Fenton试剂处理染料废水研究

文献综述Fenton 试剂对染料废水的降解脱色作用研究一、前言近年来，纺织工业迅速发展，染料品种和数量日益增加，染料生产和印染废水已成为水环境的重点污染源之一。

染料废水具有有机物浓度高、色度高、无机盐含量高、成分复杂、可生化性差、脱色困难等特点，它难以采用常规方法进行治理，且含有多种具有生物毒性或“三致”(致癌、致畸、致突变)性能的有机物，因此一直是工业污水处理中的难点，也是当前国内外水污染控制领域急需解决的一大难题。

印染废水的传统处理方法主要有物理化学法和生物法等，传统的混凝处理方法对于疏水性染料有效，但对亲水性染料的脱色效果差，COD 去除率低，如对水溶性的酸性染料、直接染料和活性染料去除效果不理想[1]。

近年来，高级氧化处理技术(AOP)被引入到印染废水的处理中，其中Fenton 试剂氧化降解染料废水被认为是一种很有发展前景的处理技术。

Fenton 试剂是由22O H 和+2Fe 复合得到的一种强氧化剂，在处理难生物降解或一般化学氧化难以凑效的有机废水时，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。

许多研究表明，Fenton 试剂氧化法适合于处理活性染料、直接染料、金属络合物染料、分散染料等，因此在染料废水处理中的应用越来越受到国内外的广泛重视[2,3]。

二、主题1．Fenton 试剂的发现历史及氧化机理Fenton 反应是1894年由法国科学家H.J.H Fenton 发现并提出的，他在一项实验研究中发现在酸性水溶液中当+2Fe 和22O H 共存时可以有效地氧化酒石酸。

这一发现为人们分析还原性有机物和选择性氧化有机物提供了新的方法，后人为纪念这位科学家，便将+2Fe 和22O H 混合物的水溶液和相关反应分别命名为Fenton 试剂和Fenton 反应。

自从Fenton 试剂被发现后，就被逐渐应用于精细化工、医药化工、医疗卫生等方面的分析研究和有机合成领域[4]。

1964年，H.R.Eisenhouser 首次将Fenton 试剂用于处理苯酚及烷基苯废水，开创了Fenton 试剂在环境污染物处理中应用的先例；1968年，研究人员成功地把Fenton 试剂用于城市污水中难降解的有机物的氧化去除。

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。

Fenton试剂在有机废水处理中的研究工学论文Fenton试剂在有机废水处理中的研究工学论文【摘要】:文章阐述了用Fenton试剂处理难降解污染物的现状和进展，简单介绍了其应用及原理。

利用Fenton试剂去除水体中难降解、稳定性强且毒性大的有机污染物。

【关键词】：难降解有机物；Fenton；羟基自由基1894年,化学家Fenton首次发现有机物在(H2O2)与Fe2+组成的混合溶液中能被迅速氧化，并把这种体系称为标准Fenton试剂，可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，氧化效果十分明显[1]。

Fenton试剂是由H2O2和Fe2+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。

1.Fenton试剂降解有机物的机理Fenton试剂之所以具有非常高的氧化能力，是因为在Fe2+离子的催化作用下H2O2的分解活化能低(34.9kJ/mol)，能够分解产生羟基自基OH·。

同其它一些氧化剂相比，羟基自由基具有更高的氧化电极电位，因而具有很强的氧化性能[2]。

2.Fenton试剂的影响因素Fenton试剂处理难降解有机废水的影响因素根据上述Fenton试剂反应的机理可知,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。

2.1pH值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。

一.实验目的1.了解Fenton试剂的性质2.了解Fenton试剂降解有机污染物的机理3.掌握fenton反应中各因素对对废水脱色率的影响规律二.实验原理Fenton试剂的氧化机理可以用下面的化学反应方程式表示：Fe2++ H2O2→Fe3++OH-+OH?OH?的生成使Fenton试剂具有很强的氧化能力，研究表明，在pH=4的溶液中，其氧化能力在溶液中仅次于氟气。

因此，持久性有机污染物，特别是芳香族化合物及一些杂环类化合物，均可以被Fenton试剂氧化分解。

本实验采用Fenton试剂试剂法处理甲基橙模拟染料废水。

配制一定浓度的甲基橙模拟废水，实验时取该废水于烧杯（或锥形瓶）中，加入一定量的硫酸亚铁，开启恒温磁力搅拌器，使其充分混合溶解，待溶解后，迅速加入设定量的H2O2，混匀，反应至所设定时间，用NaOH溶液终止反应，调节pH值为8-9，静置适当时间，取上层清夜在最大吸收波长A=465nm处测吸光度，色度去除率=（反应前后最大吸收波长处的吸光度差/反应前的吸光度）*100%。

三.仪器与试剂1.仪器（1）pH-S酸度计或pH试纸（2）721或722可见光分光光度计2.试剂（1）甲基橙（2）FeSO4?7H2O， H2O2（30%），H2SO4，NaOH均为分析纯。

四.实验步骤：1配置200mg/L的甲基橙模拟废水。

实验时，取200mg/L的甲基橙模拟废水200ml于烧杯（或锥形瓶）中，2.确定适宜的硫酸亚铁投加量。

具体做法如下：甲基橙模拟废水的浓度为200mg/L，H2O2（30%）投加量为1mL/L，水样的pH 值为4.0-5.0，水样温度为室温时，投加不同量的FeSO4?7H2O（投加量分别为20 mg/L，60 mg/L，100 mg/L，200 mg/L，300 mg/L）进行脱色实验，反应时间为60min。

通过此实验，确定出FeSO4?7H2O的最佳投加量。

3.确定适宜的H2O2（30%）投加量。

Fenton 试剂深度处理印染废水的研究摘要:Fenton试剂是由H2O2和Fe2+组成的氧化体系，它适用于某些难治理的或对生物有毒性的工业废水的处理，且由于具有反应迅速、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广泛。

本文主要研究Fenton 试剂对印染企业的废水的氧化作用，探究H2O2和Fe2+的加入量、温度、反应时间、PH对于氧化效果的影响，实验通过对实验条件下CODCR值的变化情况来研究该试剂对印染废水的处理效果。

分别以茜素红溶液和甲基红溶液分别作为水溶性染料和分散性染料的代表，其分别配置的模拟印染废水为水处理对象，通过单因素及正交实验，研究分析Fenton 氧化法处理后的废水色度和 CODCRCr的影响因素，确定最佳反应条件。

关键词: Fenton 试剂。

茜红素。

甲基红。

实验条件。

CODCr；色度去除率引言随着我国经济建设的不断深入，东部地区出现了许多服装布料生产厂家，产生了大量的印染废水，排入了长江以及周边的河流，给生态环境带来了严重的破坏，国家已经出台了相关的法律法规规定谁污染谁治理，所以企业对于印染废水的处理问题提上了日程。

Fenton试剂是一种可以高效净化印染废水的试剂，越来越得到大规模的应用。

Fenton试剂处理废水节约资金且高效，不会造成二次污染，对于实验条件的要求不苛刻，已经大规模的应用在印染废水的处理中了。

1.印染废水简况及Fenton试剂的优势印染厂是工业废水的主要排放大户，严重污染了我国的水体。

印染废水中主要含有污物、油脂以及一些表面活性剂、酸碱剂、染料、色素，成分相当复杂，净化难度非常大。

印染废水有机物成分复杂，对于人体和环境的伤害程度非常大，颜色深，PH范围广，是非常难以处理的一类废水。

而且纺织印染业不断开展新业务，使得印染废水的成分更加复杂，传统的一些废水处理技术早已不能满足要求，新型废水的CODCR（化学溶氧量）飙升至一个很高的水平，如何对该复杂的废水进行处理，是困惑各厂的技术难题。

Fenton氧化法处理印染废水中光催化的应用拓展Fenton氧化法是一种高效的废水处理技术，特别适用于印染废水的处理。

该方法利用Fenton试剂（主要成分为过氧化氢和铁盐）在催化剂的作用下，产生强氧化剂羟基自由基，可有效降解废水中的有机污染物。

近年来，人们对Fenton氧化法的应用进行了广泛的研究和拓展，下面将在中文中详细介绍其应用拓展。

Fenton氧化法在印染废水处理中的应用已取得了很大的成功。

印染废水中常含有大量的有机染料、残留的助剂和其他有机污染物，这些有机物往往具有较难降解的特点。

传统的生物处理方法对于这类废水的处理效果有限。

而Fenton氧化法通过产生强氧化剂，可快速且高效地降解废水中的有机污染物，使得废水达到排放标准。

研究表明，Fenton氧化法对印染废水中的染料具有很好的降解效果，可以将大部分染料转化为无害的物质。

Fenton氧化法在印染废水处理中可以与其他技术相结合，进一步提高废水处理效率。

将Fenton氧化法与生物处理相结合，可以在Fenton氧化法的基础上对废水进行二次处理，进一步降解有机污染物。

Fenton氧化法还可以与吸附、膜分离等技术相结合，实现废水中有机物的去除和水的回用。

这种多技术结合的废水处理方式，不仅可以提高废水处理效率，还可以节约能源和减少废水处理成本。

Fenton氧化法在废水处理中还存在一些问题和挑战。

Fenton氧化法产生的强氧化剂对环境有一定的毒性，需要进行后续处理，以避免对环境造成污染。

Fenton氧化法对于一些难降解的有机物质，如氯代有机物、芳香族化合物等，降解效果较差，需要结合其他技术进行处理。

Fenton氧化法的操作条件对废水处理效果有很大的影响，需要进行进一步的优化和调控。

Fenton氧化法是一种高效的废水处理技术，特别适用于印染废水的处理。

其应用已取得一定的成功，并且在其他工业废水处理中也具有一定的应用潜力。

Fenton氧化法在废水处理中还面临一些挑战，需要进一步的研究和优化。

磁助Fenton试剂处理活性红模拟染料废水的实验研究摘要：研究不同磁化时间、磁场强度和催化氧化各种影响因素下对活性红染料模拟废水的去除率。

结果表明：在pH值=3，FeSO4•7H2O=500mg，H2O2 =0.4mL条件下, 反应20min，去除率达62.5%。

外加磁场磁场强度为427.8mT的作用下，磁化反应20min，CODCr的去除率提高了8.3%。

关键字：Fenton 试剂催化氧化磁场活性红染料1 引言光、电、磁是物理学中的三大研究领域。

现在以UV/Fenton体系的光Fenton试剂已经有了诸多的报道，并在实际生产中开始应用。

以铁碳微电解技术为基础的电Fenton试剂，凭借其适用范围广，成本低廉逐渐引起人们的重视。

而磁场用于强化水中污染物的高级氧化反应的研究，如磁助Fenton试剂处理有机废水则尚未见报导。

磁场对自由基有明显反应很早就被发现，磁助Fenton试剂体系以自由基反应为主，因此推测磁场/ Fenton试剂体系联用技术亦可提高污染物的氧化分解速率，而且无需像超声和紫外光一样额外消耗电能(可由永久磁铁产生磁场)，便于推广使用。

2 实验部分2.1 仪器与试剂磁力搅拌器（山东甄城新华仪器厂）、测定COD Cr用仪器与试剂（重铬酸钾法）、30%的H2O2（分析纯）、FeSO4·7H2O（分析纯）、KC-70C型永磁磁化器（上海杰灵磁性器材有限公司）、SXG-1B特斯拉仪（上大电子设备有限公司）、UV-265紫外可见分光光度计(日本岛津)2.2 模拟废水水质取500mg活性红染料溶于1000mL蒸馏水中，配成染料模拟废水。

表1原废水的水质Table 1 The quality of raw wastewater2.3 实验方法将盛有100mL水样的烧杯放置磁力搅拌器上，调节溶液的pH值，加入一定量的FeSO4·7H2O，再加入一定量的H2O2，反应一段时间，调节溶液的pH值，使亚铁离子全部转化成氢氧化铁沉淀，过滤，测定滤液的COD Cr。