1、Fenton及改進Fenton氧化法在難降解廢水處理中的應用Fenton氧化法是處理各種難降解有機物應用最多的一種高級氧化技術，具可有效處理酚類、農藥、印染、焦化及垃圾滲濾液等難降解廢水。由于Fenton氧化過程的復雜性和反應體系的多樣性，加之該法具有操作簡單、反應速度快、反應物易得、設備簡單、費用便宜、可產生絮凝、對環境友好等特點，Fenton氧化法的研究始終是難降解廢水處理中的研究熱點之一。筆者對普通Fenton氧化及改進的Fenton氧化技術在廢水處理中的應用研究進行了總結，希望有助于廢水處理企業節約成本，提高效率。1普通Fenton氧化法在難降解廢水處理中的應用1.1 處理酚類廢水酚類

2、物質廣泛存在于多種工業廢水中，特別是含氯酚、硝基酚類物質的廢水，生物降解性差，有的對微生物還有毒害作用。在處理該廢水時，一般采用化學氧化法先對酚類廢水進行預處理，以起到提高廢水的可生化性和降低其毒性的作用，然后再用生物法進行處理。采用Fenton氧化對含酚類物質的廢水進行處理研究，結果表明：在pH為4,H2O皺加量為25mg/L,Fe2+投加量為4mg/L,時間為1h,溫度為室溫時，苯酚去除率可達到較高水平，COD勺降解也取得了明顯的效果。采用Fenton試劑對酚類物質模擬水樣進行處理研究，當H2O跌度為4mmol/L、FeSO鍬度為0.5mmol/L,pH為3,室溫反應40min,Fento

3、n試劑對7種酚類物質進行處理，去除率均在98犯上。1.2 處理印染廢水印染廢水具有成分復雜、水質水量變化大、難降解有機物質含量高、色度大等特點。印染廢水中含有染料、漿料、助劑、無機鹽、酸堿及雜質等，其中染料中的硝基、胺基等化合物，以及銅、銘、鋅等重金屬，具有較大的生物毒性，屬難處理的一類工業廢水。采用Fenton氧化法對活性皂青印染廢水進行降解處理，表明在FeSO4/H2O摩爾比為2：3,廢水pH值為5.0,反應溫度為40c時，印染廢水色度去除率可達到99.9%,CO法除率可達到89.4%。采用Fenton試劑對三種活性染料（orangeBNnavyRG序口redRGB廢水進行降解研究，結果表

4、明：進行工藝優化后，三種染料的脫色率均在99%U上，在脫色的工藝條件下，通過正交試驗得出這三種染料的CO法除率分別能夠達到88.9%,98.3%F口93.4%。1.3 處理皮革廢水制革廢水成分復雜，污染物濃度高，不僅味臭、懸浮物、氨氮、色度、好氧物高，而且含有銘等重金屬離子和硫化物等有毒物質。該廢水采用常用的先物化后生化的方式，出水中仍有較多難生物降解的有機污染物，出水CODT常在200mg/L以上，僅可達到皮革廢水二級標準。對皮革廢水生物出水采用Fenton試劑法進行處理，表明在pH值為5,H202K力口量為200mg/L,Fe2+的投力口量為500mg/L,反應時間50min的條件下，CO

5、M質量濃度由333mg/L降至89mg/L,色度從90倍降至5倍以下，出水達到了污水綜合排放標準（GB8978-1996皮革廢水一級標準。2Fenton氧化法存在的問題1）久置雙氧水易分解，質量分數不穩定，需要經常標定；2）過氧化氫的利用率較低，處理成本較高；3）亞鐵離子容易流失，影響出水色度，需要后續脫色處理；4） pH適用范圍較窄，經常需要調節廢水的pH值，增加處理成O3改進的Fenton氧化法在難降解廢水處理中的應用3.1類Fenton試劑法利用同樣能催化H2O汾解生成OH的Fe（田）鹽溶液、可溶性鐵、鐵的氧化物、石墨、鐵鎰的氧化礦物做催化劑，以達到降解有機物的目的。以這類催化劑代替Fe

6、2釗成的Fenton試劑，稱為類Fenton試齊履Fengl采用零價鐵和過氧化氫組成的類Fenton法研究了AR730勺降解。結果表明：AR73去除效率隨著零價鐵、過氧化氫濃度、攪拌速率和溫度的增加而增加，但隨著初始pH值的增加而下降。經過30min的處理，在最佳操作條件下AR73的濃度由200mg/L降到了6.4mg/L,COL&能夠得到部分去除。沈吉敏等采用Fe0/H2O2類Fenton體系對水中氯硝基苯進行降解研究，結果表明：在相同pH值、鐵和H2O般加量情況下，Fe0/H2O2類Fenton法對對氯硝基苯的降解效率比傳統Fenton法高20%30%,pH值在3.57.0范圍內，

7、該體系對氯硝基苯都具有很好的降解去除作用。3.2電Fenton氧化法電Fenton氧化法的實質是用電化學法產生Fe2+或H2O2或者同時產生組成Fenton試劑的這兩種物質氧化分解有機物的方法。該法解決了普通Fenton氧化法中久置雙氧水易分解的問題。該方法的優點是：(1)自動產生H2O2勺機制較完善，采購、運輸和儲存H2O2勺問題不存在；(2)稀釋的過氧化氫可提高材料處理的安全性；(3)反應可在常壓和室溫下進行；(4)Fe2璀陰極可以再產生，污泥產量減少；(5)氧氣和空氣的噴射可提高反應溶液的混合作用。(6)包才§了OH的間接氧化，陽極的直接氧化，電混凝和電絮凝幾個方面的有機物降解

8、因素。目前電化學法的研究成果有：1)陰極電Fenton法，又稱EF-H2O2法。即把氧氣噴到電解池的陰極上，使O2被還原為H2O2H2O2與力口入的Fe2+發生Fenton反應。該法的優點是自動產生不穩定的H2O2有機物降解徹底，不易產生中間毒害物質。但該法又有以下缺點：由于陰極材料多為石墨、玻璃碳棒和活性炭纖維，這些材料電極效率低，因此H2O*量不多。2)犧牲陽極法，又稱EFFeO袪。該方法是在電解時，與陽極并聯的鐵被氧化為Fe2+,再加入H2O2形成Fenton體系。該方法不僅羥基自由基對有機物起降解作用，同時還有Fe(OH2、Fe(OH3的絮凝作用。該法對有機物的去除效果高于陰極電Fen

9、ton法，但存在以下缺點：產泥量相當大，陰極未充分發揮作用，另外需外加H2O2能耗大，成本較高。3 )EF-H2O2-FeOx(Electro-Fenton-H2O2-FerrousOxidation)。該方法是利用電極反應構成Fenton體系，過氧化氫在陰極上生成，亞鐵離子由犧牲陽極得到，在生成Fenton試劑的同時，利用過量鐵離子對水中有機污染物質進行混凝沉淀。此方法可以提高Fe3+向Fe2+的轉化速率，增大OH的生成量，對實際廢水可以進行很好的處理。4 )EF-H2O2-FeRe(Electro-Fenton-H2O2-FerricReduction)。該方法是指H2O才口Fe2+均由陰

10、極上生成，從而構成Fenton體系。采用電Fenton法預處理高濃度染料廢水，對影響內電解和Fenton氧化的各種因素進行研究，結果表明在最優反應條件下，CODfe除率可達58%脫色率在95%U上。采用電/Fenton法氧化降解阿莫西林模擬廢水，結果表明：電解能夠提供更多的Fe2+崔化H2O2對COD勺去除優于普通Fenton法。通過對濃度為100mg/L的阿莫西林廢水進行處理，得到了最佳工藝參數：H2O213mmol/L,n(Fe2+):n(H2O2=1:36,電流I為0.3A,pH值為4.5,時間為100min,COQfc除率達到70%可生化性由0增至0.41。5 .3光Fenton氧化法

11、當有光輻射（如紫外光、可見光）時，Fenton試劑氧化性能有很大的改善，也叫光助Fenton法。其基本原理類似于Fenton反應，但不同的是反應體系在紫外光的照射下Fe3+與水可以直接產生OH及Fe2+,Fe2+可與H202a一步反應生成OH從而加速水中有機污染物的降解速度。該法的優點是：（1）減少了Fe2+的用量，保證了H2O2較高的利用率；（2）有機物礦化程度高（3）紫外光和Fe2+寸H2O2催化分解有協同效應。（4）在紫外光的照射下，Fe2+和Fe3+均能保持著良好的循環反應，克服了常規體系中Fe3+向Fe2+轉化率低的問題。（5）有機物在紫外線作用下可實現部分降解。其主要缺點是：（1）

12、太陽能利用率不高，能耗較大，處理設備費用較高。（2）只適用于處理中低濃度的有機廢水。采用光助Fenton氧化對水溶性染料曙紅Y的降解脫色進行研究，對染料濃度、Fenton試劑用量、光源、初始pH值這四種主要因素進行了分析。結果表明當Fe2+濃度在0.0350.0719mmol/L之間，H2O2的質量濃度為染料的50100倍時，太陽光光照可使質量濃度小于0.1g/L的曙紅Y染料廢水的降解，脫色率達95姒上。采用光功Fenton氧化對紡織廢水的降解進行研究，結果表明：在總成本降低的條件下脫色率大于98.99%,CO昧除率可達72.0%,DOC（可溶性有機碳）去除率可達71.5%,出水可達標排放。6

13、 .4超聲-Fenton法超聲波對有機物的降解是一個物理化學過程，是通過超聲輻射產生的空化效應，空化效應產生的局部高溫、高壓，使水和溶解在水中的氧氣發生裂解反應生成大量的0厝高活性的自由基對污染物進行降解。Fenton試劑與超聲聯用具有以下優點：（1）可以加快產生羥基自由基的速度，也就加快了降解有機污染物的速度。（2）超聲波-Fenton法具有明顯的協同效應，結果優于二者的簡單加和。（3）適用廣、操作簡便、無（少）污染。采用超聲強化Fenton法對堿性品藍染料廢水進行研究，考查了各種因素對COf?色度去除率的影響。結果表明：超聲可明顯提高Fenton試齊I的氧化能力。pH為3.28,30%勺H

14、2O般力口量為2mLFeSO4投加量為150mg/L、反應時間為50min時，CODC和色度的去除率分別可達83方口99.3%o采用超聲-Fenton試劑耦合法對苯酚廢水降解進行研究，通過單因素和正交試驗對各因素進行考查。實驗結果表明，在最佳條件下，100mg/L的苯酚溶液的降解率可達99.5%。在最佳工藝條件下，對超聲-Fenton試劑降解苯酚的動力學進行研究發現反應符合表觀一級反應動力學。研究還表明，超聲-Fenton試劑耦合法明顯優于二者的簡單相加，且能夠顯著縮短反應時間，提高苯酚降解率。3.5 混凝-Fenton法混凝法是一種應用較廣的物理化學方法，當向廢水中加入混凝劑并使之水解產生水

15、合配位離子及氫氧化物膠體時，能中和廢水中某些物質表面所帶的電荷，使這些帶電物質發生凝聚。混凝法作為一種成熟、經濟的處理方法，在組合工藝中常常扮演著重要角色。Fenton法和混凝法聯用具有投資少，設備簡單，操作方便，處理效果好等優點。采用絮凝沉淀-Fenton氧化法對印染廢水進行處理，COD直可從1400g/L降至70g/L以下，CO法除率可達95%色度去除率可達到97%出水可達標排放。采用混凝-Fenton試劑對模擬印染廢水進行處理，篩選了最佳混凝和氧化條件。結果表明：混凝-Fenton法對親水性染料和疏水性染料廢水都適合，pH值對這兩部分試驗影響較大，混凝的適宜pH值為810,而Fenton

16、氧化的適宜pH值為3左右，廢水CO法除率達到90姒上，色度去除率達95犯上。3.6 微波-Fenton法微波氧化技術是利用能強烈吸收微波的“敏化劑”把微波能傳遞給那些不直接明顯吸收微波的有機物質，從而誘發化學反應，使這些有機物被氧化降解。微波與Fenton試劑聯用具有以下優點：（1）二者相互促進，具有明顯的協同效應；（2）產生自由基的速率加快，提高了Fenton反應的效率，有效提高了有機物的降解率。（3）加熱速度快、無溫度梯度、無滯后效應。采用微波強化Fenton氧化處理弱酸艷紅B染色廢水，討論了各種條件對廢水色度和去除率的影響。結果表明：在pH值為2.5、30%的H2O2&力口量為4

17、L/L、FeSO破力口量為100g/L、微波功率為539W反應時間為10min的條件下，廢水色度去除率為99.1%,CO法除率為81.9%。微波和Fenton試劑具有明顯的協同效應。采用微波-Fenton氧化法對某焦化公司生化處理后的焦化廢水進行研究，確定的最佳工藝條件是：Fe2+為100mg/L,H2O媯800mg/L,溶液初始pH值為3,微波功率為100W微波輻射時間為2min。在該試驗條件下，CO昧除率在80%85%剩余質量濃度為3050mg/L脫色率為87.5%90%出水色度為3050。4結語Fenton氧化法對于處理含有毒、有害、難降解的有機廢水具有獨特的優勢，是一種很有應用潛力的廢水處理方法。改進的Fenton氧化法不同程度地解決了普通Fenton氧化法存在的問題。這些方法在酚類、農藥、印染、焦化及垃圾滲濾液等難降解廢水中應用較多，而在皮革廢水方面的應用研究較少。目前，我國制革廢水處理無論在處理率或建成設施的達標率方面都存在許多問題。對皮革廢水采用傳統方法不易達標的