芬頓氧化技術(shù)在廢水處理中的分析與研究

章鵬鵬

（華北理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院 河北唐山 063009）

簡(jiǎn)單的物化處理污水手段，降解和轉(zhuǎn)化污染物不是很徹底，但利用生物法，因?yàn)樯锝到鈺r(shí)可能會(huì)產(chǎn)生有毒有害污染物的緣故，所以此方法，一般很難進(jìn)展順利達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，而高級(jí)氧化法可把它直截了當(dāng)?shù)牡V化，抑或經(jīng)由過氧化，借此來提升污染物的可生化特性，已經(jīng)得到了廣大學(xué)者的研究。

1 芬頓氧化法的機(jī)理分析

1.1 芬頓試劑羥基自由基反應(yīng)機(jī)理

芬頓氧化技術(shù)，它使用的芬頓試劑其中一個(gè)特點(diǎn)，就是它有很強(qiáng)的氧化效果，研究者借助順磁共振(ESR）的手段，分析了芬頓反應(yīng)中生成的氧化劑碎片的特點(diǎn)，能得到·OH特征信號(hào)，據(jù)此得到了高能的自由基的產(chǎn)生機(jī)理以及氧化劑的生成原理，產(chǎn)生的OH·的電極電位很高，其有很強(qiáng)的氧化能力，它不但把共軛體系結(jié)構(gòu)氧化進(jìn)而破壞，它還可以把有機(jī)物分子最終變?yōu)镃O2和水等。

1.2 芬頓試劑氧化有機(jī)物的反應(yīng)機(jī)理

芬頓氧化，即采用它自身的羥基自由基特點(diǎn)也就是超強(qiáng)氧化性，可以對(duì)降解較難的物質(zhì)實(shí)現(xiàn)深層次的氧化，有機(jī)污染物RH首先與體系內(nèi)部的羥基自由基(·OH）發(fā)生作用變成游離基R·，進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)被氧化得到CO2和H2O，最終，有機(jī)污染物能達(dá)到講解。

2 芬頓氧化技術(shù)分類

借助標(biāo)準(zhǔn)的芬頓試劑，加上變化和耦合反應(yīng)的前提，可以獲得很多類芬頓試劑法，這些方法與芬頓試劑原理大致相同。

2.1 電—芬頓法

電—芬頓法，通過組成微小原電池，經(jīng)過電化學(xué)處理，這樣可以自動(dòng)化地生成Fenton試劑，即經(jīng)由陽(yáng)極噴出氧氣，使得氧氣還原并補(bǔ)充H2O2，亞鐵離子的生成過程是，在溶液中加亞鐵鹽、鐵犧牲進(jìn)去充當(dāng)陽(yáng)極，抑或于酸性溶液中倒入鐵屑來得到。

2.2 光—芬頓法

光—芬頓法，它的原理是，把氧化劑或者催化劑，要么是與復(fù)色太陽(yáng)光要么是與單色紫外光輻射(UV）混合在一起發(fā)生反應(yīng)的方法。其原理即基于普通的Fenton法，發(fā)生光激發(fā)化學(xué)反應(yīng)，得到更多的羥基自由基·OH，亞鐵離子的循環(huán)作用效率得到提升，污染物因此降解。

2.3 微波—芬頓法

微波可以使磁性物質(zhì)發(fā)生“熱點(diǎn)”，能減小反應(yīng)物的活化能，污染物因此降解，反應(yīng)比較快速、效率比較高，很難產(chǎn)生二次污染。

2.4 超聲波—芬頓法

超聲降解處于溫和環(huán)境中，它的降解的效率高，它的范圍廣，可單用，抑或跟其他的水處理技術(shù)在一起使用。

3 芬頓氧化在廢水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀研究

3.1 焦化廢水

焦化廢水，典型的有毒而且降解難度大的廢水，它的有機(jī)污染物成分復(fù)雜，常見的生化處理，不能成功去除，焦化廢水排放到大氣中，但是很難達(dá)標(biāo)。焦化廢水常常利用預(yù)處理或深度處理技術(shù)之后達(dá)標(biāo)，芬頓催化氧化，和其組合工藝凈化焦化廢水的運(yùn)用會(huì)得到大力推廣使用。

3.2 印染廢水

印染廢水，其成分繁多、降解難度大的有機(jī)物的含量高，并且其色度高、其毒副作用大、其可生化性不好。但生成·OH有強(qiáng)氧化特點(diǎn)，可以使生物降解程度由難變易，其能破壞染料的發(fā)色抑或助色基團(tuán)，所以這種方法大范圍用于凈化印染廢水的工作中。

3.3 農(nóng)藥廢水

農(nóng)藥廢水，它是一類高濃度的有毒的有機(jī)廢水，其生物降解難度大，其有濃度高、色度深、毒害作用大、污染物的組成成分繁雜等特點(diǎn)。借助Fenton對(duì)除草劑惡草酮開展研究。研究發(fā)現(xiàn)，黑暗條件中，F(xiàn)e3+和H2O2的濃度分別是3和100M的情況下，經(jīng)由5h Fenton試劑的光催化處理之后，惡草酮的去除率最高可達(dá)98.4%。

3.4 化工廢水

化工廢水中往往里面有氯代苯類等毒性物質(zhì)較多，往往毒性較強(qiáng)，致癌性也較強(qiáng)，它是典型的降解難度大的工業(yè)中產(chǎn)生的有機(jī)廢水。利用Fenton－絮凝法來對(duì)化工綜合廢水進(jìn)行分析。這可以為后續(xù)生化處理提供有利條件。

3.5 制藥廢水

制藥廢水的特點(diǎn)是有機(jī)污染物的濃度高，毒性大，往往存在很多生物抑制劑，因此生物降解的難度比較大。根據(jù)醫(yī)藥化工產(chǎn)生的廢水污染物的獨(dú)有特征，高含氮廢水沉淀法進(jìn)行預(yù)先處理，綜合廢水中的一些處理工藝，而且把握對(duì)應(yīng)的設(shè)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語(yǔ)

Fenton試劑，作為一種強(qiáng)氧化劑，其活性高、而且反應(yīng)速率快、它的反應(yīng)條件要求溫和，適用范圍廣，在難降解污染物處理中降解處理迅速，其有較大的使用范圍，即可以提升廢水的可生化性，在處理系統(tǒng)的終端開展深度處理，能夠讓外排的廢水的水質(zhì)可以達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)水平。隨著研究的不斷加深，F(xiàn)enton氧化法不斷改進(jìn)后，會(huì)得到更加廣泛的使用。

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