易降解等优势。
将光催化与Fenton氧化法相结合，可以进一步提高印染废水处理的效果。
光催化- Fenton氧化法的主要原理是利用光催化材料使光催化剂更加活性，增加氧化反应的速率。
常见的光催化材料包括二氧化钛（TiO2）和氧化锌（ZnO）等。
这些光催化材料具有较高的特异表面积和光吸收性能，在光照下可产生强氧化性的活性物种（例如羟基自由基），进而加速Fenton氧化反应的进行。
1. 提高有机污染物降解速率：光催化- Fenton氧化法能够引入光能，激发催化剂增加氧化反应速率，从而加快有机污染物的降解过程。
相比只使用Fenton氧化法，光催化- Fenton氧化法可以更加高效地去除有机污染物。
2. 扩大适用范围：由于光催化- Fenton氧化法能够提高氧化反应的速率，因此适用于处理难降解的有机污染物，包括一些高浓度、高毒性的印染废水。
光催化- Fenton氧化法也适用于处理其他类型的废水，如染料废水、制药废水等。
3. 减少化学试剂的使用：使用光催化- Fenton氧化法可以减少对化学试剂的依赖程度。
传统的Fenton氧化法需要添加过硫酸钠和氢氧化亚铁作为催化剂，而光催化- Fenton 氧化法中的光催化剂可以通过光照自行激活，从而减少了对化学试剂的需求。
4. 降低环境影响：光催化- Fenton氧化法具有较高的降解效率，可以将印染废水中的有机物降解为二氧化碳和水等无害物质，减少对环境的影响。
Fenton试剂在水处理中的应用研究
Fenton试剂在水处理中的应用研究摘要：Fenton试剂在处理难降解有机污染物时具有独特的优势，是一种很有应用前景的废水处理技术。
文章介绍了该技术的发展过程、主要类型及应用现状，并对其在废水处理中的优缺点和发展趋势做出了评述。
关键词：Fenton试剂；水处理；应用Fenton试剂是由H2O2和Fe混合得到的一种强氧化剂，特别适用于某些难治理的或对生物有毒性的工业废水的处理。
因具有反应迅速、温度和压力等反应条件缓和且无二次污染等优点，近30年来，其在工业废水处理中的应用越来越受到国内外的广泛重视。
一、简述Fenton试剂处理效率的影响因素1、pH值因Fe受制于溶液的pH值，所以Fenton试剂只在酸性条件下发生作用，无法在中性和碱性环境中催化H202产生·OH。
研究者普遍认为，氧化废水处理效果较好是pH值在2～4范围内时，在pH=3时效果最佳。
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。
在此条件下，COD的去除率达到80%。
在催化剂投加与TOC 去除浓度的表现中，当催化剂投加质量浓度较高的情况下，TOC去除浓度的去除效果更好。
2、试剂配比在Fenton反应中，Fe是催化H202产生自由基的必要条件，起催化剂的作用。
在无Fe条件下，H202难于分解产生自由基。
当Fe浓度很低时，自由基的产生量小，产生速度慢，限制整个过程。
当Fe浓度过高时，会将H202还原且被氧化成Fe，增加色度。
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（如图2）。
但有机物存在与否，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。
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[收稿日期]2006-07-09[作者简介]邓洪君(1971～),女,辽宁海城人,鞍钢职工大学基础部,讲师。
Fenton试剂与其他技术联合在废水处理中的应用邓洪君(鞍钢职工大学基础部,辽宁鞍山114004) [摘 要]
Fenton试剂是H2O2和Fe2+混合得到的一种强氧化剂,近十几年来在废水处理中的应用正得到越来越多的
关注,但是单独使用Fenton试剂处理废水成本会很高,而且有机物的矿化程度不高,而更有效的方法是将Fenton试剂与其他技术联合处理废水,本文系统地介绍了电-Fenton法、光-Fenton法、超声--Fenton法、吸附-Fenton法、微波-Fenton法、混凝-Fenton法等在废水处理中的研究和应用现状,并展望了今后的重点研究方向。[关键词]联合技术 Fenton试剂 废水处理
[中图分类号]X131.2[文献标识码]A[文章编号]
1672-3473(2007)02-0051-02
Fenton试剂是一种强氧化剂,是H2O2和Fe2+的混合物,它是1894年H.J.H.Fenton发现的。最初,Fenton试剂主要运用于酶反应、・OH自由基对细胞影响的研究。近十几年,人们将其运用于废水处理中。研究表明,Fenton试剂几乎可以氧化所有的有机物,传统水处理技术无法除去的难降解有机物都能被Fenton试剂氧化而去除,所以它有着广阔的应用前景,既可以作为废水的预处理,又可以作为最终深度处理,达到出水水质要求。一、Fenton试剂处理有机废水的机理Fenton试剂之所以具有很强的氧化能力,是因为其中含有H2O2和Fe2+,H2O2被Fe2+催化分解生成羟基自由基(・OH),并引发更多的其他自由基,其反应机理如下[1]:Fe2+H2O2→Fe3+・OH+OH-Fe3+H2O2→Fe2++HO2・+H+RH+・OH→R・+H2OFe2++・OH→Fe3++OH-R・+Fe3+→Fe2++产物R・+H2O2→ROH+・OHHO2・+Fe3+→Fe2+O2+H+H2O2+・OH→HO2・+H2O整个体系的反应十分复杂,其关键是通过Fe2+在反应中起激发和传递作用,使链反应能持续进行直至H2O2耗尽。以上链反应产生的羟基自由基具有如下重要性质[2]:(1)羟基自由基(・OH)是一种很强的氧化剂,其氧化电极电位为2.80V,仅次于F2;(2)具有较高的电负性或电子亲和能(569.3kJ),容易进攻高电子云密度点,同时・OH的进攻具有一定的选择性。(3)・OH具有加成作用。Fenton试剂处理有机物的实
质就是羟基自由基与有机物发生反应。
二、Fenton试剂与其他技术联合在废水处理中的应用虽然Fenton试剂在处理难生物降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水时有其他方法无法比拟的优点,但是单独使用Fenton试剂处理废水成本会很高,而且有机物的矿化程度不高,所以人们研究并应用了Fenton试剂与其他技术联合处理废水的方法,目前的研究成果有:电-Fenton法、光-Fenton法、超声-Fenton法、吸附-Fenton法、微波-Fen2ton法、混凝-Fenton法等。(一)电-Fenton法。电-Fenton法的实质是把用电化
学法产生的Fe2+和H2O2作为Fenton试剂的持续来源。电-Fenton法的优点是自动产生H2O2的机制比较完善;H2O2
利用率高;导致有机物降解的因素较多,除了羟基自由基・
OH的氧化作用外,还有阳极氧化、电极吸附等。电-Fenton法基本分为以下四类[3]:
(1)EF-H2O
2法。又称阴极电-Fenton法,即把氧气喷
到电解池的阴极上,使还原为H2O2,H2O2与加入的Fe2+发生Fenton反应。该法不用加H
2O2,有机物降解很彻底,
不易
产生中间毒害物。但由于目前所用的阴极材料多是石墨、玻璃炭棒和活性炭纤维,这些材料电极效率低,H2O2产量不高。(2)EF-Feox法,又称牺牲阳极法。电解情况下与阳极
并联的铁被氧化成Fe2+,Fe2+与加入的H2O2发生Fenton反应。在EF-Feox体系中导致有机物降解的因素除・OH外,
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内蒙古电大学刊JOURNALOFINNERMONGOLIARADIO&TVUNIVERSITYNo.2,2007(SumNo.90)2007年第2期(总第90期)还有Fe(OH)2、Fe(OH)3的絮凝作用,即阳极溶解出的活性Fe2+、Fe3+可水解成对有机物有强络合吸附作用的Fe(OH)2、Fe(OH)3。该法对有机物的除去效果高于EF-H2O2法,但需加H2O2,且耗电能,故成本比普通Fenton法高。(3)FSR法,又称Fe3+循环法。FSR系统包括一个Fen2ton反应器和一个将Fe(OH)3还原为Fe2+的电解装置。Fenton反应进行过程中必然有Fe3+生成,Fe3+与H2O2反应生成活性不强的HO2・,从而降低H2O2的有效利用率和・OH产率。FSR系统可加速Fe3+向Fe2+的转化,提高了・OH产率。该法的缺点是pH操作范围窄,pH必须小于1。(4)EF-Fere法。该法与FSR法的原理基本相同,不同之处在于EF-Fere系统不包括Fenton反应器,Fenton反应直接在电解装置中进行。该法pH操作范围大于FSR法,要求pH必须小于2.5;电流效率高于FSR法。(二)光-Fenton法。针对普通Fenton法的缺点,人们把紫外线引入Fenton体系,形成了UV/Fenton法。UV/Fenton法实际是Fe2+/H2O2与UV/H2O2两种系统的结合,该系统具有的明显的优点是[4]:(1)可降低Fe2+的用量,保持H2O2较高的利用率;(2)紫外光和亚铁离子对H2O2催化分解存在协同效应,即H2O2的分解速率大于Fe2+或紫外光催化H2O2分解速率的简单加和;(3)此系统可使有机物矿化程度更充分;(4)有机物在紫外线作用下可部分降解。UV/Fenton法具有很强的氧化能力,能有效地分解有机物,且矿化程度较好。但其利用太阳能的能力不强,处理设备费用也较高,能耗大。另外,UV/Fenton法只适宜于处理中低浓度的有机废水。这是由于有机物浓度高时,被Fe(Ⅲ)络合物所吸收的光量子数很少,并需很长的辐射时间,而且H2O2的投入量也会增加,同时・OH易被高浓度H2O2所清除。因此有必要在UV/Fenton体系中引入光化学活性较高的物质。光-Fenton法下一步的发展方向应是加强对聚光式反应器的研制,以便提高照射到体系中的紫外线总量,达到降低运行成本的目的。(三)超声-Fenton法。超声波是指频率高于20kHz的声波,将其应用于水处理领域只是近10年的事情,它主要用来加速降解水中难降解的有毒有机污染物,是一种高级催化氧化水处理技术。超声波废水处理主要在于超声空化作用产生的局部高温、高压。在超声波作用下,溶液产生空化泡并迅速崩溃,整个过程发生在ns—μs时间内,从而在空化泡内产生异常的高温(高于5000K)和高压(高于50MPa)。因此,可以对水中污染物直接进行热解作用,另外,在这高温高压环境下产生氧化电位很高的羟基自由基,它可以对许多有机物进行氧化反应,达到降解污染物和去除COD的作用[5]。在超声/H2O2体系中加入催化剂,其超声降解效果更佳,且COD去除率更高。(四)混凝-Fenton法。王九思等
[6]采用絮凝沉淀—
Fenton氧化法对印染废水进行处理,筛选最佳的絮凝条件及氧化条件,实验结果表明,此法可使印染废水的COD从1400mg/L降至70mg/L以下/,废水COD与色度去除率分别为95%和97%,出水达到排放标准,此法具有去除率高,
设备简单,占地面积小,操作方便,不产生二次污染等优点。(五)吸附-Fenton法此法常用的吸附剂是活性炭,也
有报道用粉煤灰、树脂的。活性炭是由微小结晶部分和非结晶部分混合组成的碳素物质,平均孔径为1×10-23×10-
2,比表面积为5002500m2/g,活性炭表面含有大量酸性或碱性基团,这些酸性或碱性基团的存在,特别是羟基、酚羟基的存在使活性炭不仅具有吸附能力,而且具有催化作用。(六)微波-Fenton法目前微波辐射消除污染物的研究
还处于实验室阶段,国外文献报道较少,国内赵景联等对微波辐射与Fenton试剂催化氧化法相结合降解水中三氯乙烯进行了研究。结果表明,在Fenton试剂摩尔比为60,Fenton
试剂用量10%、反应时间12min、微波功率750W的最佳条件下,三氯乙烯脱氯率可以达到87.08%。
三、结语综上所述,Fenton联用技术能有效地降解化学污染物,在有机废水处理中降低COD的效果好,因此具有良好的应用前景。但Fenton联用技术降解水中有机污染物的研究目前主要集中在实验室,实现工业化广泛应用还需做大量的研究工作。今后的研究方向为:(1)根据各种废水的特点,开发性能价格比合适的Fenton联用废水处理技术;(2)在现有的研究工作基础上进一步扩大研究范围,采用实际水样进行连续处理。[参考文献][1]李明玉等.脱氨-催化氧化-吸附联合工艺处理苯胺类废水的研究[J].给水排水.2003,29(1):52.
[2]刘勇弟,徐寿昌.几种类Fenton试剂的氧化特性及在工业废水处理中的应用[J].上海环境科学,1994,13(4):1.
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[4]张乃东,郑 威.Fenton法在水处理中的发展趋势[J].化工进展,2001,(12):1.[5]郭照冰等.超声与其他技术联合在废水处理中的应用[J].工业水处理,2003,23(7):8.
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[责任编辑:联 群]
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邓洪君Fenton试剂与其他技术联合在废水处理中的应用学术研究