Fenton氧(yang)(yang)化法是一(yi)種高(gao)效(xiao)且經濟的(de)廢(fei)水高(gao)級氧(yang)(yang)化技術(shu)，過氧(yang)(yang)化氫和亞鐵(tie)離子反應(ying)產(chan)生強氧(yang)(yang)化性(xing)的(de)羥(qian)基(ji)自由基(ji)(˙OH)，氧(yang)(yang)化降解(jie)廢(fei)水中污染(ran)物(wu)。Fenton氧(yang)(yang)化法具有氧(yang)(yang)化能力強、設備簡單、易于操作(zuo)、操作(zuo)成本低等優點(dian)，廣泛應(ying)用于造(zao)紙(zhi)、印染(ran)、制藥等行業(ye)工業(ye)廢(fei)水處理。  

小(xiao)編根據群內(nei)專家的(de)(de)交(jiao)流(liu)內(nei)容，綜合整理，分享給(gei)圈內(nei)外環(huan)保工作者，理解(jie)新技(ji)術，掌握(wo)新技(ji)術，始終站在環(huan)保科技(ji)的(de)(de)前沿。 

1、Fenton  

Fenton(中文(wen)譯(yi)為芬(fen)頓(dun))是為數不(bu)多的(de)(de)以人(ren)名(ming)命名(ming)的(de)(de)無(wu)機(ji)(ji)化(hua)(hua)學反(fan)應(ying)之(zhi)一(yi)。1893年(nian)，化(hua)(hua)學家FentonHJ發(fa)(fa)現(xian)，過(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(H2O2)與二(er)價鐵(tie)離子Fe的(de)(de)混(hun)合(he)溶(rong)液具有(you)(you)(you)強氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)性，可以將(jiang)當時很多已知的(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)化(hua)(hua)合(he)物如(ru)羧酸、醇、酯類(lei)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)為無(wu)機(ji)(ji)態，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)效果(guo)十分(fen)顯(xian)著。但此(ci)后半個多世紀中，這種氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)性試劑(ji)卻因(yin)為氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)性極(ji)強沒(mei)有(you)(you)(you)被太多重(zhong)視。但進入20世紀70年(nian)代，芬(fen)頓(dun)試劑(ji)在環境化(hua)(hua)學中找到了(le)它的(de)(de)位置，具有(you)(you)(you)去(qu)除難降解有(you)(you)(you)機(ji)(ji)污染物的(de)(de)高能(neng)力的(de)(de)芬(fen)頓(dun)試劑(ji)，在印染廢水(shui)、含油(you)廢水(shui)、含酚廢水(shui)、焦化(hua)(hua)廢水(shui)、含硝(xiao)基(ji)(ji)苯廢水(shui)、二(er)苯胺廢水(shui)等廢水(shui)處(chu)理中體現(xian)了(le)很廣泛的(de)(de)應(ying)用。當芬(fen)頓(dun)發(fa)(fa)現(xian)芬(fen)頓(dun)試劑(ji)時，尚不(bu)清楚過(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)氫與二(er)價鐵(tie)離子反(fan)應(ying)到底生成了(le)什么氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)具有(you)(you)(you)如(ru)此(ci)強的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)能(neng)力。二(er)十多年(nian)后，有(you)(you)(you)人(ren)假設可能(neng)反(fan)應(ying)中產生了(le)羥基(ji)(ji)自由(you)基(ji)(ji)，否則(ze)，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)性不(bu)會有(you)(you)(you)如(ru)此(ci)強。因(yin)此(ci)，以后人(ren)們采用了(le)一(yi)個較廣泛引用的(de)(de)化(hua)(hua)學反(fan)應(ying)方程式來描述芬(fen)頓(dun)試劑(ji)中發(fa)(fa)生的(de)(de)化(hua)(hua)學反(fan)應(ying)：  

Fe+H2O2→Fe+OH+˙OH①  

從上(shang)式(shi)可以看出(chu)，1mol的(de)(de)(de)(de)H2O2與1mol的(de)(de)(de)(de)Fe反(fan)應(ying)后生(sheng)成1mol的(de)(de)(de)(de)Fe，同時(shi)伴隨(sui)生(sheng)成1mol的(de)(de)(de)(de)OH外加1mol的(de)(de)(de)(de)羥基(ji)自(zi)由基(ji)。正是羥基(ji)自(zi)由基(ji)的(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)，使得芬頓(dun)試(shi)劑(ji)(ji)(ji)具有強的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)能力。據計(ji)算在(zai)(zai)pH=4的(de)(de)(de)(de)溶液中，OH˙自(zi)由基(ji)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)電勢高達2.73V。在(zai)(zai)自(zi)然界中，氧(yang)化(hua)(hua)能力在(zai)(zai)溶液中僅次于氟氣。因(yin)此，持久性有機物，特(te)別(bie)是通常(chang)的(de)(de)(de)(de)試(shi)劑(ji)(ji)(ji)難以氧(yang)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)芳香類化(hua)(hua)合物及(ji)一些雜環類化(hua)(hua)合物，在(zai)(zai)芬頓(dun)試(shi)劑(ji)(ji)(ji)面前全部被無選擇(ze)氧(yang)化(hua)(hua)降解掉。1975年(nian)，美國著名環境化(hua)(hua)學(xue)(xue)家WallingC系統研究了芬頓(dun)試(shi)劑(ji)(ji)(ji)中各類自(zi)由基(ji)的(de)(de)(de)(de)種(zhong)類及(ji)Fe在(zai)(zai)Fenton試(shi)劑(ji)(ji)(ji)中扮演的(de)(de)(de)(de)角色，得出(chu)如(ru)下化(hua)(hua)學(xue)(xue)反(fan)應(ying)方程(cheng)：  

H2O2+Fe→Fe+O2+2H②  

O2+Fe→Fe+O2˙③  

可以(yi)看(kan)出，芬頓(dun)(dun)試(shi)(shi)劑中(zhong)除(chu)了產生1摩爾的(de)(de)OH˙自(zi)由(you)基(ji)(ji)外(wai)，還伴隨(sui)著生成1摩爾的(de)(de)過氧自(zi)由(you)基(ji)(ji)O2˙，但是過氧自(zi)由(you)基(ji)(ji)的(de)(de)氧化電勢只有1.3V左右(you)，所以(yi)，在(zai)芬頓(dun)(dun)試(shi)(shi)劑中(zhong)起主要(yao)氧化作(zuo)用的(de)(de)是OH˙自(zi)由(you)基(ji)(ji)。  

芬頓試(shi)劑(ji)法(fa)是針對一些特別難降解的(de)機(ji)有污染(ran)(ran)物(wu)如高COD，利用硫酸(suan)(suan)亞鐵和雙氧水的(de)強(qiang)氧化還原性，生(sheng)成反(fan)應(ying)強(qiang)氧化性的(de)羥基自(zi)由基，與(yu)(yu)難降解的(de)有機(ji)物(wu)生(sheng)成自(zi)由基，最后(hou)有效(xiao)的(de)氧化分解(芬頓(Fenton)試(shi)劑(ji)反(fan)應(ying)機(ji)理)。芬頓試(shi)劑(ji)的(de)處理效(xiao)果受(shou)到廢(fei)水污染(ran)(ran)物(wu)濃(nong)(nong)度，反(fan)應(ying)的(de)pH值，硫酸(suan)(suan)亞鐵與(yu)(yu)雙氧水的(de)比例，雙氧水的(de)投加濃(nong)(nong)度的(de)影響。  

2、芬頓氧化加硫酸亞鐵后多久加入雙氧水  

芬(fen)頓試劑的(de)(de)主要藥劑是硫(liu)(liu)酸(suan)亞(ya)鐵(tie)(tie)與(yu)雙(shuang)氧水與(yu)堿(jian)。硫(liu)(liu)酸(suan)亞(ya)鐵(tie)(tie)與(yu)雙(shuang)氧水的(de)(de)投(tou)(tou)加(jia)順(shun)序(xu)會影響到廢水的(de)(de)處(chu)理(li)(li)效果。先(xian)通(tong)過(guo)正(zheng)交(jiao)實驗(yan)將(jiang)硫(liu)(liu)酸(suan)亞(ya)鐵(tie)(tie)與(yu)雙(shuang)氧水的(de)(de)投(tou)(tou)加(jia)比(bi)例(li)得(de)出(一旦控制不(bu)好便容易返色)。再(zai)按照先(xian)調PH值(zhi)，投(tou)(tou)加(jia)硫(liu)(liu)酸(suan)亞(ya)鐵(tie)(tie)，再(zai)投(tou)(tou)加(jia)雙(shuang)氧水，再(zai)進芬(fen)頓試劑投(tou)(tou)加(jia)順(shun)序(xu)與(yu)污(wu)泥沉降處(chu)理(li)(li)行(xing)pH值(zhi)調節(jie)的(de)(de)順(shun)序(xu)進行(xing)投(tou)(tou)加(jia)。在硫(liu)(liu)酸(suan)亞(ya)鐵(tie)(tie)投(tou)(tou)加(jia)后(hou)反應(ying)15分(fen)鐘(zhong)左右，再(zai)進行(xing)雙(shuang)氧水的(de)(de)投(tou)(tou)加(jia)，反應(ying)20~40分(fen)鐘(zhong)后(hou)再(zai)加(jia)入堿(jian)回(hui)調pH值(zhi)，處(chu)理(li)(li)效果更(geng)佳。  

3、芬頓氧化后污泥沉降如何處理  

由于芬頓氧化過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)硫酸亞(ya)鐵(tie)的大(da)量(liang)投(tou)加(jia)，使得(de)硫酸亞(ya)鐵(tie)中(zhong)(zhong)(zhong)鐵(tie)離子(zi)的大(da)量(liang)沉(chen)(chen)淀(dian)，產了(le)大(da)量(liang)的鐵(tie)泥(ni)。甚至會造成大(da)量(liang)的污泥(ni)懸(xuan)浮物在廢(fei)水中(zhong)(zhong)(zhong)難(nan)以沉(chen)(chen)降。出現(xian)這種(zhong)情況的原(yuan)因大(da)多數是因硫酸亞(ya)鐵(tie)與雙氧水的投(tou)加(jia)比例沒有控制(zhi)好(hao)，或雙氧水投(tou)加(jia)過(guo)量(liang)、反(fan)應不徹底(di)導致。出現(xian)這種(zhong)情況后(hou)可(ke)以通過(guo)投(tou)加(jia)絮凝(ning)(ning)劑(聚丙烯酰胺)進(jin)行強(qiang)化絮凝(ning)(ning)沉(chen)(chen)淀(dian)。或者(zhe)通過(guo)投(tou)加(jia)石(shi)灰粉進(jin)行PH值調節及助凝(ning)(ning)對懸(xuan)浮物進(jin)行凝(ning)(ning)聚沉(chen)(chen)淀(dian)。  

一(yi)般在污(wu)水處理工程上，采(cai)用芬(fen)頓都有特殊的反應條件和(he)足夠(gou)的反應時(shi)間(jian)，如果確定(ding)芬(fen)頓反應進行徹底，可在水中投加(jia)(jia)非離子型的聚丙烯(xi)酰胺，它(ta)可以幫助污(wu)泥加(jia)(jia)速(su)沉降。利用硫酸亞鐵(tie)芬(fen)頓對一(yi)些高(gao)色度與高(gao)COD廢水的去(qu)除率都可以達到90%-95%。  

芬頓(Fenton)法(fa)作為廢水高(gao)級處(chu)理(li)技術，利(li)用Fe2+和(he)H2O2之間的(de)鏈(lian)反應催化生成具有(you)強氧化性(xing)的(de)羥基自由基(˙OH)，可(ke)氧化各(ge)種有(you)毒和(he)難降解的(de)有(you)機化合物(wu)，針對高(gao)濃度難生物(wu)降解廢水處(chu)理(li)，可(ke)作為生物(wu)前(qian)處(chu)理(li)以改善水質，提升廢水的(de)可(ke)生化性(xing)，為后續的(de)深度處(chu)理(li)創造有(you)利(li)條件(jian)。  

4、芬頓流化床反應器  

 芬(fen)(fen)頓(dun)流(liu)化(hua)(hua)床反(fan)(fan)應器，又稱為芬(fen)(fen)頓(dun)氧化(hua)(hua)塔、芬(fen)(fen)頓(dun)反(fan)(fan)應塔，是(shi)進行芬(fen)(fen)頓(dun)反(fan)(fan)應對廢水進行高級氧化(hua)(hua)的(de)必要設(she)備。水博網(wang)技術(shu)管理中心(xin)在傳統芬(fen)(fen)頓(dun)反(fan)(fan)應塔的(de)基礎上，研發了具有獨特技術(shu)的(de)芬(fen)(fen)頓(dun)流(liu)化(hua)(hua)床反(fan)(fan)應器，本設(she)備利用(yong)流(liu)體化(hua)(hua)床方式使芬(fen)(fen)頓(dun)法所產生的(de)Fe3+大部分(fen)以結晶或沉淀(dian)附著在流(liu)化(hua)(hua)床芬(fen)(fen)頓(dun)載體表(biao)面，可大幅減少傳統芬(fen)(fen)頓(dun)法的(de)加(jia)(jia)藥(yao)量(liang)(liang)產生的(de)化(hua)(hua)學污泥量(liang)(liang)(H2O2加(jia)(jia)入量(liang)(liang)減少10%～20%，Fe2+加(jia)(jia)入量(liang)(liang)減少50%～70%，污泥量(liang)(liang)減少40%～50%)。  

5、處理焦化廢水  

煉焦廢水(shui)含有數十種無(wu)機和有機化合物(wu)，包括氨氮、硫氰化物(wu)、硫化物(wu)、氰化物(wu)、酚、苯(ben)胺、苯(ben)并比等，其中一些是(shi)高致癌物(wu)，屬于高污染難治理的工業廢水(shui)。  

實驗人員研(yan)究了(le)(le)用(yong)芬頓法處(chu)(chu)理焦化(hua)(hua)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)。探討了(le)(le)影(ying)響COD去除(chu)率(lv)的(de)(de)因素，確定了(le)(le)適宜的(de)(de)操作條件。在此(ci)條件下，焦化(hua)(hua)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)COD去除(chu)率(lv)達(da)88.9%.H202如(ru)分3批加入(總(zong)量不(bu)變(bian))，COD去除(chu)率(lv)可提高至(zhi)92%。實驗人員研(yan)究了(le)(le)芬頓氧化(hua)(hua)/混凝協(xie)同處(chu)(chu)理焦化(hua)(hua)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)經生物處(chu)(chu)理后(hou)(hou)的(de)(de)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)。結果(guo)表明，經此(ci)處(chu)(chu)理后(hou)(hou)，出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)可達(da)國(guo)家二級(ji)(ji)排放標準(zhun)(zhun)。如(ru)后(hou)(hou)續(xu)再經生物處(chu)(chu)理，最后(hou)(hou)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)將可穩定地達(da)到國(guo)家一級(ji)(ji)排放標準(zhun)(zhun)。研(yan)究試驗中(zhong)，還通過分析(xi)相對分子質(zhi)量分布和小分子有機物組成(cheng)，揭示(shi)了(le)(le)焦化(hua)(hua)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)生物處(chu)(chu)理后(hou)(hou)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)物質(zhi)組成(cheng)及其在芬頓氧化(hua)(hua)/混凝協(xie)同處(chu)(chu)理后(hou)(hou)的(de)(de)污染物變(bian)化(hua)(hua)規律。  

6、處理垃圾滲濾液  

城市(shi)(shi)垃圾(ji)(ji)滲濾(lv)液(ye)是一種組成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)分復(fu)雜的(de)污水，將會污染地下水，對城市(shi)(shi)環境構成(cheng)(cheng)嚴重威脅。由于其含(han)有多種有毒有害的(de)難降(jiang)(jiang)解(jie)有機(ji)物，不(bu)易用傳統的(de)生化法來(lai)處(chu)理。不(bu)同(tong)的(de)填(tian)埋場的(de)垃圾(ji)(ji)滲濾(lv)液(ye)的(de)組成(cheng)(cheng)、濃(nong)度(du)不(bu)同(tong)。因此，對垃圾(ji)(ji)滲濾(lv)液(ye)的(de)處(chu)理效率，實驗人員研究主要是從降(jiang)(jiang)低COD和去除的(de)混合(he)物中有機(ji)物分子量來(lai)考察。  

垃圾滲透(tou)液(ye)中(zhong)的(de)(de)應用，進行了用芬(fen)頓法(fa)處理垃圾滲濾液(ye)的(de)(de)中(zhong)型(xing)試驗，反(fan)應在連續的(de)(de)攪拌發生(sheng)器中(zhong)進行，當(dang)試劑加(jia)入(ru)量(liang)適當(dang)時，COD的(de)(de)去除率(lv)可(ke)(ke)達67.5%，從而(er)提高了可(ke)(ke)生(sheng)化(hua)性(xing)，有利于進一步的(de)(de)處理。  

由以上對各(ge)種廢(fei)水的(de)研究(jiu)可知(zhi)用芬頓試(shi)(shi)劑(ji)處理廢(fei)水的(de)特(te)點(dian)，一(yi)是(shi)反(fan)應啟動(dong)快，反(fan)應在酸(suan)性的(de)環境中，常(chang)(chang)溫常(chang)(chang)壓(ya)，條件溫和;二是(shi)不(bu)需要設(she)計復雜的(de)反(fan)應系統(tong)，設(she)備簡單、能(neng)耗小。實(shi)驗人員(yuan)認為芬頓試(shi)(shi)劑(ji)氧化性強，反(fan)應過(guo)程(cheng)中可以將污染(ran)物徹底地(di)無(wu)害化，而(er)且氧化劑(ji)H2O2，參加反(fan)應后(hou)的(de)剩余物可以自行(xing)分(fen)解掉，不(bu)留(liu)殘余，同時也(ye)是(shi)良(liang)好的(de)絮(xu)凝劑(ji)，效果好。  

Fenton試劑(ji)在處理各種(zhong)廢水的時候，其反應條件差別不(bu)大(da)，這就方(fang)便了Fenton試劑(ji)的工(gong)業化應用。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章