芬頓氧化法在廢水處理中的應(yīng)用

湯泳虹

摘 要：Fenton氧化法是近年來發(fā)展起來的專門處理高濃度、高色度、難降解工業(yè)有機(jī)廢水的高級(jí)氧化技術(shù)，常用于廢水的高級(jí)處理，以去除COD、色度等。文章介紹了Fenton氧化法處理難降解有機(jī)廢水的機(jī)理及應(yīng)用情況，并對(duì)其在廢水處理中的發(fā)展趨勢(shì)作了展望。

關(guān)鍵詞：Fenton氧化法；廢水處理；難降解

1894年，科學(xué)家Fenton HJ發(fā)現(xiàn)，過氧化氫（H2O2）與二價(jià)鐵離子（Fe2+）混合后，可以將當(dāng)時(shí)很多已知的有機(jī)化合物如醇、羧酸、酯類等氧化為無機(jī)態(tài)，氧化性極強(qiáng)。但這種氧化性試劑卻因?yàn)檠趸詷O強(qiáng)沒有被太多重視。直至上世紀(jì)70 年代， 水環(huán)境的污染成為世界性難題，而具有去除難降解有機(jī)污染物的高能力的Fenton試劑，在多種工業(yè)廢水處理中逐漸得到了廣泛的應(yīng)用，并日益受到國(guó)內(nèi)外的關(guān)注。

1 Feton試劑反應(yīng)機(jī)理

Fenton氧化法是在酸性條件下利用Fe2+催化分解H2O2產(chǎn)生的·OH降解污染物，且生成的Fe3+發(fā)生混凝沉淀去除有機(jī)物，因此Fenton試劑在水處理中具有氧化和混凝兩種作用。一方面，對(duì)有機(jī)物的氧化作用是指Fe2+與H2O2作用，生成具有氧化能力極強(qiáng)的羥基自由基·OH 而進(jìn)行的自由基反應(yīng)[1]；另一方面，反應(yīng)生成的Fe（OH）3膠體具有絮凝、吸附功能，也可以去除水中部分有機(jī)物[2]。

羥基自由基（·OH）具有很強(qiáng)的氧化性，僅次于氟并且是一種非選擇性的氧化劑，易氧化各種有機(jī)物和無機(jī)物，反應(yīng)速度快，氧化效率高。

2 Fenton氧化法在廢水處理中的應(yīng)用

Fenton氧化法在廢水處理中的應(yīng)用具有其它方法無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，但由于過氧化氫價(jià)格昂貴， 如果單獨(dú)使用Fenton試劑， 則成本太高，所以在實(shí)踐應(yīng)用中通常與其他方法聯(lián)用，如與混凝沉降法、生物法、活性炭法等聯(lián)用，用于廢水的預(yù)處理或最終深度處理，以取得良好的效果。

2.1 廢水的預(yù)處理

加入Fenton試劑對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理， 是通過羥基自由基（·OH）與有機(jī)物的反應(yīng)， 使廢水中難降解的有機(jī)物發(fā)生偶合或氧化， 形成分子量較小的中間產(chǎn)物，從而改變它們的可生化性、混凝沉淀性和溶解性， 然后通過后續(xù)的混凝沉淀法或生化法加以去除， 可達(dá)到凈化的目的。吳克明[4]等對(duì)高濃度焦化廢水處理采用Fenton混凝沉淀法進(jìn)行了研究，氧化處理后用氯化鐵作為混凝劑，當(dāng)pH值控制在3左右，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時(shí)間為30min時(shí)，焦化廢水COD、NH3-N、色度和濁度去除率分別達(dá)到了93.1%、96.2%、90.2%和90.8%；肖羽堂等人[5] 向某染料廠的二硝基氯化苯生產(chǎn)廢水中加入一定量的鐵屑和0.08%的H2O2（30%）后，廢水的COD從953mg/L下降到290mg/L左右，而BOD5：COD值從0.07以下增至0.6以上。王浪等采用破乳-Fenton試劑法對(duì)磨床車間高濃度廢乳化液進(jìn)行處理，原水CODcr高達(dá)290000mg/L，而BOD5為28000mg/L，當(dāng)使用合適的破乳藥劑破乳后，投加適量的Fenton試劑進(jìn)行氧化處理，最終出水CODcr降至684 mg/L，BOD：COD由0.094上升至0.47，可生化性得到很大的提高。

2.2 廢水的深度處理

一些工業(yè)廢水，經(jīng)物化、生化處理后， 水中仍有少量難降解有機(jī)物未得以去除， 當(dāng)水質(zhì)未能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可采用Fenton氧化法對(duì)其進(jìn)行深度處理。例如，處理染料廢水采用中和-生化法時(shí)，由于仍殘留著生物難降解有機(jī)物，出水的COD 和色度不能達(dá)標(biāo)排放。而加入少量的Fenton試劑，可以同時(shí)達(dá)到去除COD和脫色的目的，使出水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。趙曉亮等通過研究證明：采用Fenton氧化法對(duì)經(jīng)A/A/O工藝處理的焦化廢水進(jìn)行深度處理，探索了反應(yīng)的最佳條件，證明Fenton氧化法深度處理焦化廢水是可行和有效的。廣東某造紙廠采用Fenton流化床技術(shù)對(duì)造紙廢水進(jìn)行深度處理，進(jìn)水COD=250mg/L，停留時(shí)間30min，最終出水COD去除率達(dá)到72%，且污泥產(chǎn)量少，占地少，處理成本較低。

3 結(jié)束語(yǔ)

Fenton氧化法具有易于操作，方便快捷等優(yōu)點(diǎn)，是一種應(yīng)用潛力很大的廢水處理技術(shù)，在國(guó)外該方法早已在一些對(duì)經(jīng)濟(jì)成本不敏感的工業(yè)廢水處理中得到廣泛的應(yīng)用。但傳統(tǒng)Fenton法由于存在有機(jī)物礦化程度不高、雙氧水消耗大、成本高等缺點(diǎn)，所以近年來國(guó)內(nèi)外側(cè)重于研究改性Fenton法。隨著研究的深入，又把紫外光（UV）、草酸鹽（c2O42-）等引入Fenton試劑中，發(fā)展了新的方法，如UV/Fenton法、UV/ H2O2法、鐵屑/H2O2法和電Fenton法等使其氧化能力大大增強(qiáng)。從發(fā)展歷程來看，基本上可沿著光化學(xué)和電化學(xué)兩條路線向前發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]羅剛，黃君禮，孫紅.活性炭吸附/Fenton 試劑氧化法處理造紙廠污冷凝水的研究[J].哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，32（6）：59-62.

[2]Xu Xiangrong，Li Huabin，Wang Wenhua，et al.Degradation of dyes solutions by the Fenton

process[J].Chemosphere，2004，57（7）：595-600.

[3]張國(guó)卿，羅春田，等.Fenton 試劑在處理難降解有機(jī)廢水中的應(yīng)用[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2004，30（3）：17-20.

[4]吳克明，陳新麗，陸艷.Fenton混凝沉淀法處理高濃度焦化廢水的研究[J].電力環(huán)境保護(hù)，2005，21（3）：41-43.

[5]肖羽堂，許建華.利用芬頓試劑預(yù)處理難降解的二硝基氯化苯廢水[J].重慶環(huán)境科學(xué)，1997，19（6）：33-36.

摘 要：Fenton氧化法是近年來發(fā)展起來的專門處理高濃度、高色度、難降解工業(yè)有機(jī)廢水的高級(jí)氧化技術(shù)，常用于廢水的高級(jí)處理，以去除COD、色度等。文章介紹了Fenton氧化法處理難降解有機(jī)廢水的機(jī)理及應(yīng)用情況，并對(duì)其在廢水處理中的發(fā)展趨勢(shì)作了展望。

關(guān)鍵詞：Fenton氧化法；廢水處理；難降解

1894年，科學(xué)家Fenton HJ發(fā)現(xiàn)，過氧化氫（H2O2）與二價(jià)鐵離子（Fe2+）混合后，可以將當(dāng)時(shí)很多已知的有機(jī)化合物如醇、羧酸、酯類等氧化為無機(jī)態(tài)，氧化性極強(qiáng)。但這種氧化性試劑卻因?yàn)檠趸詷O強(qiáng)沒有被太多重視。直至上世紀(jì)70 年代， 水環(huán)境的污染成為世界性難題，而具有去除難降解有機(jī)污染物的高能力的Fenton試劑，在多種工業(yè)廢水處理中逐漸得到了廣泛的應(yīng)用，并日益受到國(guó)內(nèi)外的關(guān)注。

1 Feton試劑反應(yīng)機(jī)理

Fenton氧化法是在酸性條件下利用Fe2+催化分解H2O2產(chǎn)生的·OH降解污染物，且生成的Fe3+發(fā)生混凝沉淀去除有機(jī)物，因此Fenton試劑在水處理中具有氧化和混凝兩種作用。一方面，對(duì)有機(jī)物的氧化作用是指Fe2+與H2O2作用，生成具有氧化能力極強(qiáng)的羥基自由基·OH 而進(jìn)行的自由基反應(yīng)[1]；另一方面，反應(yīng)生成的Fe（OH）3膠體具有絮凝、吸附功能，也可以去除水中部分有機(jī)物[2]。

羥基自由基（·OH）具有很強(qiáng)的氧化性，僅次于氟并且是一種非選擇性的氧化劑，易氧化各種有機(jī)物和無機(jī)物，反應(yīng)速度快，氧化效率高。

2 Fenton氧化法在廢水處理中的應(yīng)用

Fenton氧化法在廢水處理中的應(yīng)用具有其它方法無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，但由于過氧化氫價(jià)格昂貴， 如果單獨(dú)使用Fenton試劑， 則成本太高，所以在實(shí)踐應(yīng)用中通常與其他方法聯(lián)用，如與混凝沉降法、生物法、活性炭法等聯(lián)用，用于廢水的預(yù)處理或最終深度處理，以取得良好的效果。

2.1 廢水的預(yù)處理

加入Fenton試劑對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理， 是通過羥基自由基（·OH）與有機(jī)物的反應(yīng)， 使廢水中難降解的有機(jī)物發(fā)生偶合或氧化， 形成分子量較小的中間產(chǎn)物，從而改變它們的可生化性、混凝沉淀性和溶解性， 然后通過后續(xù)的混凝沉淀法或生化法加以去除， 可達(dá)到凈化的目的。吳克明[4]等對(duì)高濃度焦化廢水處理采用Fenton混凝沉淀法進(jìn)行了研究，氧化處理后用氯化鐵作為混凝劑，當(dāng)pH值控制在3左右，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時(shí)間為30min時(shí)，焦化廢水COD、NH3-N、色度和濁度去除率分別達(dá)到了93.1%、96.2%、90.2%和90.8%；肖羽堂等人[5] 向某染料廠的二硝基氯化苯生產(chǎn)廢水中加入一定量的鐵屑和0.08%的H2O2（30%）后，廢水的COD從953mg/L下降到290mg/L左右，而BOD5：COD值從0.07以下增至0.6以上。王浪等采用破乳-Fenton試劑法對(duì)磨床車間高濃度廢乳化液進(jìn)行處理，原水CODcr高達(dá)290000mg/L，而BOD5為28000mg/L，當(dāng)使用合適的破乳藥劑破乳后，投加適量的Fenton試劑進(jìn)行氧化處理，最終出水CODcr降至684 mg/L，BOD：COD由0.094上升至0.47，可生化性得到很大的提高。

2.2 廢水的深度處理

一些工業(yè)廢水，經(jīng)物化、生化處理后， 水中仍有少量難降解有機(jī)物未得以去除， 當(dāng)水質(zhì)未能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可采用Fenton氧化法對(duì)其進(jìn)行深度處理。例如，處理染料廢水采用中和-生化法時(shí)，由于仍殘留著生物難降解有機(jī)物，出水的COD 和色度不能達(dá)標(biāo)排放。而加入少量的Fenton試劑，可以同時(shí)達(dá)到去除COD和脫色的目的，使出水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。趙曉亮等通過研究證明：采用Fenton氧化法對(duì)經(jīng)A/A/O工藝處理的焦化廢水進(jìn)行深度處理，探索了反應(yīng)的最佳條件，證明Fenton氧化法深度處理焦化廢水是可行和有效的。廣東某造紙廠采用Fenton流化床技術(shù)對(duì)造紙廢水進(jìn)行深度處理，進(jìn)水COD=250mg/L，停留時(shí)間30min，最終出水COD去除率達(dá)到72%，且污泥產(chǎn)量少，占地少，處理成本較低。

3 結(jié)束語(yǔ)

Fenton氧化法具有易于操作，方便快捷等優(yōu)點(diǎn)，是一種應(yīng)用潛力很大的廢水處理技術(shù)，在國(guó)外該方法早已在一些對(duì)經(jīng)濟(jì)成本不敏感的工業(yè)廢水處理中得到廣泛的應(yīng)用。但傳統(tǒng)Fenton法由于存在有機(jī)物礦化程度不高、雙氧水消耗大、成本高等缺點(diǎn)，所以近年來國(guó)內(nèi)外側(cè)重于研究改性Fenton法。隨著研究的深入，又把紫外光（UV）、草酸鹽（c2O42-）等引入Fenton試劑中，發(fā)展了新的方法，如UV/Fenton法、UV/ H2O2法、鐵屑/H2O2法和電Fenton法等使其氧化能力大大增強(qiáng)。從發(fā)展歷程來看，基本上可沿著光化學(xué)和電化學(xué)兩條路線向前發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]羅剛，黃君禮，孫紅.活性炭吸附/Fenton 試劑氧化法處理造紙廠污冷凝水的研究[J].哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，32（6）：59-62.

[2]Xu Xiangrong，Li Huabin，Wang Wenhua，et al.Degradation of dyes solutions by the Fenton

process[J].Chemosphere，2004，57（7）：595-600.

[3]張國(guó)卿，羅春田，等.Fenton 試劑在處理難降解有機(jī)廢水中的應(yīng)用[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2004，30（3）：17-20.

[4]吳克明，陳新麗，陸艷.Fenton混凝沉淀法處理高濃度焦化廢水的研究[J].電力環(huán)境保護(hù)，2005，21（3）：41-43.

[5]肖羽堂，許建華.利用芬頓試劑預(yù)處理難降解的二硝基氯化苯廢水[J].重慶環(huán)境科學(xué)，1997，19（6）：33-36.

摘 要：Fenton氧化法是近年來發(fā)展起來的專門處理高濃度、高色度、難降解工業(yè)有機(jī)廢水的高級(jí)氧化技術(shù)，常用于廢水的高級(jí)處理，以去除COD、色度等。文章介紹了Fenton氧化法處理難降解有機(jī)廢水的機(jī)理及應(yīng)用情況，并對(duì)其在廢水處理中的發(fā)展趨勢(shì)作了展望。

關(guān)鍵詞：Fenton氧化法；廢水處理；難降解

1894年，科學(xué)家Fenton HJ發(fā)現(xiàn)，過氧化氫（H2O2）與二價(jià)鐵離子（Fe2+）混合后，可以將當(dāng)時(shí)很多已知的有機(jī)化合物如醇、羧酸、酯類等氧化為無機(jī)態(tài)，氧化性極強(qiáng)。但這種氧化性試劑卻因?yàn)檠趸詷O強(qiáng)沒有被太多重視。直至上世紀(jì)70 年代， 水環(huán)境的污染成為世界性難題，而具有去除難降解有機(jī)污染物的高能力的Fenton試劑，在多種工業(yè)廢水處理中逐漸得到了廣泛的應(yīng)用，并日益受到國(guó)內(nèi)外的關(guān)注。

1 Feton試劑反應(yīng)機(jī)理

Fenton氧化法是在酸性條件下利用Fe2+催化分解H2O2產(chǎn)生的·OH降解污染物，且生成的Fe3+發(fā)生混凝沉淀去除有機(jī)物，因此Fenton試劑在水處理中具有氧化和混凝兩種作用。一方面，對(duì)有機(jī)物的氧化作用是指Fe2+與H2O2作用，生成具有氧化能力極強(qiáng)的羥基自由基·OH 而進(jìn)行的自由基反應(yīng)[1]；另一方面，反應(yīng)生成的Fe（OH）3膠體具有絮凝、吸附功能，也可以去除水中部分有機(jī)物[2]。

羥基自由基（·OH）具有很強(qiáng)的氧化性，僅次于氟并且是一種非選擇性的氧化劑，易氧化各種有機(jī)物和無機(jī)物，反應(yīng)速度快，氧化效率高。

2 Fenton氧化法在廢水處理中的應(yīng)用

Fenton氧化法在廢水處理中的應(yīng)用具有其它方法無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，但由于過氧化氫價(jià)格昂貴， 如果單獨(dú)使用Fenton試劑， 則成本太高，所以在實(shí)踐應(yīng)用中通常與其他方法聯(lián)用，如與混凝沉降法、生物法、活性炭法等聯(lián)用，用于廢水的預(yù)處理或最終深度處理，以取得良好的效果。

2.1 廢水的預(yù)處理

加入Fenton試劑對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理， 是通過羥基自由基（·OH）與有機(jī)物的反應(yīng)， 使廢水中難降解的有機(jī)物發(fā)生偶合或氧化， 形成分子量較小的中間產(chǎn)物，從而改變它們的可生化性、混凝沉淀性和溶解性， 然后通過后續(xù)的混凝沉淀法或生化法加以去除， 可達(dá)到凈化的目的。吳克明[4]等對(duì)高濃度焦化廢水處理采用Fenton混凝沉淀法進(jìn)行了研究，氧化處理后用氯化鐵作為混凝劑，當(dāng)pH值控制在3左右，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時(shí)間為30min時(shí)，焦化廢水COD、NH3-N、色度和濁度去除率分別達(dá)到了93.1%、96.2%、90.2%和90.8%；肖羽堂等人[5] 向某染料廠的二硝基氯化苯生產(chǎn)廢水中加入一定量的鐵屑和0.08%的H2O2（30%）后，廢水的COD從953mg/L下降到290mg/L左右，而BOD5：COD值從0.07以下增至0.6以上。王浪等采用破乳-Fenton試劑法對(duì)磨床車間高濃度廢乳化液進(jìn)行處理，原水CODcr高達(dá)290000mg/L，而BOD5為28000mg/L，當(dāng)使用合適的破乳藥劑破乳后，投加適量的Fenton試劑進(jìn)行氧化處理，最終出水CODcr降至684 mg/L，BOD：COD由0.094上升至0.47，可生化性得到很大的提高。

2.2 廢水的深度處理

一些工業(yè)廢水，經(jīng)物化、生化處理后， 水中仍有少量難降解有機(jī)物未得以去除， 當(dāng)水質(zhì)未能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可采用Fenton氧化法對(duì)其進(jìn)行深度處理。例如，處理染料廢水采用中和-生化法時(shí)，由于仍殘留著生物難降解有機(jī)物，出水的COD 和色度不能達(dá)標(biāo)排放。而加入少量的Fenton試劑，可以同時(shí)達(dá)到去除COD和脫色的目的，使出水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。趙曉亮等通過研究證明：采用Fenton氧化法對(duì)經(jīng)A/A/O工藝處理的焦化廢水進(jìn)行深度處理，探索了反應(yīng)的最佳條件，證明Fenton氧化法深度處理焦化廢水是可行和有效的。廣東某造紙廠采用Fenton流化床技術(shù)對(duì)造紙廢水進(jìn)行深度處理，進(jìn)水COD=250mg/L，停留時(shí)間30min，最終出水COD去除率達(dá)到72%，且污泥產(chǎn)量少，占地少，處理成本較低。

3 結(jié)束語(yǔ)

Fenton氧化法具有易于操作，方便快捷等優(yōu)點(diǎn)，是一種應(yīng)用潛力很大的廢水處理技術(shù)，在國(guó)外該方法早已在一些對(duì)經(jīng)濟(jì)成本不敏感的工業(yè)廢水處理中得到廣泛的應(yīng)用。但傳統(tǒng)Fenton法由于存在有機(jī)物礦化程度不高、雙氧水消耗大、成本高等缺點(diǎn)，所以近年來國(guó)內(nèi)外側(cè)重于研究改性Fenton法。隨著研究的深入，又把紫外光（UV）、草酸鹽（c2O42-）等引入Fenton試劑中，發(fā)展了新的方法，如UV/Fenton法、UV/ H2O2法、鐵屑/H2O2法和電Fenton法等使其氧化能力大大增強(qiáng)。從發(fā)展歷程來看，基本上可沿著光化學(xué)和電化學(xué)兩條路線向前發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]羅剛，黃君禮，孫紅.活性炭吸附/Fenton 試劑氧化法處理造紙廠污冷凝水的研究[J].哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，32（6）：59-62.

[2]Xu Xiangrong，Li Huabin，Wang Wenhua，et al.Degradation of dyes solutions by the Fenton

process[J].Chemosphere，2004，57（7）：595-600.

[3]張國(guó)卿，羅春田，等.Fenton 試劑在處理難降解有機(jī)廢水中的應(yīng)用[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2004，30（3）：17-20.

[4]吳克明，陳新麗，陸艷.Fenton混凝沉淀法處理高濃度焦化廢水的研究[J].電力環(huán)境保護(hù)，2005，21（3）：41-43.

[5]肖羽堂，許建華.利用芬頓試劑預(yù)處理難降解的二硝基氯化苯廢水[J].重慶環(huán)境科學(xué)，1997，19（6）：33-36.