芬顿试剂处理有机废水的研究进展

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1、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:A1894年，化学家FentonHJ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

2、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。[

3、1]1芬顿试剂的氧化机理芬顿试剂具有很强的氧化能力在于其中含有Fe2+和H2O2。其反应机理为：Fe2++H2O2→Fe3++·OH+OH-Fe3++H2O2→Fe2++·HO2+H+Fe2++·OH→Fe3++OH-Fe3++·HO2→Fe2++O2+H+芬顿试剂反应速度快，由于反应条件不同,反应速度会产生一定的差异，但H2O2的消耗速度是很快的。芬顿试剂反应体系复杂，关键是H2O2在Fe2+催化下生成的·OH，其氧化能力仅次于氟，高达2.80V。另外，·OH具有很高的电负性或亲电性，其电子亲和能力高达569

4、.3kJ，具有很强的加成反应特性。因此，芬顿试剂可以氧化水中的大多数有机物，适合处理难生物降解和一般物理化学方法难以处理的废水。52　Fenton处理废水的类型2.1　普通Fenton法H2O2在Fe2+的催化作用下分解产生·OH，其氧化电位是除元素氟外最强的无机氧化剂，它通过电子转移等途径将有机物氧化分解成小分子。同时,Fe2+作为催化剂最终被O2氧化成Fe3+，在一定条件下，可有Fe(OH)3胶体出现，它有絮凝作用，可大量地去除水中的悬浮物。普通Fenton试剂法在黑暗中就能破坏有机物,具有设备投资省的优点

5、。但其存在两个缺点：一是不能充分矿化有机物,初始物质部分转化为某些中间产物，这些中间产物或与Fe3+形成络合物，或与羟基自由基·OH的生成路线发生竞争,并可能对环境的危害更大;二是H2O2的利用率不高。为此人们把紫外线引入Fenton体系,形成了UV/Fenton法。2.2　光-芬顿法普通芬顿法过氧化氢的利用率低,有机物矿化不充分,如果把光照(紫外光或可见光)引入标准芬顿体系,可以大大提高其对有机物处理效率及对有机物的降解程度,这种紫外或可见光照射下的Fenton试剂体系被称为光-Fenton试剂。但光-芬顿试

6、剂的缺点是处理费用较高。详细的反应机理如下：Fe2++H2O2→Fe3++·OH+OH-[Fe(OH)]2+Fe2++HO·[Fe(OOC―R)]2+Fe2++R·+CO2HO·+RH→R·+H2OFe2++HO·→Fe3++OH-2.3电-芬顿法电-芬顿试剂就是在电解槽中通过电解反应生成H2O2或Fe2+,从而形成芬顿试剂,并让废水流入电解槽,由于电化学作用,使反应机制得到改善,从而提高了试剂的处理效果。该法综合了电化学反应和芬顿氧化,充分利用了二者的氧化能力。它与光-芬顿法相比自动产生H2O2的机制较完善。

7、导致有机物降解的因素较多,除·OH的氧化作用外,还有阳极氧化、电吸附等。具体反应机理如下:53芬顿法处理有机废水的应用进展3.1　普通芬顿法在有机废水处理中的应用安立超等[2]利用芬顿法对含硝基苯类生产废水进行处理,废水的CODcr、硝基苯含量(NB)及色度的去除率分别达到60%、90%和82%以上，废水的可生化性得到较大幅度的提高。余宗学[3]用Fenton法预处理含间二硝基苯生产废水,废水的CODcr、硝基苯含量(NB)及色度的去除率分别达到60%、88%和82%以上,废水的可生化性得到较大幅度的提高,为后

8、续处理创造了条件。王滨松等[4]研究表明，在pH为4、[Fe2+]=1mmol/L时，H2O2浓度对于orangeBN、navyRGB和redRGB分别为700mg/L、662mg/L和833Hig/E。如温度在80℃，反应60min时,orangeBN、navyRGB和redRGB废水的COD去除率分别达到88.9%、98.3%和93.4%。姜波,李芬,刘硕等[5]采用Fenton技