芬顿法处理工艺及其影响因素

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。

收藏！芬顿工艺11种异常情况的原因及处理方法！一、芬顿反应的原理过氧化氢(H2O2) 与二价铁离子Fe的混合溶液把大分子氧化成小分子把小分子氧化成二氧化碳和水，同时FeSO4可以被氧化成3价铁离子，有一定的絮凝的作用，3价铁离子变成氢氧化铁，有一定的网捕作用，从而达到处理水的目的。

其化学反应机制如下：H2O2+Fe2+→OH·+OH-+Fe3+→Fe(OH)3↓二、Fenton试剂法的优缺点1、Fenton法的优点①对环境友善：处理后不像其它的化学药品，如漂白水(次氯酸钠)，易产生氯化有机物等毒性物质，对环境造成伤害。

②占地空间小：有机物氧化的速度相当快，所需的停留时间短,约0.5~2小时即可，不像一般的生物处理约需12~24小时，因时间短，相对反应槽容积不需太大，可节省空间。

③操作弹性大：可依进流水水质的好坏来改变操作条件，提高处理量。

而一般的生物处理难以弹性操作。

针对较高的污染量只需提高亚铁及H2O2加药量及适当的pH控制即可。

④初设成本低：与一般的生物处理系统相较，约只须其投资成本1/3~1/4。

⑤氧化能力强：所产生的氢氧自由基(OH)氧化能力相当强。

可处理多种毒性物质，如氯乙烯、BTEX、氯苯、1，4Dioxane，酚、多氯联苯、TCE、DCE、PCE等，另EDTA和酮类MTBE、MEK等亦有效。

2、传统Fenton法缺点①瓶颈1：Fe2+为催化剂,使H2O2产生成OH及OH-，但同时也伴随着大量污泥,Fe(OH)3的产生成为应用中的一大缺点。

②瓶颈2：COD达一定的去除率后，无法再继续去除有机物，易造成H2O2用药的消耗。

三、 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。

芬顿工艺技术芬顿工艺技术是一种环境友好型的废水处理方法，其基本原理是通过电解作用将有机废水中的污染物氧化分解为无害物质。

该技术具有高效、低成本、易操作等优点，已经被广泛应用于各个领域的废水处理中。

芬顿工艺技术是在19世纪末期由英国化学家亨利·芬顿发现的。

他发现在氢过氧化反应中，过氧化氢在铁离子的存在下能够被迅速分解，生成羟基自由基（·OH），而自由基是一种非常强氧化性的物质。

基于此原理，芬顿工艺技术在废水处理领域得到了广泛应用。

芬顿工艺技术主要涉及两个关键步骤，即催化剂的制备和反应的进行。

在催化剂制备方面，通常使用的是铁离子作为催化剂。

铁离子可以通过多种途径得到，包括铁盐的溶解和电解法等。

反应的进行主要是指将废水与催化剂进行反应，产生氢过氧化物并进一步生成羟基自由基。

这些自由基具有极强的氧化性，能够将有机废水中的有机物分解为二氧化碳和水等无害物质。

芬顿工艺技术相对于传统的废水处理技术具有许多优势。

首先，该技术不需要额外添加需要回收或处理的药剂，仅仅利用催化剂即可完成废水的处理过程，从而大大降低了成本。

其次，芬顿工艺技术对废水的处理效果非常好，能够高效地将有机污染物分解为无害物质，降低了对环境的负面影响。

此外，芬顿工艺技术操作简单，易于实施，适用于各个规模的废水处理厂。

然而，芬顿工艺技术也存在一些限制和挑战。

首先，由于催化剂的使用，废水中的一些金属离子可能会被释放出来，增加了对环境的次生污染。

其次，芬顿工艺技术只能处理特定类型的废水，对于含有高浓度重金属等特殊情况的废水处理会受到限制。

此外，芬顿工艺技术对于废水中的氨氮、氮气化合物等无机物质具有较低的处理效果，需要与其他技术相结合使用。

综上所述，芬顿工艺技术是一种高效、低成本、易操作的废水处理方法。

随着环境保护意识的增强和废水治理需求的增加，芬顿工艺技术在废水处理领域有着广阔的应用前景。

在未来的研究中，我们需要进一步探索芬顿工艺技术的优化和改进，以期达到更好的废水处理效果，为环境保护和可持续发展作出更大的贡献。

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。

影响芬顿工艺的因素
1.溶液的性质：溶液的性质对芬顿工艺的效果有直接影响。

首先，溶
液的酸碱度（pH值）是一个重要的因素。

pH值的选择会影响铁离子和氢
氧自由基生成的速率，进而影响氧化反应的进行。

通常情况下，酸性条件
下芬顿工艺更容易进行。

其次，溶液中有机物的种类和浓度也会对芬顿工
艺产生影响。

有机物的种类不同，其降解速率也会有所差异。

此外，有机
物的浓度越高，可能会抑制氢氧自由基的生成，从而影响反应的速率。

2.反应条件：反应条件的选择对芬顿工艺的效果同样至关重要。

首先，温度是一个重要的因素。

温度的升高可以增加反应速率，但过高的温度可
能会导致铁离子和氢氧自由基的失活。

其次，反应时间的选择也是需要考
虑的因素。

反应时间过短可能无法完全降解污染物，反应时间过长则会浪
费资源和能源。

此外，反应物的浓度和比例也会影响反应的进行，需要根
据具体情况进行调控。

3.催化剂：芬顿工艺通常需要添加催化剂以增加氧化反应的速率。

常
用的催化剂包括氢过氧化物、过氧化氢和过硫酸盐等。

催化剂的种类和浓
度选择会直接影响反应速率和效果。

总之，影响芬顿工艺的因素包括溶液的性质、反应条件和催化剂。

正
确选择这些因素可以有效提高芬顿工艺的降解效果，从而实现对有机污染
物的高效处理。

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
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。