Fenton试剂对染料废水的降解脱色作用研究文献综述

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1、文献综述Fenton试剂对染料废水的降解脱色作用研究一、前言近年来，纺织工业迅速发展，染料品种和数量日益增加，染料生产和印染废水已成为水环境的重点污染源之一。染料废水具有有机物浓度高、色度高、无机盐含量高、成分复杂、可生化性差、脱色困难等特点，它难以采用常规方法进行治理，且含有多种具有生物毒性或“三致”(致癌、致畸、致突变)性能的有机物，因此一直是工业污水处理中的难点，也是当前国内外水污染控制领域急需解决的一大难题。印染废水的传统处理方法主要有物理化学法和生物法等，传统的混凝处理方法对于疏水性染料有

2、效，但对亲水性染料的脱色效果差，COD去除率低，如对水溶性的酸性染料、直接染料和活性染料去除效果不理想[1]。近年来，高级氧化处理技术(AOP)被引入到印染废水的处理中，其中Fenton试剂氧化降解染料废水被认为是一种很有发展前景的处理技术。Fenton试剂是由和复合得到的一种强氧化剂，在处理难生物降解或一般化学氧化难以凑效的有机废水时，具有反应迅速、温度和压力等反应条件缓和且无二次污染等优点。许多研究表明，Fenton试剂氧化法适合于处理活性染料、直接染料、金属络合物染料、分散染料等，因此在染料废

3、水处理中的应用越来越受到国内外的广泛重视[2,3]。二、主题1．Fenton试剂的发现历史及氧化机理Fenton反应是1894年由法国科学家H.J.HFenton发现并提出的，他在一项实验研究中发现在酸性水溶液中当和共存时可以有效地氧化酒石酸。这一发现为人们分析还原性有机物和选择性氧化有机物提供了新的方法，后人为纪念这位科学家，便将和混合物的水溶液和相关反应分别命名为Fenton试剂和Fenton反应。自从Fenton试剂被发现后，就被逐渐应用于精细化工、医药化工、医疗卫生等方面的分析研究和有机合成

4、领域[4]。1964年，H.R.Eisenhouser首次将Fenton试剂用于处理苯酚及烷基苯废水，开创了Fenton试剂在环境污染物处理中应用的先例；1968年，研究人员成功地把Fenton试剂用于城市污水中难降解的有机物的氧化去除。近年来，随着对绿色工艺和清洁生产的日益重视，对于Fenton反应这种无二次污染的绿色水处理方法的研究很活跃，关于其反应机理的研究也取得了较好的成果。早在1930年,Fenton反应的机理研究得到了初步的成果。以后数十年里，研究人员对于其反应机理进行不断充实和完善。中

5、国科学院的谢银德等人引用美国尤他州立大学研究人员使用顺磁共振的方法捕获到羟基自由基碎片而推导出的结论，得到一个对于Fenton反应的机理较为综合全面的解释[5]：印染废水中染料颜色来源于染料分子的共轭体系，即发色体。发色体是含有不饱和基团-N=N-、>C=C<、-N=O、>C=O、-NO2等的发色体系。与在酸性条件下生成的羟基自由基能够氧化打破共轭体系结构，使之变成无色的有机分子从而可以进一步矿化[6]。这是Fenton氧化反应对印染废水降解脱色的主要机理。2．Fenton试剂在不同染料废水中的降解

6、脱色作用的现状研究近年来许多学者对Fenton氧化技术在不同染料废水中的降解脱色作用做了大量的实验研究，得出了一系列的实验数据。杨威等[7]研究了Fenton试剂对染料废水的降解脱色作用，结果发现当甲基橙模拟染料废水的浓度为200mg/L时，Fenton反应的最佳条件为（30%）投加量为0.6mg/L，水样pH值为4.0，水样温度为20℃，反应时间为60min，投量为200mg/L；林桐枫研究了[8]Fenton法脱色降解活性黑5模拟废水，发现当染料浓度为50mg/L时，Fenton反应的最佳条件为

7、投加量为0.04mL，浓度为0.1mol/L，水样pH值为3.0，水样温度为25℃，反应时间为30min。李勇等[9]用Fenton试剂对活性艳红印染废水进行了处理，实验研究显示，当废水浓度为100mg/L时，Fenton反应的最佳条件为加药比（）为1:3.1，水样pH值为4.5，水样温度为50℃，反应时间为20min。叶招莲等[10]采用催化氧化处理了酸性染料废水，发现Fenton反应的最佳适用的初始pH值与待处理溶液的COD值有关，在3到5之间波动。对于COD为3220mg/L的酸性大红染料废水

8、，在按（质量比)投加30%，按（质量比）投加分析纯且避光反应1.5h，初始溶液pH=3时，COD的去除率达到47%。他们报导：在Fenton反应过程中，并不是越多越好，因为过多会与发生氧化还原反应，消耗部分过氧化氢，使效率急剧下降。与的比值在3～6之间，COD降解率比较高。李绍锋、张秀忠、张德明等人[11]对Fenton试剂氧化降解活性染料做了试验研究，发现染料浓度为400mg/L时,浓度为100-180mg/L，浓度为240-250mg/L，pH值为3.0，室温条件