高级氧化技术Fenton法在污水处理工艺中的现状及其应用进展

第24卷第5期2010年9月天津化工TianjinChemicalIndustryVo1．24No．5Sep．2010高级氧化技术Fenton法在污水处理工艺中的现状及其应用进展赵玉军(菏泽学院化学化工系，山东菏泽274000)摘要：铁作为过渡金属，具有良好的催化性能，在自然界中储量丰富，而且铁离子是很好的絮凝沉淀剂，可促进废水中有机污染物的去除，非常适于在大规模污水处理工艺中应用。本文对高级氧化技术中Fenton法进行了详细介绍，从其工艺机理、优缺点、工艺过程影响因素以及实际应用这四个方面进行了论述。关键词：铁；废水处理；Fenton法；高级氧化技术；反应机理doi'10．3969／j．issn．1008—1267．2010．05．020中图分类号：TE622．5文献标志码：A文章编号：1008—1267(2010)05—055—04法国人H，J，HFentonf发现采用Fe2+／H2O2体系能氧化多种有机物，后人为纪念他将亚铁盐和过氧化氢的组合称为Fenton试剂，它能有效的氧化去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物。Fenton技术因反应条件温和，操作方便，处理高效等优点，在处理有毒、有害、难生物降解等有机废水中极具应用潜力。近年来，越来越多的研究者把Fenton试剂同别的处理方法结合起来，如生物处理法、超声波法、微波辅助法、photo—Fenton法等，形成了一种类Fenton试剂法。1传统Fenton法Fenton试剂的实质是二价铁离子(Fe2十)和过氧化氢之间的链反应催化生成OH自由基，具有较强的氧化能力，其氧化电位仅次于氟，高达2．80V，另外，羟基自由基具有很高的电负性或亲电性，其电子亲和能力达569．3kJ具有很强的加成反应特性。Fenton氧化技术的优点主要有：①反应启动快，反应条件温和，在常温常压下就可运行。②设备简单，能耗小，节约运行成本。@Fenton试剂氧化能力强，反应过程中可以将污染物彻底无害化，而且氧化剂HO参加反应后剩余物可以自行分解，不留残余，同时铁离子水解而产生的铁的氢氧化物是良好的絮凝剂，可优化处理结果。④运行过程稳定可靠，且不需要特别的维护，操作简单易行[21。邹东雷等[31在用Fenton试剂处理丙稀腈废水时得出：①随着H20加入量的增加，废水中CODcr值逐渐下降，当H2O浓度达到35mL·L-l,CODer的浓度最低(1450mg·IJ_)，继续加人HO：，氧化后CODer的浓度略有升高，这主要是因为H：O浓度增加到一定程度后，HO破坏生成的羟基自由基，造成H2o自身无效分解；②随着Fe浓度的增加，CODer值逐渐减小，当Fez+浓度达到0．5g·L时CODer值最小，之后即使Fe浓度再增加，CODer值变化也不明显，这是因为在大量的Fe的催化下，HO极快分解产生大量的HO·，它们未来得及与有机物反应便发生了相互间的自由基反应，从而使得处理效果不随Fe投加量的增加而一直提高。据此，邹东雷等得出Fenton试剂氧化一微电解一接触氧化法处理丙烯腈废水的最佳工艺条件为H：O浓度为35mL·L～，Fe浓度为0．5g·IJ_，Fenton氧化之后，经后续微电解工艺、接触氧化工艺处理后，出水CODer小于100mg·，可达到国家对丙烯腈废水处理要求的一级标准。FilizAy等[41在用Fenton法除去废水中的阿莫西林时得出，正交实验设计表明HO和铁离子浓度是过程的两个独立变量；105mg·I『的阿莫西林被完全降解为小分子物质所需时间为2．5min，而在反应15rain时阿莫西林被完全矿化率为37％。仝斌嘲在Fenton法处理垃圾渗滤液的实验中对溶液初始pH值及反应时间对处理结果的影响进行了研究，得出随着水样pH值的增大，样品COD去除率呈现先上升后下降的趋势，在pH=4时COD去除率达到最大值91％，另反应时间达到2h后样品COD去除率提高趋于缓慢。得出Fenton法处理垃圾渗滤液的最佳pH值为4，而反应时间为2ht61。收稿日期：2010—07—0156天津化工2010年9月陈传好等嘲在研究Fenlon试剂处理废水中影响因子的作用机理时得出，当温度低于8O℃时，温度对COD的去除具有正作用，当温度高于80cc时，则不利于COD的去除，陈传好等认为对Fenton试剂反应体系来说，适当的温度激活了自由基，而过高的温度就会出现HO分解为O和HO。杨涛I7】在用Fenton混合工艺处理焦化废水时得出，Fenton氧化工艺在硫酸亚铁投加量为1367mg·L一，过氧化氢投加量为825mg·L-。，pH=3的反应条件下反应4h，可以去除混凝出水中大部分的COD；出水的COD能达到150mg·L以下，可以满足《污水综合排放标准}(GB8978—1996)二级排放标准。2类Fenton法对Fenton