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1、Fenton试剂处理难降解有机废水及其应用王罗春·水污染防治·*Fenton试剂处理难降解有机废水及其应用TreatmentofNon-degradableOrganicWastewaterwithFentonReagentanditsApplication王罗春闻人勤丁桓如(上海电力学院环境工程系上海200090)摘要介绍了Fenton试剂处理难降解有机废水的机理和影响因素,列举了Fenton试剂处理一些难降解有机废水的反应条件及处理效果,并概述了其在实践中的应用。关键词Fenton试剂难降解有机废水
2、深度处理预处理AbstractMechanismandeffectingfactorsinthetreatmentofNon-degradableorganicwastewaterwithFentonreagentweredescribed,reactionconditionandtreatingeffectofsomespeciesoforganicwastewaterwerelisted,itsapplica-tioninpracticewassummarized.KeywordsFentonrea
3、gentNon-degradableorganicwastewaterDeeptreatmentPretreatment2+Fenton试剂是由H2O2和Fe混合得到的一整个体系的反应十分复杂,其关键是通过2+种强氧化剂,由于其能产生氧化能力很强的·OHFe在反应中起激发和传递作用,使链反应能持续自由基,在处理难生物降解或一般化学氧化难以凑进行直至H2O2耗尽。效的有机废水时,具有反应迅速、温度和压力等反以上链反应产生的羟基自由基具有如下重要[4]应条件缓和且无二次污染等优点,近30年来,其在性质:工业
4、废水处理中的应用越来越受到国内外的广泛(1)羟基自由基是一种很强的氧化剂,其氧化[1,2]重视。电极电位(E)为2.80V,在已知的氧化剂中仅次于F2;1Fenton试剂处理有机废水的机理(2)具有较高的电负性或电子亲和能(569.3Fenton试剂之所以具有很强的氧化能力,是kJ),容易进攻高电子云密度点,同时·OH的进攻2+因为其中含有Fe和H2O2,H2O2被亚铁离子催化具有一定的选择性;分解生成羟基自由基(·OH),并引发更多的其他(3)·OH还具有加成作用,当有碳碳双键存[3]自由基,其反应机
5、理如下:在时,除非被进攻的分子具有高度活泼的碳氢键,2+3+-Fe+H2O2→Fe+·OH+OH(1)否则,将发生加成反应。3+2++Fe+H2O2→Fe+HO2+H(2)Fenton试剂处理有机物的实质就是羟基自由Fe2++·OH→Fe3++OH-(3)基与有机物发生反应。Fe3++·HO2++对于多元醇(乙二醇、甘油)以及淀粉、蔗糖、葡2→Fe+O2+H(4)·OH+H2O2→H2O+HO2·萄糖之类的碳水化合物,在·OH作用下,分子结+构中各处发生脱H(原子)反应,随后发生C-C键HO2·→O2+
6、H-的开裂,最后被完全氧化为CO2,其COD可得到大O2·+H2O2→O2+OH[2]大降低。*上海市高等学校青年科学基金项目收稿日期2001-01-08—11—环境保护科学第27卷总第105期2001年6月对于水溶性高分子(聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、聚同时达到对废水进行脱色和降低COD的目[10,11]丙烯酰胺)和水溶性乙烯化合物(丙烯腈、丙烯酸、的。丙烯醇、丙烯酸甲酯、醋酸乙酯)·OH加成到C=此外,对于某些水溶性有机物(如带磺酸基团C键上,使双键断裂,然后将其氧化为CO2,COD的萘系有机物),·OH
7、可与其发生反应,改变其电[2]去除率较高。子云密度和结构,降低其水溶性,有利于采用混凝对于饱和脂肪族一元醇(乙醇、异丙醇)和饱和或吸附的方法对其进行去除[12]。脂肪族羧基化合物(醋酸、醋酸乙基丙酮、乙醛),主链为稳定的化合物,·OH只能将其氧化为羧酸,2Fenton试剂处理难降解有机废水的影COD去除率较低,但可以提高废水的生化性,有利响因素[2]于进行后续生化处理。根据上述Fenton试剂反应的机理可知,·OH对于酚类有机物,低剂量的Fenton试剂可使是氧化有机物的有效因子,而[Fe2+]、[H2
8、O2]、其发生偶合反应生成酚的聚合物,有利于采用混凝[OH]决定了·OH的产量,因而决定了与有机物[5]法对其进行去除;大剂量的Fenton试剂可使酚反应的程度。影响Fenton试剂处理难降解难氧化的聚合物进一步转化成CO2,从而达到净化废水的有机废水的因素包括pH值、过氧化氢投加量及投目的。加方式、催化剂种类、催化剂投加量、反应时间和反对于芳香族化合物来说,·OH可以破坏芳香应温度等,每个因素之间又是相互影响的,不同种环,形成脂肪族化合物
