酒精废水Fenton试剂催化氧化法试验研究

Fenton氧化技术在废水处理中的应用研究

章鹏鹏

【摘 要】Fenton氧化是一种高级氧化技术，其产生的·OH可以氧化废水中的有机物，广泛的应用于降解高危害、难降解的污染物。本文介绍了Fenton氧化反应的机理及影响因素，综述了其在化工、制药、垃圾渗滤液等废水处理领域的应用进展，为今后此技术的分析和研究奠定了理论基础。研究表明，在适宜的条件下( pH、

H2 O2与Fe2+物质的量比、反应时间等)，利用Fenton氧化技术处理废水效果显著，出水的COD等指标均有明显降低。%s:Fenton oxidation is a kind of

advanced oxidation technology, ·OH generated can oxidize organic maters

in wastewater and is widely applied to degrading pollutants with high

harm and difficulty in degradation. The mechanism and influencing factors

of Fenton oxidation reaction were introduced, and its application progress

in chemical engineering, pharmacy, landfill leachate and other wastewater

treatment fields was described, which laid theoretical foundation for

technical analysis and research in future. According to researches, it was

significantly effective by making use of the Fenton oxidation technique to

芬顿反应过程

芬顿反应过程

一、简介

芬顿反应是一种常用的有机废水处理方法，可将污染物转化为无害的物质。该反应以氢过氧化物和铁离子为催化剂，通过产生羟基自由基来降解有机废水中的污染物。

二、实验步骤

1. 实验器材准备：量筒、烧杯、移液管、磁力搅拌器等。

2. 实验试剂准备：氢过氧化物、硫酸铁、废水样品等。

3. 实验操作：

（1）将废水样品加入烧杯中，并用量筒加入适量的氢过氧化物和硫酸铁。

（2）将烧杯放在磁力搅拌器上，并调节转速使其均匀搅拌。

（3）观察反应过程，直至溶液变为深棕色。

（4）停止搅拌，待沉淀沉淀后，取出上清液即可。

三、原理分析

1. 氢过氧化物可以分解产生羟基自由基，而羟基自由基是一种极强的氧化剂。

2. 硫酸铁可作为催化剂，加速氢过氧化物的分解反应。

3. 废水中的有机污染物可以被羟基自由基氧化分解，从而降解为无害的物质。

四、注意事项

1. 实验过程中应注意安全，避免接触皮肤和眼睛。

2. 废水样品应先进行初步处理，去除其中的悬浮物和杂质。

3. 废水样品中含有大量的有机污染物时，反应时间可能较长。

4. 废水样品中含有大量的铁离子时，反应速度会加快。

五、实验效果

芬顿反应可以有效地降解废水中的有机污染物，并将其转化为无害的物质。实验结果可通过检测废水中有机污染物的浓度来进行评估。

。污水治理　中国资源综合利用　Ｃｈｉｎａ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　Ｖｏ１．３４．Ｎｏ．１　１　２０１６年１１月　芬顿氧化法处理废水研究　刘　伟　（长春建筑学院，长春　１３０５００）　摘要：废水具有成分复杂、有机物含量高、色度高、难生物降解等特点。目前传统的废水处理工艺流程已　经很难满足多种污染物去除率的要求，国内外对废水处理研究应用的经验证明，芬顿氧化法可氧化降　解废水ｑ－的ＣＯＤ、色度、总磷等水质指标。尤其是芬顿氧化法在处理印染、染发、造纸、制药废水等难降　解工业废水时有较好的处理效果。　关键词：芬顿氧化法；废水；化学方法　中图分类号：Ｘ７０３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—９５００（２０１６）１１－００３６—０２　芬顿反应机理是亚铁离子催化过氧化氢产生　羟基自由基的反应，是常见的高级氧化技术之一。　法国化学家Ｈ．Ｊ．Ｈ．Ｆｅｎｔｏｎ指出，过氧化氢在亚铁离　子的催化作用下可以氧化难降解的有机物…。芬顿　氧化反应是在酸性条件下过氧化氢经过亚铁离子　的催化能产生活泼的・ＯＨ。羟基自由基氧化能力很　强，仅次于氟的羟基自由基＿２］。因此芬顿反应具有　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。　１芬顿反应机理　芬顿试剂参加的氧化反应过程被称为链式反　应。羟基自由基的产生视为链的开始．其他自由基　和反应中间体构成了链的节点，各种自由基之间或　自由基与其他物质的相互作用是自由基被消耗。反　应链终止［　。　芬顿试剂产生羟基自由基的机理如下。　链的开始：　Ｆｅ２＋＋Ｈ２Ｏｒ　Ｆｅ。　＋・ＯＨ＋ＯＨ一　（１）　链的传递：　Ｆｅ２＋＋・ＯＨ—｝Ｆｅ　＋ＯＨ一　（２）　Ｈ２Ｏ２＋・０Ｈ—＋ＨＯ２・＋Ｈ２０　（３）　Ｆｅ。　＋Ｈ２Ｏ　Ｆｅ　ＨＯ２・＋Ｈ　（４）　ＨＯ２￣　Ｏ２・一　（５）　ＨＯ２・＋Ｒ—Ｈ—＇（Ｒ—Ｈ）　・＋Ｈ２０　（６）　ＨＯ・＋Ｒ—Ｈ—｝（Ｒ—Ｈ）　・＋ＯＨ一　（７）　链的终止：　２・ＯＨ—Ｈ２０２　（８）　Ｈ０２・＋・０Ｈ—　ＨＯ２＋Ｏ２　Ｆｅ　＋０，・——｝Ｆｅ　＋＋Ｈ，Ｏ　Ｆｅ　ＨＯ，・—＇Ｆｅ２＋＋Ｏ，＋Ｈ＋　Ｆｅ２＋＋Ｈ０・—｝Ｆｅ　＋Ｏ，　Ｏ２・一十Ｈ０２－—｝Ｈ２０２＋０２　Ｆｅ２＋＋０，・－——＋Ｆｅ　十＋Ｈ，０，　２芬顿氧化法应用　（９）　（１Ｏ）　（１１）　（１２）　（１３）　（１４）　２．１处理染发废水　近年来随着人们生活水平的提高。染发群体和　染发人数日益增多，使得向城镇排水管道和受纳水　体排放的染发废水大量增加。在增加城市污水处理　的难度的同时，也严重影响了各类受纳水体的水　质。染发废水具有成分复杂、有机物含量高、色度　高、难生物降解等特点。有关研究表明，染发废水急　性毒性等级为中等级¨４］。为了分析探讨芬顿氧化法　处理染发废水的效果，研究人员研究开发了简便有　效的染发废水处理技术，并对采用芬顿氧化法处理　染发废水的影响因素及控制条件进行了试验研究。　过氧化氢与硫酸亚铁是芬顿氧化反应中的主　要氧化剂，过氧化氢与硫酸亚铁的摩尔比对染发废　水中各个指标的去除有着很大的影响。所以过氧化　氢与硫酸亚铁的最佳摩尔比的确定是芬顿氧化染　发废水的关键。研究人员考察了不同过氧化氢与硫　酸亚铁的摩尔比对染发废水中ＣＯＤ、色度、总磷、　浊度去除效果的影响。　试验结果见图１、图２。　收稿日期：２０１６—０９—１６　作者简介：刘伟（１９８７一），女，吉林长春人，助教，从事水资源与水环境修复的教学与研究工作。　－

芬顿法处理有机废水的研究与应用进展

摘 要：芬顿法是一种高级的氧化技术, 具有较高的去除难降解有机污染物的

能力。本人分别介绍了普通芬顿法、光-芬顿法以及电-芬顿法的氧化机理，并

概述了芬顿法在有机废水处理中的应用进展。

关键词：芬顿法 氧化机理 有机废水

中图分类号: X703 文献标识码:A

1894年，化学家 Fenton HJ 发现，过氧化氢(H2O2 )与二价铁离子 Fe2 +的

混合溶液具有强氧化性，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，对于其中比较一般的有机物可完全被氧化为无机态，氧化效果

十分明显。但因其氧化性极强，难以作为有机合成所需的选择性氧化剂，此后

半个多世纪中，人们对这种氧化性试剂的应用并不多。直到进入20世纪70年

代，芬顿试剂才在环境化学中找到了它的位置。20世纪70年代，水环境的污

染成为世界性难题，而持久性有机污染物(指难降解的有机物)的降解问题，是

污染控制化学中的研究重点。环境化学家们不久就发现，已沉寂了半个多世纪

的芬顿试剂在氧化降解持久性有机污染物方面有独特的优势。不久芬顿试剂用

于氧化降解持久性有机物的报道便不断出现。到目前作为废水的深度氧化法

(AOP)中的一主流方法，芬顿试剂的应用范围正在不断扩展。

1894 年，法国科学家Fenton 发现，在酸性条件下，Fe2+/H2O2 可以有效

氧化酒石酸，后人为了纪念这一发现，将Fe2+/H2O2 命名为芬顿试剂。1964

年，加拿大学者Eisenhaner 首次将芬顿试剂应用到水处理中。他用芬顿试剂

处理ABS 废水，ABS的去除率高达99%。芬顿氧化技术具有高效、廉价、选择

性小等特点，芬顿氧化法作为一种高级氧化技术(Advanced Oxidation

Process，AOP)应用于环境污染物处理领域，引起了国内外科学家的极大关注。

芬顿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，已有的研究表明，采用芬顿反应可有效的处理废水中的酚类、苯胺类、杂