Fenton及其联合法处理有机废水的研究进展-曾丹林

Fenton及其联合法处理有机废水的研究进展曾丹林，刘胜兰，张崎，胡江生，赵磊，龚晚君，王光辉（武汉科技大学化学工程与技术学院，湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室，湖北武汉430081）［摘要］Fenton法是高级氧化技术的典型代表。采用Fenton法及其各种联合方法处理难降解有机废水，是水处理领域的一个研究重点。综述了Fenton法、超声波Fenton法、电Fenton法、光Fenton法、微波Fenton法等处理有机废水的研究进展，介绍了各种废水处理方法的特点及应用实例，并探讨了各方法存在的问题及今后的研究方向。［关键词］Fenton法；高级氧化技术；有机废水［中图分类号］X703.1［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2015）04-0014-04ResearchprogressinthetreatmentoforganicwastewaterbyFentonanditscombinedprocessesZengDanlin，LiuShenglan，ZhangQi，HuJiangsheng，ZhaoLei，GongWanjun，WangGuanghui（HubeiKeyLaboratoryofCoalConversionandNewCarbonMaterial，CollegeofChemicalEngineeringandTechnology，WuhanUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430081，China）Abstract：Fentonprocessisatypicalrepresentativeofadvancedoxidationprocesses.Fentonprocessanditsvariouscombinedprocesseshavebeenusedfortreatingrefractoryorganicwastewater，andhavebeentheresearchfocusinwatertreatmentfield.Researchprogressinorganicwastewatertreatment，suchasFentonprocess，ultrasonicFenton，electro-Fenton，photo-Fenton，microwave-Fenton，etc.aresummarized，andthecharacteristicsandapplicationex-amplesareintroduced.Theexistingproblemsandfutureresearchdirectionsarealsodiscussed.Keywords：Fentonprocess；advancedoxidationtechniques；organicwastewater近年来随着焦化、化工、制药等行业的快速发展，含各种有机污染物的废水日益增加。大部分有机废水在环境中性质稳定，具有强的致毒性、致畸性和致癌性。因此，寻求一种经济有效的水污染控制和治理方法具有重要的研究意义。目前传统的水处理方法主要有絮凝沉淀法〔1〕、生物处理法〔2〕、吸附法〔3〕、化学氧化法〔4〕等，但都存在一定的局限性。Fenton法〔5〕以羟基自由基为主要氧化剂与有机污染物发生反应，通过氧化破坏有机物的共轭结构来达到降解目的，具有操作简单、反应条件温和、适用范围广、易于控制、能耗低、反应速度快、氧化能力强、二次污染少等优点，克服了传统水处理方法存在的问题，引起了国内外研究者的广泛关注。但其反应过程中pH适用范围小、氧化剂利用率低、处理成本高、后续处理困难、对毒性大难降解有机废水的处理效率较低。因此，采用Fenton法和其他方法联合处理有机废水，不仅可降低处理成本，提高处理效率，同时也拓展了Fenton法的应用范围。1Fenton法简介Fenton法是在酸性条件下，Fe2+和H2O2产生高活性的羟基自由基，进而引发和传递一系列链反应，最终降解为CO2和H2O。Fenton法对废水中的有机物和无机物都具有很强的氧化能力，是目前较成熟、利用率较高的一种废水处理方法。其反应机理如式（1）~式（6）所示〔6〕：Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OHk1=40～80L/（mol·s）（1）Fe3++H2O2→Fe2++·O2H+H+k2=9.1×10-7L/（mol·s）（2）Fe2++·OH→Fe3++OH-k3=2.5×108～5×108L/（mol·s）（3）Fe2++·O2H→Fe3++HO2-k4=7.2×105～1.5×106L/（mol·s）（4）Fe3++·O2H→Fe2++O2+H+k5=3.3×105～2.1×106L/（mol·s）（5）有机物+·OH→…→C