Fenton 法处理难降解有机废水

《高级氧化技术处理难降解有机废水的研究》篇一一、引言随着工业的快速发展和人口的不断增长，难降解有机废水的处理已成为环境保护领域亟待解决的问题。

难降解有机废水主要来源于化工、制药、印染等行业，其中含有大量的有毒有害物质，直接排放将对环境造成严重污染。

传统的生物处理方法对于这类难降解有机废水的处理效果有限，因此，研究更为高效的处理技术显得尤为重要。

其中，高级氧化技术因其处理效率高、操作简单等优点，已成为当前研究的热点。

二、高级氧化技术的概述高级氧化技术（Advanced Oxidation Technology, AOT）是一种利用强氧化剂产生羟基自由基（·OH）等活性物种，对有机物进行高效氧化的技术。

这些活性物种具有极强的氧化能力，可以将有机物迅速分解为低分子量化合物甚至完全矿化为CO2和H2O。

高级氧化技术主要包括光催化氧化、电化学氧化、声波氧化、Fenton氧化等多种形式。

三、高级氧化技术在难降解有机废水处理中的应用针对难降解有机废水，高级氧化技术展现出显著的处理效果。

其中，光催化氧化技术利用光激发催化剂产生电子-空穴对，进而产生·OH等活性物种；电化学氧化技术则通过电解过程在阳极产生·OH等强氧化剂；Fenton氧化法则是利用Fe2+和H2O2反应生成·OH。

这些技术均能有效地降解废水中的有机物。

四、研究方法与实验结果本研究以某化工厂排放的难降解有机废水为研究对象，采用Fenton氧化法进行处理。

首先，对废水进行预处理，调节pH值至适宜范围；然后，加入适量的FeSO4和H2O2，进行Fenton反应；最后，通过高效液相色谱、紫外-可见光谱等方法检测处理前后的水质变化。

实验结果表明，经过Fenton氧化处理后，废水中有机物的含量显著降低，处理效率达到90%。

污水处理技术中的高级氧化技术方法你知道几种高级氧化技术（Advanced Oxidation Processes，AOPs）是一种用于处理难降解有机污染物的先进水处理技术。

它在水处理过程中通过氧化反应来去除有机污染物，并降低水体中有毒物质的浓度。

以下是几种常见的高级氧化技术方法：1. 臭氧氧化法（Ozone Oxidation）：臭氧被广泛应用于水处理过程中，可以有效去除有机物、微生物和色度等污染物。

臭氧氧化采用氧化反应，生成具有较高氧化能力的活性氧物种，如超氧自由基（O2-）、羟基自由基（·OH）等，从而有效降解有机污染物。

2. Fenton反应（Fenton Reaction）：Fenton反应是一种通过加入过氧化氢和铁盐催化剂来产生高度活性羟基自由基（·OH）的氧化方法。

在Fenton反应中，过氧化氢和铁盐在适宜的条件下反应，产生大量的羟基自由基，进一步降解有机污染物。

3. 光催化氧化（Photocatalytic Oxidation）：光催化氧化是利用半导体催化剂吸收光能进行氧化反应的技术。

常用的光催化剂有二氧化钛（TiO2）、锌氧化物（ZnO）等。

当光催化剂吸收光能后，激发电子从价带跃迁至导带，并在催化剂表面发生氧化还原反应，生成高度活性的羟基自由基和超氧自由基等。

这些活性物种可以降解或转化有机污染物。

4. 过氧化氢氧化法（Hydrogen Peroxide Oxidation）：过氧化氢是一种氧化性较强的物质，在高级氧化技术中广泛应用。

过氧化氢氧化法通过加入适量的过氧化氢来氧化有机污染物，产生氢氧自由基（·OH）等活性物种，进而降解污染物。

5. 电化学氧化法（Electrochemical Oxidation）：电化学氧化法采用电化学反应来将有机污染物氧化为无害的产物。

主要有两种方式：电化学氧化还原（Electrochemical Redox）和电解（Electrolysis）。

电芬顿在废水处理方面的发展现状和研究摘要电芬顿法以其对难降解有机物的降解高效性和环境友好性在近年来获得了广泛的关注。

本文简要介绍了电芬顿法的机理、分类和影响因素以及其与光催化反应耦合的光电芬顿法。

通过综述国内外使用（光）电芬顿法处理各种有机废水的现状，得出电芬顿法的不足。

并对太阳能驱动的电芬顿法做出了展望。

关键词电芬顿；光催化；太阳能0 引言水处理高级氧化技术（AOP）即通过反应生成的高活性中间体羟基自由基，将有机污染物直接氧化降解。

高级氧化技术解决水污染问题已成为国内外水处理研究领域的热点。

电芬顿法（EFP Electro-Fenton Process）采用电化学方法Fe2+和H2O2使持续反应，两者生成羟基自由基（·OH），将有机物直接氧化降解，即电化学过程中直接生成芬顿试剂[1]。

与传统芬顿法相比，电芬顿法可原位产生H2O2或Fe2+、产物H2O2利用率高等优点收到广泛关注。

光电芬顿氧化法（PEFP Photoelectro-Fenton Process）是在电化学产生芬顿试剂的基础上，光辐射的催化作用下，发生辐射分解协同作用。

较单一的电芬顿法更高效[3]。

1 电芬顿法的特性1.1 电芬顿法的分类电芬顿法可根据Fe2+不同的产生方式分为以下2种方法1.1.1 阳极牺牲法阳极牺牲法是指一般使用平板铁或者铁网为阳极，氧化Fe活得Fe2+的方法。

阳极反应为：H2O2可以由人工投入，或者经由O2在阴极还原产生，此时的阴极反应为：该法去除效果好，但耗电量较高，如果外加H2O2能耗较大，运行成本高。

[4]1.1.2 阴极还原法阴极还原法是指阴极上还原Fe3+为Fe2+的方法。

阴极反应为：一般Fe3+借助于Fe（OH）3污泥或者Fe2（SO4）3产生。

H2O2的产生同阳极牺牲法。

1.2 电芬顿法的影响因素1.2.1 pH值的影响在碱性溶液中，将发生下列反应：O2+H2O+4e-=4OH- （9）只有在溶液为酸性时，才发生公式（6）中的二电子反应。

Fenton氧化法预处理难降解高浓度化工废水黄健盛;郭勇;唐奕;杨皓洁;果婷;穆斌【期刊名称】《环境污染与防治》【年(卷),期】2011(033)008【摘要】难降解高浓度化工废水直接采用生化法处理较为困难,为了减少后续水处理系统处理难降解物质的量,采用Fenton氧化法对难降解高浓度化工废水进行预处理且非常有效.重点考察了pH、投药比例、投药量以及反应时间对Fenton氧化法预处理高浓度化工废水的影响.经过实验得出最佳条件:pH为3.5,投药比例为1.0 mL 50％(质量分数)H2 O2配125.0 mg FeSO4.7H2O,100.0 mL废水中投加1.6 mL 50％ H2O2和200.0 mg FeSO4·7H2O,反应时间为5 min.在该条件下,得到COD、NH3-N的平均去除率分别为59.0％和37.4％.结果表明,Fenton氧化法不但可以去除难降解高浓度化工废水中50.0％以上的COD,同时还能去除30.0％以上的NH3-N,处理后废水生化性得到提高,有利于后续处理.【总页数】5页(P36-39,45)【作者】黄健盛;郭勇;唐奕;杨皓洁;果婷;穆斌【作者单位】重庆市环境科学研究院,重庆401147;四川大学化学工程学院,四川成都610065;四川大学建筑与环境学院,四川成都610065;四川大学建筑与环境学院,四川成都610065;四川大学建筑与环境学院,四川成都610065;重庆市农业机械鉴定站,重庆402160【正文语种】中文【相关文献】1.Fenton及改进Fenton氧化法在难降解废水处理中的应用 [J], 康素娟;黄玲2.Fenton氧化法处理难降解工业废水的工艺研究进展 [J], 莫灼均3.Fenton及类Fenton氧化在高浓度难降解有机废水处理中的研究进展 [J], 赖亦桂4.Fenton 氧化法预处理高浓度制药废水的实验研究 [J], 王会芳;杨瑞洪5.类Fenton氧化法处理难降解工业废水的研究现状 [J], 邢镇岚;满心祁;李亚峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

碱解—Fenton氧化预处理灭多威生产废水碱解—Fenton氧化预处理灭多威生产废水引言：灭多威（MCPA）是一种广泛应用于农业领域的除草剂，然而其生产过程中会产生大量的废水，其中含有大量的有机物和其他污染物。

直接将这些废水排放到环境中会对水体、土壤和生态系统造成严重的污染和破坏。

因此，对灭多威生产废水的处理成为迫切需要解决的环境问题之一。

本文将介绍一种碱解—Fenton氧化预处理方法，以解决灭多威生产废水的处理难题。

一、灭多威生产废水的特点和问题灭多威生产废水的主要特点包括高浓度的有机物质、氮和磷的含量、高度酸碱度和pH值波动较大等。

其中，有机物主要来源于灭多威的合成剂和其他原料，氮和磷主要来自于灭多威的配方中的氨基和磷酸基团。

这些特性使得灭多威生产废水具有较高的毒性和难降解性，给后续处理和环境影响带来了很大的挑战。

二、碱解—Fenton氧化预处理技术的原理碱解—Fenton氧化预处理技术是一种将碱解和Fenton氧化两种方法结合起来的处理方法。

碱解是通过加入碱性溶液将酸性水质中的有机酸中和生成无毒盐，降低水的酸度，提高水质的pH值，改善后续的处理条件。

Fenton氧化是利用过氧化氢与Fe2+催化剂反应产生氢自由基的过程，通过氢自由基的氧化作用，将有机物氧化为水和二氧化碳，降解有机物质。

三、碱解—Fenton氧化预处理技术的实施步骤1. 初步处理：对灭多威生产废水进行初步处理，包括固液分离、过滤等，去除杂质和悬浮物，提高后续处理效果。

2. 碱解处理：将初步处理后的废水中加入适量的碱性溶液，如氢氧化钠、氨水等，调节废水的pH值。

碱的选择要根据废水的pH值和酸碱度来确定，使得废水的pH值适宜后续的氧化反应。

3. Fenton氧化处理：在经过碱解处理后的废水中加入适量的Fe2+和过氧化氢，形成Fenton试剂。

然后通过搅拌、加热等方式促进Fe2+和过氧化氢的反应，生成氢自由基。

氢自由基通过氧化反应，将废水中的有机物质氧化为无毒物质，如水和二氧化碳。

Fenton氧化法是一种高级氧化技术。

1894年，法国科学家Fenton发现，在酸性条件下，H2O2在Fe2+离子的催化作用下可有效的将酒石酸氧化。

后人将H2O2和Fe2+命名为Fenton 试剂。

1964年Eisenhouser首次使用Fenton试剂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。

该法既可以作为废水处理的预处理，又可以作为废水处理的最终深度处理。

所以，Fenton试剂在废水处理中广阔的应用前景，日益受到国内外的关注。

随着环境科学技术的发展，近三十年来，Fenton法派生出许多分支，如光-Fenton法、电-Fenton法、超声-Fenton法等。

因此，从广义上讲可以把除普通Fenton法外，其余的通过H2O2产生羟基自由基处理有机物的技术称为类Fenton试剂法。

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它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。

所以近年来，Fenton试剂与其它技术（如生物法、絮凝法、吸附法等）联合处理废水也得到了广泛的研究和应用。

从发展历程来看，Fenton法基本上是沿着光化学、电化学以及和其它方法联用的3条路线向前发展的。

传统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氧化技术的优点主要有：①反应启动快，反应条件温和，在常温常压下就可运行。

②设备简单，能耗小，节约运行成本。

③Fenton试剂氧化能力强，反应过程中可以将污染物彻底无害化，而且氧化剂H202参加反应后剩余物可以自行分解，不留残余，同时铁离子水解而产生的铁的氢氧化物是良好的絮凝剂，可优化处理结果。

Fenton 试剂的影响因素有哪些?羟基自由基是氧化有机物的有效因子，而[Fe2+][H2O2][OH-]决定了羟基自由基的产量，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等。

（1）pH值Fenton 试剂是在 pH 值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产生羟基自由基。

按照经典的 Fenton 试剂反应理论，pH值升高不仅抑制了羟基自由基的产生，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。

即 pH值的变化直接影响到 Fe2+、Fe3+的络合平衡体系，从而影响Fenton 试剂的氧化能力。

一般废水pH值在3左右，降解率较高。

（2）H2O2投加量采用Fenton 试剂处理废水的有效性和经济性主要取决于 H2O2的投加量。

一般地，随着 H2O2用量的增加，有机物降解率先增大，而后出现下降。

（3）催化剂投加量FeSO4·7H2O是催化 H2O2分解生成羟基自由基最常用的催化剂。

与H2O2相同，一般情况下，随着 Fe2+用量的增加，废水 COD的去除率先增大，而后呈下降趋势。

其原因是∶在 Fe2+浓度较低时，Fe2+的浓度增加，H2O2产生的羟基自由基增加，所产生的羟基自由基全部参与了与有机物的反应;当Fe2+的浓度过高时，部分 H2O2发生无效分解，释放出O2。

（4）反应温度对于一般的化学反应，随着反应温度的升高，反应物分子平均动能增大，反应速率加快。

对于Fenton 反应系统，温度升高，羟基自由基的活性增大，有利于羟基自由基与废水中有机物的反应，可提高废水 COD的去除率;当温度过高时，会促使 H2O2分解为 O2和H2O，不利于羟基自由基的生成，反而会降低废水 COD的去除率。