Fenton氧化技术在废水处理中的研究与应用进展_贾胜娟

Fenton氧化技术在废水处理中的研究与应用进展贾胜娟，杨春风，赵东胜（河北工业大学，天津300130）ResearchandapplicationprogressonFentonoxidationtechnologyforwastewatertreatmentJiaShengjuan，YangChunfeng，ZhaoDongsheng（ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１３０，Ｃｈｉｎａ）［摘要］在介绍Fenton氧化原理的基础上，综述了操作条件对处理效果的影响规律、提高处理效率的方法以及Fenton氧化技术在工业废水处理中的应用等方面的最新进展；通过对Fenton氧化技术研究现状的分析和总结，提出了该领域今后的研究方向。［关键词］Fenton氧化；废水处理；操作条件［中图分类号］X703.1［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2008）10-0005-05Ａｂｓｔｒａｃｔ：ThelatestprogressofFentonoxidationprocessincludingtheinfluenceofoperatingconditionsontheeffi-ciency,methodsforimprovingtheefficiencyanditsapplicationtoindustrialwastewatertreatmentaresummarizedcomprehensively,basedontheintroductionofprincipleofFentonoxidationprocess.Thedirectionsoffuturere-searchonthisfieldareproposedthroughtheanalysisandsummaryoftheactualityofFentonoxidationprocess.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Fentonoxidation；wastewatertreatment；operatingconditionFenton氧化技术起源于19世纪末〔1〕，经过一百多年的实践，Fenton试剂被证明是处理各种有机物最有效的氧化剂之一。由于Fenton氧化过程非常复杂，加之各种反应体系的多样性，对Fenton氧化过程的研究始终是废水处理领域的研究热点之一。笔者对Fenton氧化技术的研究进行了总结，希望有助于废水处理企业提高效率，节约成本，并使Fenton氧化技术在废水处理领域得到进一步推广。1Fenton氧化原理目前，被广大研究者普遍接受的Fenton氧化反应原理是由C.Walling于1975年提出的〔1〕。此后几十年，这一原理得到不断发展，Fenton氧化过程中的一些反应逐一被发现〔2～4〕。在C.Walling提出的原理中，最重要的反应是有机物质的氧化，氧化剂是羟基自由基（HO·）。羟基自由基是一种氧化能力极强的氧化剂，由反应（1）产生〔1〕：H2O2+Fe2+→Fe3++OH-+HO·（1）k1=76L/（mol·s）反应中产生的羟基自由基迅速与亚铁离子和有机物质反应〔1〕：ＨＯ·+Fe2+→Fe3++OH-（2）k2=3×108L/（mol·s）ＨＯ·+RiH→H2O+Ri·ＨＯ·+RjH→H2O+Rj·（3）ＨＯ·+RkH→H2O+Rk·k3=107~1010L/（mol·s）反应（３）中生成了3种不同类型的自由基，即Ri·、Rj·和Rk·。这3种自由基中Ri·还原Fe3+，与反应（1）形成氧化还原反应链；两个Rj·反应形成二聚物；Rk·则与Fe2+反应将其氧化，反应式如下〔1〕：Ri·+Ｆe3+→Fe2++产物（4）2Rj·→二聚物（5）Rk·+Fe2+→Fe3++RkH（6）第２8卷第10期２００8年10月工业水处理ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＷａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔＶｏｌ．２8Ｎｏ．10Oct．，２００8k1k2k3ik3jk3kk4k5k6，H+5另外，Fenton氧化过程还包括很多副反应，例如〔2，3，5〕：H2O2+HO·→H2O+HO2·（7）Fe3++H2O2→Fe2++HO2·+H+（8）HO2·+Fe2+→Fe3++HO2-（9）HO2·+Fe3+→Fe2++O2+H+（１０）从上面所列出的反应方程式可以看出，Fenton氧化过程是极为复杂的。各反应之间相互作用、相互影响，或彼此促进，或相互竞争、相互抑制，众多反应共同形成了Fenton氧化过程。也许Fenton氧化过程中还有一些反应尚未被发现，研究者还需深入Fenton氧化反应原理。2操作条件对Fenton氧化处理效果的影响影响Fenton氧化效果的因素比较多，如过氧化氢和亚铁盐的投加量、温度、pH和反应时间等。对于不同的反应体系，各操作条件的影响也