芬顿试剂处理废水的研究与进展

《芬顿试剂处理废水的研究与进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、芬顿试剂处理废水的研究与进展摘要：近年来，高级氧化技术在处理废水方面取得了一定的进展，尤其是芬顿试剂作为一种强氧化剂去除废水屮的有机污染物效果显著。木文介绍了Fenton试剂的氧化机理，概述了Fenton试剂氧化的影响因素和演变，并对各种类型的Fenton氧化法在废水处理屮的应用做了阐述。关键词：废水；冇机污染物；芬顿试剂；反应机理引言：1894年,法国科学家Fenton发现，在酸性条件下，Fe2+/H202可以有效氧化酒石酸⑴：2H+C,H606+2Fe2++6H202-4C02+10H20+2Fe3+这项研究发现为人们分析还原性有机物

2、和有机物的选择性氧化提供了一种新的方法。人们为了纪念这位伟大的科学家，将Fe2+/IL02命名为Fenton试剂（中文芬顿），即为标准的芬顿试剂，由芬顿试剂介导的反应称为芬顿反应。口芬顿试剂及芬顿反应发现以来，有关芬顿反应的研究主要用于有机合成、酶促反应以及细胞损伤机理和应用，这为人们分析还原性有机物和选择性氧化有机物提供了一种新的方法。1964年，加拿大学者Eiscnhancr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%⑵。Fenton试剂具有很强的氧化性，而且其氧化性没有选择性，能适应齐种废水的处

3、理，因此受到国内外的广泛关注。随着科学技术的发展与进步，齐种水处理方法层出不穷，科学家们在Fenton试剂的基础上衍生出很多类Fenton法,如光（电）-Fenton,超声波-Fenton等"刈。1芬顿试剂机理研究1.1强氧化作用目前普遍为大家所接受的反应机理：Fe2+与HQ反应与分解生成疑基自由基（・0H）和氢氧根离子（0H）,并引发连锁反应从而产生更多的其它自由基，然后利用这些自由基进攻有机质分子，从而破坏有机质分子并使其矿化直至转化为C02、也0等无机质⑺⑹・链的开始:Fe2++H202->Fe3++0H■+•0H链的传递：•0H+

4、F/->F/+OFT•OH+HO-•H02+H20f/+h心ff/+•no2+ir•H02+Fe3+->Fe2+4-•02+H*•OH+R-H—•R+H2O•OH+R-H—•[R-H]++OH_链的终止：2-OH->H2O2•IIO2+•IIO2->Fe2++O2Feb•OJfF/+H+O2F/+•H02->Fe2++H+02•HO2+Fe2++H*-*Fe3++H2O2•HO2+•O2+HJH2O2+O2•O；+Fe2++2ir->Fe3++HA0•+r-ch=ch-r2->r-c(OH)h=ch-r2根据疑基自由基氧化机理，芬顿试剂之

5、所以能氧化降解冇机污染物，主要是rtr丁•疑基自由基的强氧化能力(其氧化电位高达+2・8v)。另外，疑基自由基具冇很高的屯负性或亲电子性，其电子亲和能力高达569.3kJ,具冇很强的加成反应特征。1.2絮凝/沉降作用以上这些经典机理对一些实际废水处理所存在的现象却往往难以解释。Walling和Kato,S.H.Lin和Lo的研究表明,Fenton试剂在处理废水过程中,再生的F/、反应后端产生的F/与氢氧化物反应生成的铁水络合物，还具有絮凝、沉淀的功能。主要反应方程式如下[Fe(H20)6]3++H20->[Fe(H20)50H]2++H3

6、0+[Fe(H20)5OH]2++H2O->[Fe(H20)4(OH)2]++H30+当pH值为3-5时，2[Fe(H20)5OH]J[Fe(H20)8(OH)2]4++2H20[Fe(H20)8(OH)2]4M0->[Fe(H20)7(OH)3]3++H30+[Fe(H20)7(OH)3]3++[Fe(H20)50H]2+-[Fe3(H20)7(0H)4]5++2H20以上反应方程式表示了Fenton试剂具冇絮凝功能。Sheng研究表明，Fenton试剂所具有的这种絮凝功能是降解COD的重耍组成部分。1.3Fenton试剂氧化的影响因素

7、根据上述Fenton试剂氧化降解有机物的机理和途径可知，•0II是氧化有机物的有效因子，而二价铁、过氧化氢及废水的酸碱性决定了・0H的产率，即决定了降解有机物的程度，因此溶液的pll值、催化剂的种类及投加量氏02的投加量、投加方式以及体系的反应时间等都影响Fenton试剂处理难降解废水的程度。同吋对于不同的废水水质在相同的条件下有不同的处理效果，其最佳处理条件随着处理水质的变化而变化问。1.3.1pH值pH是影响Fenton试剂处理效果的重要因素0—，^0?分解为•0H的速度与溶液中［01门的浓度有关，即溶液初始pll值对双氧水的分解有很

8、大的影响。双氧水在碱性条件卜•极不稳定，容易分解，在酸性条件下其分解反应动力学常数最高。针对不同的工业废水，其适宜的pll范围不尽相同。pH过高或过低对有机物去除均不利，因为催化过氧化氢分解的