Fenton法及其在废水处

1、Company LogoFenton法及其在废水处理中的应用与发展Company LogoContents Company LogoConceptv什么是Fenton试剂？ Fenton试剂是由试剂是由H2O2和和Fe2+混合而成的一种氧化能力很混合而成的一种氧化能力很强的氧化剂。其氧化机理主要是在酸性条件下强的氧化剂。其氧化机理主要是在酸性条件下(一般一般pHCu2+UVFe2+Cu2+Mn2+UVAg+ UV，并证明紫外，并证明紫外光和亚铁离子对光和亚铁离子对H2O2的催化的催化作用存在协同效应，与作用存在协同效应，与Fenton法相比，光法相比，光Fenton法法可提高有机物的矿化程度，

2、可提高有机物的矿化程度，但能耗大、成本高、但能耗大、成本高、只适用只适用于处理低浓度的有机废水于处理低浓度的有机废水。将紫外光引入将紫外光引入Fenton反应已成功反应已成功地降解了有机染料、地降解了有机染料、硝基酚、甲基对硫硝基酚、甲基对硫磷、氯代苯氧型除磷、氯代苯氧型除草剂、三硝基甲苯草剂、三硝基甲苯等难降解有机废水等难降解有机废水以及高氯酸等以及高氯酸等刘勇弟，徐寿昌紫外一Fenton试剂作用机理及在废水处理中的应用J环境化学，1994,13(4)：302306徐向荣，王文华，李华Fenton试剂与染料溶液的反应环境科学J1999，20(3)：7274Company LogoUVvis草

3、酸铁络合物草酸铁络合物H2O2法法vUVvisH2O2 草酸铁络合物法与光草酸铁络合物法与光Fenton法相法相比，优越性表现在：比，优越性表现在： 具有较强的利用紫外光的能力； OH的产率高，草酸铁络合物可在一定程度上循环利用 所以采用UVvisH2O2草酸铁络合物法可进一步提高有机物矿化程度又使废水处理成本降低。但该法仍存在自动产生H2O2的机制不完善、对可见光利用率低且穿透力不强等缺点Company LogoUVTiO2/Fenton法v 据文献报道，往UVFenton法中引入光敏性半导体材料TiO2，构成UVTiO2Fenton法，这是UVFenton法与UVTiO2法的复合。 它对有

4、机物的光解速率大于UVTiO2法和UVFenton法的简单加和。由于TiO2对UVFenton氧化反应具有催化作用被引入到UVFenton法后使得该体系表现出很强的光氧化能力。 TiO2在UV照射下降解有机物具有以下优势： 废水中很多溶解的或分散的有机物能被降解； 废水的处理效率高。程沧沧 尚忠梅 胡德之等UvTi02，Fenton试剂系统处理制药废水的研究J环境科学研究，200114 (2)：3335Company Logo研究成果可分为4类EFH2O2法EFFere法EFFeox法FSR法Company LogoEFH2O2法EFFeox法FSR法EFFere法又称阴极电又称阴极电Fent

5、on法，即法，即把氧气喷到电解池的阴极把氧气喷到电解池的阴极上，使之还原为上，使之还原为H2O2，H2O2与加入的与加入的Fe2+发生发生Fenton反应。反应。该法不用加该法不用加H2O2，有机物有机物降解很彻底，不易产生中降解很彻底，不易产生中间毒害物。但由于目前所间毒害物。但由于目前所用的阴极材料多是石墨、用的阴极材料多是石墨、玻璃炭棒和活性炭纤维，玻璃炭棒和活性炭纤维，这 些 材 料 电 流 效 率这 些 材 料 电 流 效 率低低,H2O2产量不高。产量不高。又称牺牲阳极法。电解情又称牺牲阳极法。电解情况下与阳极并联的铁将被况下与阳极并联的铁将被氧化成氧化成Fe2+，Fe2+与加入与

6、加入的的H2O2发生发生Fenton反应。反应。该法对有机物的去除效果该法对有机物的去除效果高于高于EFH2O2法，但需法，但需加加H2O2，且耗电能，故，且耗电能，故成本比普通成本比普通Fenton法高法高又称又称Fe3+循环法。循环法。FSR系系统包括一个统包括一个Fenton反应反应器和一个将器和一个将Fe(OH)3还原还原为为Fe2+的电解装置。的电解装置。FSR系统可加速系统可加速Fe3+向向Fe2+的转化，提高了的转化，提高了OH产率。该法的缺点是产率。该法的缺点是pH操作范围窄，操作范围窄，pH值必须值必须小于小于1。该法与该法与FSR法的原理基法的原理基本相同，不同之处在于本相

7、同，不同之处在于EFFere系统不包括系统不包括Fenton反应器，反应器，Fenton反应直接在电解装置中反应直接在电解装置中进行。进行。该法该法pH操作范围大于操作范围大于FSR法，要求法，要求pH 值必值必须小于须小于2.5，电流效率，电流效率高于高于FSR法。法。比较：EFFeox法、FSR法、EFFere法处理污水效果好，成本比普通Fenton法还高。EFH2O2法虽可自动产生H2O2，但反应慢，H2O2产量低，不适合高浓度污水的处理Company LogoFenton法和其它方法的联合Fenton试剂和生化法联合处理主要适用于以下四种类试剂和生化法联合处理主要适用于以下四种类型的废

8、水难生物降解废水；含有少量难生物降解型的废水难生物降解废水；含有少量难生物降解有机物可生化废水；抑制性废水；污染物的生物有机物可生化废水；抑制性废水；污染物的生物降解中间产物具有抑制性废水降解中间产物具有抑制性废水超声波对有机污染物的降解主要是通过它的空化机制来实现的。超声波对有机污染物的降解主要是通过它的空化机制来实现的。超声空化是指液体中的微小气核在超声波作用下被激活，表现超声空化是指液体中的微小气核在超声波作用下被激活，表现为泡核的振荡、生长、收缩、崩溃等一系列动力学过程。这些为泡核的振荡、生长、收缩、崩溃等一系列动力学过程。这些条件足以打开结合力很强的化学键。促进水相燃烧高温分解条件足

9、以打开结合力很强的化学键。促进水相燃烧高温分解或自由基反应从而达到降解化学污染物的目的或自由基反应从而达到降解化学污染物的目的王九思等采用絮凝沉淀一王九思等采用絮凝沉淀一Fenton氧化法对印染废水进行处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法可使印染废水的COD从从1400mg/L降至降至70mg/L以下废以下废水水ODD与色度去除率分别为与色度去除率分别为95和和97，出水达到排放标，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、操作方准。此法具有去除率高、设备简单、占地面积小、操作方便

10、、不产生二次污染等优点。便、不产生二次污染等优点。活性炭是南微小结晶部分和非结晶部分混合组活性炭是南微小结晶部分和非结晶部分混合组成的碳素物质成的碳素物质,比表面积大比表面积大,活性炭表面含有大量活性炭表面含有大量酸性或碱性基团，这些基团的存在酸性或碱性基团，这些基团的存在,特别是羟基、特别是羟基、酚羟基的存在使活性炭不仅具有吸附能力酚羟基的存在使活性炭不仅具有吸附能力,而且而且具有催化作用具有催化作用Fenton试剂试剂+活性炭法活性炭法Fenton试剂试剂+混凝法混凝法Fenton试剂试剂+超声波法超声波法Fenton试剂试剂+生物法生物法杨琦等采用膜杨琦等采用膜-生物反应器和生物反应器和

11、Fenton氧化组合工氧化组合工艺对丙烯腈废水进行处理。后续艺对丙烯腈废水进行处理。后续Fenton氧化工艺氧化工艺处理膜生物反应器出水处理膜生物反应器出水,可以使可以使COD含量等指标达含量等指标达到所要求的排放标准。经过膜到所要求的排放标准。经过膜-生物处理与生物处理与Fenton法结合的优化工艺。法结合的优化工艺。COD去除率达到去除率达到80-88,BOD5去除率达到去除率达到98,出水水质可达排放标出水水质可达排放标准。准。杨琦杨琦. 尚海涛尚海涛. 王雪莲等王雪莲等Fenton氧化膜氧化膜-生物反生物反应器出水丙烯腈实验研究应器出水丙烯腈实验研究J现代地质现代地质2004，18 (

12、5)：408王九思韩相思赵王九思韩相思赵红花絮凝沉淀红花絮凝沉淀-Fenton氧化处理印染氧化处理印染废水废水J兰州铁道学兰州铁道学院学报院学报(自然科学版自然科学版)，2001，20 (6)：68Company LogoFenton法的发展方向 Fenton法是一种具有很大应用潜力的废水处理技术。随着研究的深法是一种具有很大应用潜力的废水处理技术。随着研究的深入入Fenton法得以不断的改进和发展，出现了各种组合体系。总的来看，法得以不断的改进和发展，出现了各种组合体系。总的来看，是由普通是由普通Fenton法朝光化学和电化学两个方向发展的。法朝光化学和电化学两个方向发展的。v光Fenton法的主要优点是有机物矿化程度好，因此其发展方向应是加强对聚光式反应器的研制，以便提高光量子的利用效率 .v电Fenton法的主要优点是自动产生H 2O2的机制较完善，但目前还处于试验开发阶段，所用的阴极材料多是石墨玻璃碳棒和活性碳纤维这些材料，电流效率低，H2O2产量不高因而限制了它的广泛应用其发展方向应该是： (1)合理设计电解池结构，加强对三维电极的研究以利于提高电流效率，降低能耗；(2)加强对电Fenton体系中阴极材料的研制，新阴极材料应具有的特点：一是与氧气接触面积要大；二是对氧气生成H2