芬顿

概述

1894年，法国人H,J,HFenton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，它能有效氧化去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物，其实质是H2O2在Fe2+的催化作用下生成具有高反应活性的羟基自由(?OH)。?OH可与大多数有机物作用使其降解。随着研究的深入,又把紫外光(UV)、草酸盐(C2O42-)等引入Fenton试剂中,使其氧化能力大大增强。从广义上说,Fenton法是利用催化剂、或光辐射、或电化学作用，通过H2O2产生羟基自由基(?OH)处理有机物的技术。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、混凝法、沉淀法，活性炭法等，从发展历程来看，Fenton法基本上是沿着光化学，电化学和其它方法联用三条路线向前发展的。

1. 标准Fenton法

Fenton试剂的实质是二价铁离子(Fe2+)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，因而Fenton试剂可无选择氧化水中的大多数有机物，特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以凑效的有机废水的氧化处理，Fenton试剂在处理有机废水时会发生反应产生铁水络合物,主要反应式如下[1]: *Fe(H2O)6+3++H2O→*Fe(H2O)5OH+2++H3O+

*Fe(H2O)5OH+2++H2O→*Fe(H2O)4(O H)2]+ H3O+

当pH为3~7时,上述络合物变成:

2*Fe(H2O)5OH+2+→*Fe(H2O)8(OH)2+4++2H2O

*Fe(H2O)8(OH)2+4++H2O→*Fe2(H2O)7(OH)3+3++H3O+

*Fe2(H2O)7(OH)3+3++*Fe(H2O)5OH+2+→*Fe3(H2O)7(OH)4+5++5H2O

以上反应方程式表达了Fenton试剂所具有的絮凝功能。Fenton试剂所具有的这种絮凝/沉淀功能是Fenton试剂降解CODcr的重要组成部分，可以看出利用Fenton试剂处理废水所取得的处理效果，并不是单纯的因为羟基自由基的作用，这种絮凝/沉降功能同样起到了重要的作用。普通Fenton法在黑暗中就能破坏有机物，具有设备投资省的优点，但其存在两个致命的缺点：一是不能充分矿化有机物，初始物质部分转化为某些中间产物，这些中间产或与Fe3+形成络合物，或与?OH的生成路线发生竞争，并可能对环境造成的更大危害；二是H2O2 的利用率不高，致使处理成本很高。

利用Fe(Ⅲ)盐溶液,可溶性铁，铁的氧化矿物(如赤铁矿,针铁矿等)，石墨，铁锰的氧化矿物同样可使H2O2催化分解产生?OH，达到降解有机物目的，以这类催化剂组成的Fenton体系,成为类Fenton体系，如用Fe3+代替Fe2+,由于Fe2+是即时产生的，减少了?OH被Fe2+还原的机会，可提高?OH的利用效率。若在Fenton体系中加入某些络合剂(如C2O42-、EDTA 等),可增加对有机物的去除率。

Kuo W G.[2]采用Fenton试剂进行染料的脱色处理，在PH＝3.5的条件下，使CODcr的平均去除率达到90％，脱色率达到97％，并指出温度使控制脱色率的主要因素，升高温度有利与脱色率的提高。熊燕萍[3]经过实验发现，Fenton试剂对洋茉莉醛有很好的降解作用，具有反应快、效果明显的优点，能成功地将大分子洋茉莉醛分解韦较小的烷烃分子，且在最佳实验条件下，CODcr的去除率可以达到80％以上。

2. .Photo-Fenton 法

2.1UV-Fenton法

把光引进Fenton试剂可以克服普通Fenton试剂的缺点，也称为光助Fenton法，UV/Fenton 法，并不是普通Fenton与UV/ H2O2简单的复合：

（1）Fe3+和Fe2+能保持良好的循环反应, 提高了传统Fenton试剂的效率；

（2）紫外光和Fe2+对H2O2催化分解存在协同效应，这主要是由于铁的某些羟基络合物可发生光敏化反应生成?OH所致；

Fe(OH)2+→Fe2++?OH

（3）使有机物矿化程度更充分；

（4）有机物在紫外线作用下可部分降解；但UV/Fenton法只适宜于处理中低浓度的有机废水，反应装置复杂，处理费用高。

2.2 UV-vis/H2O2/草酸铁络合物法

草酸盐和柠檬酸盐引入Photo-Fenton 反应体系，水中Ｆｅ(Ⅲ)的草酸盐和柠檬酸盐具有很高的光化学活性，可有效提高Photo-Fenton 反应体系对紫外线利用效果和有机物的降解效率。一般说来，pH值在3~4.9时,草酸铁络合物效果好；pH值在4.0~8.0时，Fe(Ⅲ)柠檬酸盐络合物的效果好。但因前者具有含Fe3+的其他络合物所不具备的光谱特性,所以UV-vis草酸铁络合物H2O2法更具发展前景。UV-vis草酸铁络合物H2O2法与UV/Fenton法相比优越性主要表现在:（1）具有极高的利用紫外线和可见光的能力，可处理高浓度有机废水;（2）羟自由基?OH的产生速率高，节约H2O2用量。但依然存在对可见光的利用能力不是很强，草酸铁络合Fe(C2O4)33-可生成CO2,CO2转化成对?OH有清除作用的CO32-和HCO3-等弱点。杨文忠等[4]使用UV/Fenton法处理难降解的硝基苯废水（CODcr1134mg/L）,当Fe2+1000mg/L，H2O2(30%)量取相当于原水CODcr值的1倍，反应后将其pH调至9左右，能在短时间内去除大部分CODcr。雷乐成[5]采用光助Fenton法处理纺织印染PVA退浆废水，在Fenton反应体系中辅以紫外和可见光辐射，其氧化效率有极大地提高。在低浓度亚铁离子、理论双氧水加入量、中压紫外和可见光汞灯的辐射条件下，反应0.5h，溶解性有机碳去除率高达90%。李太友等以400W 高压汞灯为紫外光源［6］以H2O2/草酸铁络合物为光氧化剂对氯仿水溶液进行光降解实验研究，结果表明UV/ H2O2 草酸铁络合物法可迅速使氯仿光解脱氯，氯仿在该体系中的降解速率明显快于在UV/ H2O2 /TiO2 和H2O2／草酸铁络合物体系中的降解速率。黄君礼等［7］用UV/Fe(C2O4)3-3/H2O2 法成功地降解了水中的苯胺并确定了最佳反应条件:苯胺浓度为30---40ｍｇ／Ｌ时,最佳条件为pH 值为:3.0 ---4.0 Fe2+为: ３mmol／L, H2O2 为：13.8mmol/L。(C2O4)3-浓度：20mmol／Ｌ反应10 min 时, 苯胺去除率达99% 以上, 而用Fenton 法苯胺去除率为94.6%，UV/Fe(C2O4)3-法苯胺去除率为79.9%.

3.电-Fenton

该法综合了电化学过程和Fenton氧化过程,充分利用了二者的氧化能力。电Fenton技术相对与传统Fenton具有如下优点[8]：（1）自动产生H2O2的机制较完善；（2）喷洒在阴极上的氧气或空气可提高反应溶液的混和作用；（3）Fe2+可由阴极再生，污泥常量少；（4）有机物降解因素多，羟基自由基?OH的间接氧化，阳极的直接氧化，电混凝和电絮凝。电Fenton 法可以分为以下几种：

3.1阴电极法即EF-H2O2法,此法是把氧气喷到电解池的阴极上还原为H2O2，H2O2与加入的Fe2+发生反应，体系中的氧气可以通过曝气或H2O在阳极的氧化产生，阴电极法具有有机物降解彻底，不易产生中间毒害物，不用投加H2O2，能够有效的再生亚铁离子等特点，但其反应要求较高的酸度，同时由于目前所用阴极材料的限制，在酸性条件下产生的电流小，不适合处理高浓度污水。

3.2阳电极法即EF-Feox法，又称牺牲阳极法,通过阳极氧化产生的Fe2+与加入的H2O2进行Fenton反应。由阳极溶解出的Fe2+和Fe3+可水解成Fe(OH)2和Fe(OH)3，对水中的有机物具

有很强的混凝作用, 可以实时的控制H2O2和Fe2+的配比，从而达到较高的反应速率，其去除效果好于阴电极法，但需外加H2O2，能耗较大，成本高。

3.3 FSR法即Fenton污泥循环系统，又称Fe3+循环法。该系统包括一个Fenton反应器和一个将Fe(OH)3转化成Fe2+的电池，可以加速Fe3+向Fe2+的转化，提高?OH产率, 过量铁离子进行混凝沉淀，但pH必须小于1。

3.4 EF-Fere法是FSR法的改进，去掉了Fenton反应器,直接在电池装置中发生Fenton反应,其pH操作范围(小于2.5)和电流效率均大于FSR法。

3.5电/光/Fenton法，即UV－CF/EF中，目前UV/Fenton法广泛应用于有机废水的处理，电和UV同时与Fenton试剂相作用可以同时产生Fe2+和OH-，提高难降解有机物的去除律和Fe2+的再生，但存在UV光源的穿透率低，光源装置易污染等缺点。

Zucheng Wu[9]等以氟化树脂修饰的β－PbO2、陶瓷作阳极Ni－Cr－Ti合金作阴极，研究表明空气流量、Fe2+浓度、电流密度对苯酚的降解都有很大的影响。在最佳的实验条件下苯酚的去除率可达100％。HsiaoY等[10]用流化床电解器(通过其Pt阳极上产生的Fe3+、O2可在RVC阴极上被还原而生成H2O2、Fe2+)处理了含氯苯和酚的废水，该系统无需在阴极上喷射O2，降低了处理成本。陈卫国［11］等用电催化法处理了苯酚、苯胺、邻苯二甲酸二甲脂废水，证实了在电催化过程中活性物种H2O2和?OH的存在，有机物的去除率关键在于体系中产生活性物种的量，H2O2的产量受到槽电压和pH值等因素的影响，碱性条件下更有利于H2O2的生成。陈震等［12］用多孔石墨作阴极金属铁作阳极以Na2SO4为支持电解质对酸性铬蓝模拟水样进行降解CODcr 去除率大于80％脱色率达100％。HsiaoY等[13]用EF-Fenton法对氯苯和酚进行处理,其氧化去除率明显高于普通Fenton法。HuangYaohui等[14]用EF-Feox法处理了石油化工(含六胺)废水，CODcr去除率大于80%,效果好于普通Fenton法。

4.Fenton法和其它方法联合

Fenton试剂对难生物降解废水、有毒废水、和生物抑制性废水有着稳定、有效的去除功能，如单独使用则处理费用往往会很高，如果将Fenton氧化或光Fenton氧化技术作为难降解有机废水的预处理或深度处理方法，再与其他处理方法(如生物法、混凝法等)联用,则可以降低废水处理成本，提高处理效率。目前,以Fenton氧化处理为基础的联用技术已逐渐成为研究推广的热点之一。但目前的实验研究主要集中在系统的积极效应（如生化性提高、抑制性降低等方面）和后续处理的影响。但较少对整个系统的综合效应进行研究，并对整个系统进行模拟。

4.1Fenton试剂+生物法目前Fenton试剂最常用的是与生物处理方法联用，Fenton试剂和生化法联合处理主要适用于以下四种类型的废水[15]（1）难生物降解废水；(2)含有少量难生物降解有机物可生化废水；（3）抑制性废水；（4）污染物的生物降解中间产物具有抑制性废水。

Japan Kokai[16]用H2O2+Fe2++曝气系统对甘醇废水进行预处理，然后在进行活性污泥法可除去99％的CODcr。王鹏[17] 等在垃圾渗沥液中难降解有机污染物的Fenton混凝处理中针对香港卫生填埋厂垃圾渗沥水提出了化学法与厌氧生物法结合的废水处理工艺。垃圾渗沥水通过UASB反应器，UASB出水采用Fenton化学混凝工艺进行深度处理，对Fenton混凝过程的深入研究结果表明，在约有70%的残留在UASB出水中的CODcr物质去除中，其中56%的CODcr去除是借助化学混凝沉淀作用，另外14%是由该过程产生的羟基自由基氧化去除；

4.2Fenton+超声波

超声化学的主要作用原理是超声作用下液体的声空化即液体中的气泡在超声作用下在极短的时间内崩溃，在空化泡崩溃的瞬间，会在其周围极小空间范围内产生出高温和高压，高温度变化率，并伴有强烈的冲击波和时速高达400kmh的射流，这些极端环境足以将泡内气体和液体交界面的介质加热分解为强氧化性的物质如?O,?OH,?HO2等，从而促进有机物的“水

相燃烧”反应。超声波处理和Fenton试剂强化双低频超声波氧化技术都具有明显的协同效应。超声辐照和化学氧化结合有着良好的应用前景. B.Neppolian[18]等用ultrasound(20kHz)/Fe2+/H2O2降解甲基叔丁基醚(MTBE)，结果表明,无论在MTBE的降解速率方面还是在降解率方面,前者较后者都高出很多。他们认为造成这种现象的原因有两个：一是超声波存在时，前者中MTBE的降解途径除自由基反应外，还有热解；二是前者的反应体系中产生的?OH的数量较后者多。他们认为，在ultrasound/ Fe2+/H2O2体系中，生成?OH 途径有三种：声空化现象导致的水分子热解;Fenton反应;超声波效应与Fenton反应的复合。赵德明[19]等用Fenton试剂强化超声波处理水中对硝基苯酚的研究发现单独的超声波辐照下PNP去除率很小，而在US/Fenton强化技术中有显著的提高，PNP降解的表观一级动力学速率常数增强因子可达到2.18,表明存在明显的协同效应。

4.3Fenton试剂+混凝法

陈文松等[20]研究了低剂量Fenton氧化－混凝法对3种不同模拟水样和实际印染废水（广州美业针织印染有限公司）的处理效果。结果表明，Fenton氧化－混凝法特别适合处理成分复杂的燃料废水，废水处理后CODcr和色度去除率分别可以达84％和95％，且成本低，操作简便。杜桂荣等[21]对Fenton氧化-混凝法处理含活性染料废水的研究中发现：对于含可溶性染料(如活性染料)废水,直接混凝法不能有效地对其处理，Fenton试剂产生氧化性极强的羟基自由基(?OH),可彻底破坏活性染料分子结构，但不能有效去除CODcr采用Fenton试剂进行预氧化处理,可以大大提高后续混凝处理的处理效果，该两段工艺对含活性染料废水具有很好的脱色和CODcr去除效果。

4.4Fenton试剂+活性炭

活性炭作为优良的吸附剂广泛用于水处理。在废水处理中,活性炭吸附一般只适用浓度较低的废水和深度废水处理对水中存在的小分子有机物有较好的吸附效果。但对于一些废水中存在大分子，但CODcr不是很高却不能适用。Fenton试剂+活性炭法却很有效的去除水中有机物：Fenton试剂摧毁大分子有机物变成小分子有机物，然后活性炭吸附。

罗刚等[22]利用Fenton试剂,并配合活性炭吸附，对污冷凝水的CODcr去除率进行了试验研究，结果表明，污冷凝水经活性炭吸附/Fenton试剂氧化处理，处理后的水质清澈透明、无味，CODcr值均可降至300mg/L以下，达到国家二级排放标准

结语

前人的研究结果已证实了Fenton法是一种具有很大应用潜力的废水处理技术。该方法具有方便快捷，易于操作等优点，在国外，尤其是欧洲，Fenton氧化法处理废水早已经在一些对经济成本不敏感的工业过程中得到了广泛的应用，随着研究的深入，Fenton法得以不断的改进和发展,出现了各种组合体系。总的来看,是由普通Fenton法朝光化学，电化学，和其它方法联用三个个方向发展的。光Fenton法的主要优点是有机物矿化程度好,其发展方向应是加强对聚光式反应器的研制,以便提高光量子的利用效率，用太阳光替代紫外光，降低成本。电Fenton法的主要优点是自动产生H2O2的机制较完善，但目前还处于试验开发阶段，其发展方向应该是：设计合理的电解池结构，加强对三维电极的研究，提高电流效率、降低能耗；加强对EF-Fenton法中阴极材料的研制。与其他高级氧化工艺一样，Fenton法的发展方向应该是提高有机物的矿化程度和降低运行的成本。另外,研究其与其他处理过程的组合工艺也是近年来研究者关注的目前Fenton与其它方法联用的实验仅局限于经Fenton试剂预处理后废水的可生化性提高，而实验废水主要是自配的含已知的一类污染物，很少考虑不同物质之间的相互影响，因此有必要把实验转向对实际废水进行系统的研究，并对系统进行模拟，为实际的应用提供可信数据。随着研究的深入，Fenton试剂氧化法会成为更有效的废水处理技术。

芬顿废水处理工艺技术废水处理方法

芬顿废水处理工艺技术废水处理方法 1 一种应用于非均相电芬顿降解有机废水的活性炭负载型催化剂的制备 简介：一种应用于非均相电芬顿降解有机废水的活性炭负载型催化剂的制备，属于电化学水处理技术领域。本技术以粒状活性炭为载体，将铁铜双金属共沉淀在活性炭表面及孔隙内，在氮气条件下煅烧制备出以CuFe2O4为活性组分的双金属催化剂，该法制备的固相催化剂具有较好的催化效果，具有较好的稳定性，降低了铁离子的溶出率，可进行回收循环使用。 2 一种脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理系统及方法 简介：本技术提供了一种脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理系统及方法，包括电絮凝装置、高效沉淀器、管道混合器、芬顿氧化反应箱、中和箱、澄清分离箱、过滤器、盐酸加药装置、过氧化氢加药装置、石灰乳加药装置及风机；电絮凝装置的出口依次经高效沉淀器、管道混合器、芬顿氧化反应箱、中和箱及澄清分离箱与过滤器的入口相连通；管道混合器的加药口与盐酸加药装置的出口相连通，过氧化氢加药装置的出口与芬顿氧化反应箱的加药口相连通，石灰乳加药装置的出口与中和箱的加药口相连通；中和箱内设置有空气搅拌装置，其中，风机与空气搅拌装置的入风口相连通，该系统及方法能够实现脱硫废水的COD 达标，且运行稳定性较高。

3 高温高压下芬顿法废水处理工艺及装置 简介：本技术提供一种高温高压下芬顿法废水处理工艺及装置，处理工艺包括以下过程：调节废水pH调节，加入催化剂并预热，通入空气升压至0.3～1.6Mpa并升温至130℃～200℃，然后加入双氧水进行芬顿反应，最后絮凝沉淀调pH为中性，静置分层，得到上清液和污泥。本技术的优点是：处理效果比传统方法提高15～30％，对某些难降解有机物亦有很好的去除效果，减少后续工艺处理负荷；反应速度快，所用设备尺寸较小，药剂用量及铁泥产生量显著降低。 4 基于芬顿氧化反应的废水处理工艺 简介：本技术揭示了基于芬顿氧化反应的废水处理工艺，包括以下步骤：调节pH：废水进入pH调节池，投加酸液，将废水pH调至酸性；氧化反应：进入芬顿反应池A，投加硫酸亚铁混合均匀后自流至芬顿反应池B，投加双氧水，进行芬顿催化氧化反应；中和反应：自流入芬顿中和池，投加碱液进行中和反应，调节至中性，使废水的出水pH达标；脱气反应：进入芬顿脱气池，将废水中的

芬顿法处理工艺及其影响因素修订稿

芬顿法处理工艺及其影 响因素 集团档案编码：[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]

芬顿法处理工艺及其影响因素 1 处理工艺 芬顿氧化法概述 芬顿法的实质是二价铁离子(Fe2+)、和双氧水之间的链反应催化生成羟基自由基，具有较强的氧化能力，其氧化电位仅次于氟，高达。无机化学反应过程 是，过氧化氢(H 2O 2 )与二价铁离子(Fe2+)的混合溶液将很多已知的有机化合物如 羧酸、醇、酯类氧化为无机态。另外, 羟基自由基具有很高的电负性或亲电性，其电子亲和能高达具有很强的加成反应特性，因而 Fenton反应具有去除难降解有机污染物的高能力，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用。 氧化机理 芬顿氧化法是在酸性条件下，H 2O 2 在Fe2+存在下生成强氧化能力的羟基自由 基(·OH)，并引发更多的其他活性氧，以实现对有机物的降解,其氧化过程为链式反应。其中以·OH产生为链的开始，而其他活性氧和反应中间体构成了链的节点，各活性氧被消耗，反应链终止。其反应机理较为复杂,这些活性氧仅供有 机分子并使其矿化为CO 2和H 2 O等无机物。从而使Fenton氧化法成为重要的高 级氧化技术之一。 当芬顿发现芬顿试剂时，尚不清楚过氧化氢与二价铁离子反应到底生成了什么氧化剂具有如此强的氧化能力。二十多年后，有人假设可能反应中产生了羟基自由基，否则，氧化性不会有如此强。因此，以后人们采用了一个较广泛 引用的化学反应方程式来描述芬顿试剂中发生的化学反应： Fe2++ H 2O 2→ Fe3++OH-+ OH ①从上式可以看出，1mol的H 2O 2 与1mol的Fe2+反应后生成1mol 的Fe3+，同时伴随生成1mol的OH-外加1mol的羟基自由基。正是羟基自由基的存在，使得芬顿试剂具有强的氧化能力。据计算在pH = 4 的溶液中，OH自由基的氧化电势高达 V。在自然界中，氧化能力在溶液中仅次于氟气。因此，持久性有机物，特别是通常的试剂难以氧化的芳香类化合物及一些杂环类化合物，在芬顿试剂面前全部被无选择氧化降解掉。1975 年,美国着名环境化学家Walling C 系统研究了芬顿试剂中各类自由基的种类及Fe 在Fenton 试剂中扮 演的角色，得出如下化学反应方程： H 2O 2 + Fe2+→ Fe3+ + O 2 + 2H +② O 2 + Fe2+→ Fe3+ + O 2 ③可以看出,芬顿试剂中除了产生1mol的OH自由基外,还伴 随着生成1mol的过氧自由基O 2 ,但是过氧自由基的氧化电势只有 V左右，所以，在芬顿试剂中起主要氧化作用的是OH自由基。 Fenton系统工艺流程简述 在二沉池出水井用Fenton供料泵送至Fenton氧化塔，将废水中难以降解的污染物氧化降解，Fenton氧化塔出水自流至中和池，在中和池投加液碱，将废水中和至中性；中和池废水自流至脱气池中，通过鼓风搅拌，将废水中的少量气泡脱除；脱气池出水自流至混凝反应池中，在该池中投加絮凝剂PAM并进行充分反应，使废水中铁泥絮凝；混凝反应后的废水自流至终沉池，将其中的铁泥沉淀，上清液达标排放。终沉池铁泥由污泥泵送至原污泥处理系统进行处理。

芬顿氧化法废水处理工程技术规范

中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 1095-2020 芬顿氧化法废水处理工程技术规范Technical specifications of fenton oxidation process for wastewater treatment 本电子版为发布稿。请以中国环境科学出版社出版的正式标准文本为准。 2020-01-14 发布2020-01-14 实施生态环境部发布

目次 前言............................................................................................................................................. I 1 适用范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (3) 4 污染物与污染负荷 (4) 5 总体要求 (5) 6 工艺设计 (6) 7 主要工艺设备与材料 (11) 8 检测与过程控制 (13) 9 主要辅助工程 (13) 10 劳动安全与职业卫生 (14) 11 施工与验收 (15) 12 运行与维护 (17)

前言 为贯彻《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国水污染防治法》等法律法规，防治水环境污染，改善生态环境质量，规范芬顿氧化法废水处理工程的建设与运行管理，制定本标准。 本标准规定了芬顿氧化法废水处理工程的总体要求、工艺设计、主要工艺设备与材料、检测与过程控制、施工与验收、运行与维护的技术要求。 本标准为指导性标准。 本标准为首次发布。 本标准由生态环境部科技与财务司、法规与标准司组织制订。 本标准主要起草单位：中国环境保护产业协会、清华大学、江门市新会区新绿环保实业发展总公司、安乐工程有限公司。 本标准生态环境部2020年1月13日批准。 本标准自2020年1月14日起实施。 本标准由生态环境部解释。

芬顿法处理工艺及其影响因素

芬顿法 文件编码(GHTU?UITID?GGBKT?POIU?WUUI?8968)

芬顿法处理工艺及其影响因素 1处理工艺 芬顿氧化法概述 芬顿法的实质是二价铁离子(FP)、和双氧水之间的链反应催化生成疑基自由基，具有较强的氧化能力，其氧化电位仅次于氟，高达。无机化学反应过程是，过氧化氢(比0」与二价铁离子(Fe")的混合溶液将很多己知的有机化合物如竣酸、醇、酯类氧化为无机态。另外，羟基自由基具有很高的电负性或亲电性，其电子亲和能高达具有很强的加成反应特性，因而Fenton反应具有去除难降解有机污染物的高能力，在印染废水、含油废水.含酚废水、焦化废水.含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用。 氧化机理 芬顿氧化法是在酸性条件下，H：0：在F/存在下生成强氧化能力的疑基自由基(? 0H).并引发更多的其他活性氧，以实现对有机物的降解，其 氧化过程为链式反应。其中以-OH产生为链的开始，而其他活性氧和反应中间体构成了链的节点，各活性氧被消耗，反应链终止。其反应机理较为复杂，这些活性氧仅供有机分子并使其矿化为CO】和H：0等无机物。从而使Fenton 氧化法成为重要的高级氧化技术之一。 当芬顿发现芬顿试剂时，尚不清楚过氧化氢与二价铁离子反应到底生成了什么氧化剂具有如此强的氧化能力。二十多年后，有人假设可能 反应中产生了羟基自由基，否则，氧化性不会有如此强。因此，以后人们采用了一个较广泛引用的化学反应方程式来描述芬顿试剂中发生的化学反应：F/+ HgfFe"+0H?+ OH?① 从上式可以看出，Imol的HA 与Imol的F/反应后生成Imol的Fe",同时伴随生成Imol的OH-外加 hnol的疑基白由基。正是疑基自由基的存在，使得芬顿试剂具有强的氧 化能力。据计算在pH = 4的溶液中，？0H自由基的氧化电势高达Vo在 自然界中，氧化能力在溶液中仅次于氟气。因此，持久性有机物，特别是通常的试剂难以氧化的芳香类化合物及一些杂环类化合物，在芬顿试剂面前全部被

芬顿工艺在工业废水处理中的应用

芬顿工艺在工业废水处理中的应用- 污水处理 【摘要】一般情况下水处理需要经过厌氧、好氧以及絮凝三个环节。多年来，我国的污水处理都是使用传统的工艺进行。近年来，随着国家污水排放标准的提高，对废水处理的要求和力度逐渐提高，于是很多企业就会采用深度处理的工艺对废水进行处理，如臭氧处理、膜处理等，目前市场上最为认可的是利用芬顿工艺进行废水处理。本文就芬顿工艺在工业废水处理中的应用进行分析和研究。 【关键词】芬顿工艺；工业废水处理；应用 利用芬顿工艺对工业废水进行处理，能够在极短的时间内将工业废水中的有机物进行氧化分解，氧化率比较高，不会出现二次污染。并且这种工艺的基建投资比较少，运用过程中不需要花费大量的费用，操作工艺比较简单。芬顿工艺在近年来的工业废水处理中被广泛的应用，取得了良好的效果。 一、影响芬顿反应的因素 1、温度因素 在芬顿反应中，温度是影响其效果的重要因素，温度不断升高，芬顿反应的速度会逐渐加快，随着温度的提高，?OH的生成速度会提高，能够促进?OH与有机物发生反应，使氧化效果得到提升，提高CODCr的去除率。温度的升高也会使H2O2的分解速度加快，分解成O2与H2O，这对于?OH的生成是不利的[1]。不同类型的工业废水中，芬顿反应的最合适温度也是不同的， 2、pH值

通常情况下，在酸性环境下，芬顿试剂才会发生反应，pH的提高会使?OH得出现受到限制，并且会出现氢氧化铁沉淀，催化能力丧失。如果溶液中有浓度较高的H+，Fe3+不能被还原为Fe2+，催化反应就会受到阻碍[2]。有研究结果表明在酸性环境下，尤其是pH在3-5之间时，芬顿试剂有很强的氧化能力，这时有机物的降解速度比较快，能够在几分钟内降解。同时有机物的反应速率与Fe2+以及过氧化氢的初始浓度成正比例关系。在工业处理中使用芬顿工艺，需要将废水的pH调到3.5左右为最佳。 3、有机物 对于不同类型的工业废水，芬顿试剂的使用量以及氧化效果是存在差异的，主要是由于不同类型的工业废水中，存在着不同类型的有机物。对于糖类等碳水化合物，由于受到羟基自由基的作用，分子会出现脱氢反应，C-C键断链；对于具有水溶性的高分子和乙烯化合物，羟基自由基会使C=C键断裂。羟基自由基能够使芳香族化合物出现开环进而形成脂肪类的化合物，使这种类型废水中的生物毒性降低，使其可生化性得到改善。 4、H2O2与催化剂投入数量 利用芬顿工艺对工业废水进行处理时，需要明确药剂投入的数量及其经济性，如果其中投入的H2O2量比较大，就会提高废水中CODCr的去除率。但是到达一定数量后，CODCr的去除率会呈现出逐渐下降的趋势。催化剂的投入数量与H2O2的投入量存在着相同的情况，Fe2+的数量增加，CODCr的去除率会提高，达到一定程度后，

芬顿法处理工艺及其影响因素

芬顿法处理工艺及其影响 因素 This manuscript was revised on November 28, 2020

芬顿法处理工艺及其影响因素 1 处理工艺 芬顿氧化法概述 芬顿法的实质是二价铁离子(Fe2+)、和双氧水之间的链反应催化生成羟基自由基，具有较强的氧化能力，其氧化电位仅次于氟，高达。无机化学反应过程是，过氧化氢 (H 2O 2 )与二价铁离子(Fe2+)的混合溶液将很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为 无机态。另外, 羟基自由基具有很高的电负性或亲电性，其电子亲和能高达具有很强的加成反应特性，因而 Fenton反应具有去除难降解有机污染物的高能力，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用。 氧化机理 芬顿氧化法是在酸性条件下，H 2O 2 在Fe2+存在下生成强氧化能力的羟基自由基 (·OH)，并引发更多的其他活性氧，以实现对有机物的降解,其氧化过程为链式反应。 其中以·OH产生为链的开始，而其他活性氧和反应中间体构成了链的节点，各活性氧被消耗，反应链终止。其反应机理较为复杂,这些活性氧仅供有机分子并使其矿化为CO 2 和 H 2 O等无机物。从而使Fenton氧化法成为重要的高级氧化技术之一。 当芬顿发现芬顿试剂时，尚不清楚过氧化氢与二价铁离子反应到底生成了什么氧化剂具有如此强的氧化能力。二十多年后，有人假设可能反应中产生了羟基自由基，否则，氧化性不会有如此强。因此，以后人们采用了一个较广泛引用的化学反应方程式来 描述芬顿试剂中发生的化学反应： Fe2++ H 2O 2 →Fe3++OH-+ OH ①从上式可以看出， 1mol的H 2O 2 与1mol的Fe2+反应后生成1mol的Fe3+，同时伴随生成1mol的OH-外加1mol 的羟基自由基。正是羟基自由基的存在，使得芬顿试剂具有强的氧化能力。据计算在pH = 4 的溶液中，OH自由基的氧化电势高达 V。在自然界中，氧化能力在溶液中仅次于氟气。因此，持久性有机物，特别是通常的试剂难以氧化的芳香类化合物及一些杂环类化合物，在芬顿试剂面前全部被无选择氧化降解掉。1975 年,美国着名环境化学家 Walling C 系统研究了芬顿试剂中各类自由基的种类及Fe 在Fenton 试剂中扮演的角 色，得出如下化学反应方程： H 2O 2 + Fe2+→ Fe3+ + O 2 + 2H +② O 2 + Fe2+→ Fe3+ + O 2 ③可以看出,芬顿试剂中除了产生1mol的OH自由基外,还伴随着生成1mol的过氧自由基O 2 ,但是过氧自由基的氧化电势只有 V左右，所以，在芬顿试剂中起主要氧化作用的是OH自由基。 Fenton系统工艺流程简述 在二沉池出水井用Fenton供料泵送至Fenton氧化塔，将废水中难以降解的污染物氧化降解，Fenton氧化塔出水自流至中和池，在中和池投加液碱，将废水中和至中性；中和池废水自流至脱气池中，通过鼓风搅拌，将废水中的少量气泡脱除；脱气池出水自流至混凝反应池中，在该池中投加絮凝剂PAM并进行充分反应，使废水中铁泥絮凝；混凝反应后的废水自流至终沉池，将其中的铁泥沉淀，上清液达标排放。终沉池铁泥由污泥泵送至原污泥处理系统进行处理。 2 影响因素 温度

污水、废水处理,芬顿氧化法工艺详解

污水、废水处理工艺方法芬顿氧化法工艺详解

目录 1、总则 (3) 2、芬顿反应原理 (3) 3、进水水质要求 (4) 1）. 芬顿氧化法的进水应符合以下条件： (4) 2）. 芬顿氧化法进水不符合条件时 (5) 4、芬顿的影响因素 (5) 1）、温度 (6) 2）、pH (6) 3）、有机底物 (7) 4）、过氧化氢与催化剂投加量 (8) 5、工艺操作及设计 (8) 1）、调酸 (9) 2）、催化剂混合 (9) 3）、氧化反应 (10) 4）、中和 (11) 5）、固液分离 (12) 6）、药剂投配 (12) 7）、药剂调制 (13) 8）、药剂溶解池与溶液池的容积计算 (14) 6、设备与材料的选择 (15) 1）、本体 (15) 2）、泵阀 (16) 3）、机械搅拌机 (16) 4）、管道 (17) 7、污泥的计算及处置 (17)

1、总则 芬顿氧化法可作为废水生化处理前的预处理工艺，也可作为废水生化处理后的深度处理工艺。 芬顿氧化法主要适用于含难降解有机物废水的处理，如造纸工业废水、染整工业废水、煤化工废水、石油化工废水、精细化工废水、发酵工业废水、垃圾渗滤液等废水及工业园区集中废水处理厂废水等的处理。2、芬顿反应原理 过氧化氢(H2O2)与二价铁离子的混合溶液具有强氧化性，可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，氧化效果十分显著。 这种氧化性试剂却因为氧化性极强没有被太多重视。 芬顿试剂在环境化学中找到了它的位置，具有去除难降解有机污染物的高能力的芬顿试剂，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用。 当芬顿发现芬顿试剂时，尚不清楚过氧化氢与二价铁离子反应到底生成了什么氧化剂具有如此强的氧化能力。 假设可能反应中产生了羟基自由基，否则，氧化性不会有如此强。

芬顿工艺在污水处理中应用和研究

芬顿工艺在污水处理中的应用及研究 于佩文南通大恒环境工程有限公司 摘要：多年来，我国污水处理行业都是使用传统工艺，经过厌氧、好氧以及絮凝三个环 节来处理污水。但是近几年随着国家污水排放的标准的提高，对污水处理的要求越来越高，因此相关污水处理企业就采用深度处理的工艺对废水进行处理，如臭氧处理、膜处理等，目前市场上最为认可的是利用芬顿工艺进行废水处理。本文结合本人在实际运营调试过程中的经验，浅谈芬顿工艺在污水处理行业中的应用，以及对该工艺处理效果影响因素的研究。 关键词：芬顿工艺，污水处理，应用。 利用芬顿工艺在进行污水处理，能够在极短的时间内将废水中的有机物进行氧化分解，氧化率比较高，不会造成二次污染。并且该工艺的基建投资相对较少，运用过程中不需要花费大量的费用，操作工艺较为简单。芬顿工艺在近年来的污水处理中被广泛的应用，取得了良好的效果，尤其是运用在连续不断产生污水的大型工厂。 一、芬顿工艺在工业污水处理中的应用 1、芬顿工艺在造纸废水中的应用 造纸行业作为废水排放量大，水污染严重的行业一直为人所诟病。造纸工业所产生的废水具有种类繁多、水量大、有机污染物含量高特点，属难处理的工业废水之一。而传统的废水经过组合工艺处理后，水中仍残留部分难以降解的有机污染物，对相关污染物的去除率较低，无法满足排放限值的要求，因此利用芬顿工艺对废水进行深度处理技术，与其它技术相比具有反应速度快，设备简便、费用便宜；对废水中干扰物质的承受能力较强，操作与设备维护比较容易，使用范围比较广等特点。 2、芬顿工艺在印染废水中的应用 印染废水中色度较高，COD的浓度较高，含盐量也较高，可生化性弱。芬顿试剂具有较强的氧化性，能够使一些难以生物降解的有机物转化为可生化性比较好的物质，对染料中发色的基团进行破坏，使色度降低，因此被广泛的应用到印染行业的污水处理中。利用芬顿衍生的工艺手段，例如利用微电解-Fenton氧化工艺对蒽醌染整废水进行处理，这种废水难以降解，COD的去除率在93.5%左右，BOD5的去除率为93%左右，出水色度能去除掉95.5%左右。在p H为2-4之间时，过氧化氢的投入量为30g/L，催化剂的投入量是过氧化氢的1/150时，使用芬顿工艺对中间体H酸生产的污水进行处理，对COD的去除率能够达到50%。 3、芬顿工艺在焦化废水中的应用 焦化废水中有难以生化降解的多稠环芳烃和含氮杂环化合物，废水中含有很多生物毒性，抑制性的物质也比较多，即使进行生化处理，废水也很难达到标准，反而容易杀死微生物，影响处理效果。厌氧好氧工艺法无法使焦化废水达到合理的排放标准，虽然使用活性炭工艺进行处理能够达到一定的效果，但是这种工艺方法的成本消耗较高，并且容易造成二次污染。芬顿工艺在难降解有机物废水处理中有着广阔的发展前景，并且能够实现良好的效果。 4、芬顿工艺垃圾渗滤液中的应用 垃圾渗滤液中含有很高浓度的有机物，其中的大部分是难以通过生物降解的有机物，还有很

芬顿法处理工艺及其影响因素

1 处理工艺 芬顿氧化法概述 芬顿法的实质是二价铁离子(Fe2+)、和双氧水之间的链反应催化生成羟基自由基，具有较强的氧化能力，其氧化电位仅次于氟，高达。无机化学反应过程是， 过氧化氢(H 2O 2 )与二价铁离子(Fe2+)的混合溶液将很多已知的有机化合物如羧酸、 醇、酯类氧化为无机态。另外, 羟基自由基具有很高的电负性或亲电性，其电子亲和能高达具有很强的加成反应特性，因而 Fenton反应具有去除难降解有机污染物的高能力，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用。 氧化机理 芬顿氧化法是在酸性条件下，H 2O 2 在Fe2+存在下生成强氧化能力的羟基自由 基(·OH)，并引发更多的其他活性氧，以实现对有机物的降解,其氧化过程为链式反应。其中以·OH产生为链的开始，而其他活性氧和反应中间体构成了链的节点，各活性氧被消耗，反应链终止。其反应机理较为复杂,这些活性氧仅供有 机分子并使其矿化为CO 2和H 2 O等无机物。从而使Fenton氧化法成为重要的高级 氧化技术之一。 当芬顿发现芬顿试剂时，尚不清楚过氧化氢与二价铁离子反应到底生成了什么氧化剂具有如此强的氧化能力。二十多年后，有人假设可能反应中产生了羟基自由基，否则，氧化性不会有如此强。因此，以后人们采用了一个较广泛引用的 化学反应方程式来描述芬顿试剂中发生的化学反应： Fe2++ H 2O 2 →Fe3++OH-+ OH? ①从上式可以看出，1mol的H 2O 2 与1mol的Fe2+反应后生成1mol的Fe3+，同时 伴随生成1mol的OH-外加1mol的羟基自由基。正是羟基自由基的存在，使得芬顿试剂具有强的氧化能力。据计算在pH = 4 的溶液中，?OH自由基的氧化电势高达 V。在自然界中，氧化能力在溶液中仅次于氟气。因此，持久性有机物，特别是通常的试剂难以氧化的芳香类化合物及一些杂环类化合物，在芬顿试剂面前全部被无选择氧化降解掉。1975 年,美国著名环境化学家Walling C 系统研究了芬顿试剂中各类自由基的种类及Fe 在Fenton 试剂中扮演的角色，得出如下化 学反应方程： H 2O 2 + Fe2+→ Fe3+ + O 2 ? + 2H +② O 2 + Fe2+→ Fe3+ + O 2 ?③可 以看出,芬顿试剂中除了产生1mol的OH?自由基外,还伴随着生成1mol的过氧自由基O 2 ?,但是过氧自由基的氧化电势只有 V左右，所以，在芬顿试剂中起主要氧化作用的是OH?自由基。

关于芬顿工艺的详解

关于芬顿工艺的详解 芬顿氧化法可作为废水生化处理前的预处理工艺，也可作为废水生化处理后的深度处理工艺。 芬顿氧化法主要适用于含难降解有机物废水的处理，如造纸工业废水、染整工业废水、煤化工废水、石油化工废水、精细化工废水、发酵工业废水、垃圾渗滤液等废水及工业园区集中废水处理厂废水等的处理。 一、芬顿反应原理 1893年,化学家FentonHJ发现，过氧化氢(H2O2)与二价铁离子的混合溶液具有强氧化性，可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，氧化效果十分显著。但此后半个多世纪中，这种氧化性试剂却因为氧化性极强没有被太多重视。但进入20世纪70年代，芬顿试剂在环境化学中找到了它的位置，具有去除难降解有机污染物的高能力的芬顿试剂，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用。当芬顿发现芬顿试剂时，尚不清楚过氧化氢与二价铁离子反应到底生成了什么氧化剂具有如此强的氧化能力。二十多年后，有人假设可能反应中产生了羟基自由基，否则，氧化性不会有如此强。因此，以后人们采用了一个较广泛引用的化学反应方程式来描述芬顿试剂中发生的化学反应： Fe2++H2O2→Fe3++（OH）-+OH· 芬顿氧化法是在酸性条件下，H2O2在Fe2+存在下生成强氧化能力的羟基自由基(·OH），并引发更多的其他活性氧，以实现对有机物的降解,其氧化过程为链式反应。其中以·OH产生为链的开始，而其他活性氧和反应中间体构成了链的节点，各活性氧被消耗，反应链终止。其反应机理较为复杂,这些活性氧仅供有机分子并使其矿化为CO2和H2O等无机物。从而使Fenton氧化法成为重要的高级氧化技术之一。 二、进水水质要求 1.芬顿氧化法的进水应符合以下条件： a）在酸性条件下易产生有毒有害气体的污染物（如硫离子、氰根离子等）不应进入芬顿氧化工艺单元； b）进水中悬浮物含量宜小于200mg/L；

污水、废水处理：芬顿氧化法工艺操作及设计

污水、废水处理 芬顿氧化法工艺操作及设计

目录 1）、调酸 (3) 2）、催化剂混合 (3) 3）、氧化反应 (4) 4）、中和 (5) 5）、固液分离 (6) 6）、药剂投配 (6) 7）、药剂调制 (7) 8）、药剂溶解池与溶液池的容积计算 (8)

芬顿氧化法废水处理工程工艺流程主要包括调酸、催化剂混合、氧化反应、中和、固液分离、药剂投配及污泥处理系统，工艺流程示意图见图。 1）、调酸 根据氧化反应池最佳pH值条件要求，应通过投加浓硫酸或稀硫酸来调整废水的pH值，pH 值宜控制在3.0～4.0。 调酸池宜采用水力搅拌、机械搅拌或空气搅拌，混合时间不宜小于2min。 浓硫酸或稀硫酸宜采用计量泵投加，采用在线pH 值控制仪等自控系统自动调节投加量。 2）、催化剂混合 催化剂可采用硫酸亚铁，在催化剂混合池完成混合过程，催化剂混合池宜采用水力搅拌、机械搅拌或空气搅拌，混合时间不宜小于2min。 硫酸亚铁溶液质量百分浓度宜小于30%，宜采用计

量泵定量投加。 3）、氧化反应 应投加过氧化氢溶液，在氧化反应池中完成氧化反应，氧化反应池可采用完全混合式或推流式，完全混合式氧化反应池不宜少于2段，通过溢流或穿孔墙连接。 氧化反应池池型应根据废水处理规模、占地面积和经济性等因素综合确定，氧化反应池采用塔式时，宜采用升流式反应器，钢结构塔体应采用不锈钢316L材质和涂衬玻璃鳞片防腐处理。 塔式反应器包含芬顿试剂混合区、布水区和反应区。 混合区混合速度梯度G值应不小于500s-1，布水区应配水均匀，配水孔出口流速应为 1.0m/s～1.5m/s，回流比应不低于100%。 塔式反应器高径比宜在 1.0～5.0 之间，高度应不高于15 m。 氧化反应池池体有效容积可按下式计算： V=Q?T (1) 式中： V——池体有效容积，m3； Q——设计水量，m3/h； T——水力停留时间，h。

芬顿工艺处理废水的缺点与问题

芬顿工艺处理废水的缺点与问题 废水处理工艺 水处理工艺最少要３个环节，如厌氧－好氧－絮凝。多年以为我国的污水处理采用传统工艺进行污水处理，随着近年来国家逐渐提高污水排放标准，例如：本来印染厂就设计COD100mg/L以内的，现在COD要提高到80mg/L，到2016年1月1日，还要求提到60mg/L。这表明我国对废水的排放标准越来越严格，处理力度越来越大。 传统工艺只要药剂质量不好就难以稳定达标。在这个时候，许多企业就会采用深度处理工艺进行废水处理以适应新的废水排放标准，比如臭氧处理，芬顿处理(硫酸亚铁+双氧水），膜处理，电吸咐等等。芬顿法(硫酸亚铁+双氧水）处理废水也是其中重要处理方法之一。 芬顿处理缺点与问题 采用芬顿深度处理工艺的特点是需要有条件，要求前面处理效果 比较好，污染物溶度比较低等。芬顿法处理的主要药剂是硫酸亚铁，双氧水，酸，碱（方法是反应后回调PH值），对于芬顿法,存在不少问题，主要如下：

1、芬顿处理劳动强度大。双氧水操作难度大，硫酸亚铁投加必须是固体，且硫酸亚铁含铁20%左右，相对于聚铁的11%含铁，大大增加了污泥处理强度。 2、芬顿处理的成本高，污泥多。如双氧水的药剂成本高也是一方面，并且现在大多数企业所计算的成本往往还不包括污泥增加（硫酸亚铁的投加带来的大量污泥），设备折旧，维修费用等. 3、芬顿处理容易返色。（如双氧水与硫酸亚铁的投加量与投加比例控制不好，或三价铁不沉淀容易导致废水呈现出微黄色或黄褐色。) 4、比较难控制。因为双氧水与硫酸亚铁的最佳比例需要进行正交实验才可以得出，并且受到反应PH值、反映时间长短、搅拌混合程度的影响，所以比例很难控制。 5、芬顿处理腐蚀性大，连水泥池都被腐蚀掉。双氧水强氧化性，其氧化性仅次于氟气（F2），如果防护不好对人体都有一定程度的腐蚀，硫酸亚铁也具有一定的腐蚀性。 6、芬顿的处理效果也不是像文献说的那么好。大部份文献说可以把COD处理到0mg/L，实际上很难处理到50mg/ L以下，根本达不到新的排放标准。

芬顿法(Fenton)处理难降解污水原理及案例分析

芬顿法（Fenton）处理难降解污水原理及案例分析芬顿的实质是二价铁离子和双氧水之间的链反应催化生成羟基自由基。羟基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，其电子亲和能高达569.3kJ，具有很强的加成反应特性，因而Fenton试剂可无选择氧化水中的大多数有机物，特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以凑效的有机废水的氧化处理。 一、氧化机理 由于在催化剂的存在下，能高效率地分解生成具有强氧化能力和高电负性或亲电子性(电子亲和能力569.3KJ的羟基自由基，可以氧化降解水体中的有机污染物，使其最终矿化为，及无机盐类等小分子物质。据计算在pH=3的溶液中，的氧化电位高达2.73 V，其氧化能力在溶液中仅次于氢氟酸。因此，芬顿试剂对绝大部分的有机物都可以氧化降解。Fenton试剂具有很强的氧化性，而且其氧化性没有选择性，能适应各种废水的处理。 二、Fenton工艺具有如下特点： 2.1 氧化能力强 羟基自由基的氧化还原电位为2.8V，仅次于氟（2.87V），这意味着其氧化能力远远超过普通的化学氧化剂，能够氧化绝大多数有机物，而且可以引发后面的链反应，使反应能够顺利进行。 2.2 氧化速率快 过氧化氢分解成羟基自由基的速度很快，氧化速率也较高。羟基自由基与不

同有机物的反应速率常数相差很小，反应异常迅速。另一方面也表明羟基自由基对有机物氧化的选择性很小，一般的有机物都可氧化。 2.3 适用范围广 羟基自由基具有很高的电负性或亲电性。很容易进攻高电子云密度点，这决定了Fenton试剂在处理含硝基、磺酸基、氯基等电子密度高的有机物的氧化方面具有独特优势。而这些物质的B/C的值小，生物化学方法很难将其降解，一般化学氧化法也难以凑效。因此Fenton试剂弥补了这个方面的不足，具有很大的潜力。 对废水中干扰物质的承受能力较强，既可以单独使用，也可以与其他工艺联合使用，以降低成本，提高处理效果。 胶体能在低pH值范围内使用，而在低pH值范围内有机物大多以分子态存在，比较容易去除，这也提高了有机物的去除效率。 三、反应机理 氧化反应采用Fenton试剂，其基本组成是与，其实质为亚铁离子和双氧水之间的链式反应催化生成高活性的自由基与难降解有机物反应，使之发生部分氧化、耦合或氧化，形成分子量较小的中间产物，从而改变它们的可生化性、溶解性和混凝沉淀性。络合物属于难降解的一类污染物，采用Fenton试剂进行氧化是比较好的废水处理方法，可以达到很好的出水效果，其反应机理如下：其生成机理如下：

铁碳微电解和芬顿氧化法在制药废水处理中应用及设计研究

铁碳微电解和芬顿氧化法在制药废水处理中应用与研究 邱国栋 1 朱沈武2 （江苏维尔思环境工程有限公司，江苏盐城） 摘要：本研究分别利用铁碳微电解法和铁碳微电解+芬顿氧化法对高浓度的制药废水进行预处理，通过对比实验前后的COD值、氨氮及其去除率，探讨铁碳微电解法和Fenton氧化法对制药废水预处理效果。铁碳微电解+芬顿氧化处理比铁碳微电解处理在高浓度的制药废水的预处理过程中COD降低更加明显、COD去除率更高，提高了废水的可生化性。 关键词：铁碳微电解；芬顿氧化法；制药废水；可生化性；去除率 Research and Application of Iron-carbon Micro-electrolysis and Fenton Oxidation in Pharmaceutical Wastewater Treatment Author：Qiu Guodong1 Zhu Shenwu2 (Jiangsu Wealth Environmental Engineering Co., Ltd. Jangsu Yancheng) Abstract:Iron-carbon micro-electrolysis and Fenton oxidation were respectively used to treat pharmaceutical wastewater in this study. The effect of iron-carbon micro-electrolysis and Fenton oxidation in pharmaceutical wastewater treatment was discussed by comparing the COD value, ammonia nitrogen and removal rate. Comparing iron-carbon micro-electrolysis and Combination of iron-carbon micro-electrolysis and Fenton oxidation in high concentration pharmaceutical wastewater treatment, the COD was more obviously decreased , the COD removal rate was higher, and the biodegradability of wastewater was improved. Keywords: Iron-carbon Micro-electrolysis； Fenton Oxidation； Pharmaceutical Wastewater；Biodegradability；Removal rate 正文 1前言 近些年来我国制药行业不断发展，伴随着其产生的制药废水也逐渐成为重要的污染源。近几年国家对环保的越来越重视，政府和社会发展环保的力度不断增大，如何处理这种废水也成为当今环境保护的一个重点。制药废水是工业废水中常见且比较难处理的一种废水，具有成分复杂，有机物含量高，毒性大，色度深，含盐量高，COD值高且波动性大，废水的 BOD5/COD cr值差异较大，可生化性差等特点，属于难降解高浓度有机废水，易造成水环境污染，威胁人们的健康［1］。 2作用机理 2.1 铁碳微电解 2.1.1电化学反应（氧化还原反应） 铁碳微电解反应体系实际上是内部和外部双重电解反应，内部反应是铁屑中存在微量的碳化铁与纯铁之间存在明显的氧化还原电位差，产生很多细微的原电池，发生电化学反应［2］。外部反应是该体系的主要反应，废铁屑与惰性碳(如石墨、焦炭、活性炭、煤等)在酸性充氧条件下发生以下的电化学反应：阳极：Fe－2e→Fe2+ Eo(Fe2+/Fe) =-0.44V 阴极：2H+＋2e→2［H］→H2 Eo(H+/H2)=0.00V 该反应体系中，产生的了新生态的Fe2+和原子H，它们具有高化学活性,能改变废水中许多有机物的

芬顿工艺在工业废水处理中的应用

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芬顿工艺在工业废水处理中的应用 目前工业废水处理的主流及热点技术包括厌氧生物处理技术、膜处理技术、高级氧化技术、脱氮除磷技术、生态处理技术等。基于技术经济成本，高级氧化过程与传统工艺结合是目前技术应用方向。芬顿工艺具有基建投资低、运行费用低、操作工艺简单等优点，近年来在难降解工业废水处理中得到了广泛应用。与其他传统的水处理方法相比，Fenton氧化法具有以下特点[1]：(1)反应速率高，在Fe2+离子的作用下，H2O2能够迅速分解产生?OH，?OH具有极强的得电子能力也就是氧化能力，氧化电位2.8V，其氧化能力仅次于氟；(2)?O H可以直接与废水中的污染物反应将其降解为二氧化碳、水和无害物； (3)由于羟基自由基的氧化能力很强，所以反应速度快，可以在较短的反应时间内达到处理要求；(4)芬顿反应可以作为单独处理工艺，又可与其他处理工艺相结合，提供处理效率且能够降低处理成本。 1芬顿反应影响因素 1.1温度温度是芬顿反应的重要影响因素之一。一般化学反应随着温度的升高会加快反应速度，芬顿反应也不例外，温度升高会加快?OH的生成速度，有助于?OH与有机物反应，提高氧化效果和CODCr的去除率；但是，温度升高也会加速H2O2的分解，分解为O2和H2O，不利于?OH的生成。不同种类工业废水的芬顿反应最佳温度，也存在一定差异。张铁锴[2]处理聚丙烯酰胺水溶液处理时，最佳温度控制

在30℃～50℃。陈传好[3]等人研究洗胶废水处理时发现最佳温度为85℃。Basu和Somnath[4]处理三氯（苯）酚时，当温度低于60℃时，温度有助于反应的进行，反之当高于60℃时，不利于反应。 1.2pH一般来说，芬顿试剂是在酸性条件下发生反应的，pH升高会仅抑制?OH的产生，而且会产生氢氧化铁沉淀而失去催化能力。当溶液中的H+浓度过高，Fe3+不能顺利的被还原为Fe2+，催化反应受阻。多项研究结果表明芬顿试剂在酸性条件下，特别是pH在3～5时氧化能力很强，此时的有机物降解速率最快，能够在短短几分钟内降解。此时有机物的反应速率常数正比于Fe2+和过氧化氢的初始浓度[5]。因此，在工程上采用芬顿工艺时，建议将废水调节到=2～4，理论上在为3.5时为最佳。 1.3有机底物针对不同种类的废水，芬顿试剂的投加量、氧化效果是不同的。这是因为不同类型的废水，有机物的种类是不同的。对于醇类（甘油）及糖类等碳水化合物，在羟基自由基作用下，分子发生脱氢反应，然后C-C键的断链；对于大分子的糖类，羟基自由基使糖分子链中的糖苷键发生断裂，降解生成小分子物质；对于水溶性的高分子及乙烯化合物，羟基自由基使得C=C键断裂；并且羟基自由基可以使得芳香族化合物的开环，形成脂肪类化合物，从而消除降低该种类废水的生物毒性，改善其可生化性；针对染料类，羟基自由基可以打开染料中官能团的不饱和键，使染料氧化分解，达到脱色和降低C ODCr的目的。范金石等[6]用芬顿试剂降解壳聚糖的实验表明当介质pH值3～5，聚糖、H2O2及催化剂的摩尔比在240:12～24:1～2时，

芬顿工艺处理废水的缺点与问题

芬顿工艺处理废水的缺点与问题 企业废水处理工艺 水处理工艺最少要３个环节，如厌氧－好氧－絮凝。多年以为我国的污水处理采用传统工艺进行污水处理，随着近年来国家逐渐提高污水排放标准，例如：本来印染厂就设计COD100mg/L以内的，现在COD要提高到80mg/L，到2016年1月1日，还要求提到60mg/L。这表明我国对废水的排放标准越来越严格，处理力度越来越大。 传统工艺只要药剂质量不好就难以稳定达标。在这个时候，许多企业就会采用深度处理工艺进行废水处理以适应新的废水排放标准，比如臭氧处理，芬顿处理(硫酸亚铁+双氧水），膜处理，电吸咐..等等。目前应用最为广泛，市场最为认可的便是芬顿法(硫酸亚铁+双氧水）处理废水。 芬顿处理缺点与问题 采用芬顿深度处理工艺的特点是需要有条件，要求前面处理效果比较好，污染物溶度比较低等。芬顿法处理的主要药剂是硫酸亚铁，双氧水，酸，碱（方法是反应后回调PH值），长隆科技服务客户4500多家，对于芬顿法从目前我们的客户反馈的信息，芬顿存在不少问题，主要如下： 1、芬顿处理劳动强度大。双氧水操作难度大，硫酸亚铁投加必须是固体，且硫酸亚铁含铁20%左右，相对于聚铁的11%含铁，大大增加了污泥处理强度。 2、芬顿处理的成本高，污泥多。如双氧水的药剂成本高也是一方面，并且现在大多数企业所计算的成本往往还不包括污泥增加（硫酸亚铁的投加带来的大量污泥），设备折旧，维修费用等. 3、芬顿处理容易返色。（如双氧水与硫酸亚铁的投加量与投加比例控制不好，或三价铁不沉淀容易导致废水呈现出微黄色或黄褐色。) 4、比较难控制。因为双氧水与硫酸亚铁的最佳比例需要进行正交实验才可以得出，并且受到反应PH值、反映时间长短、搅拌混合程度的影响，所以比例很难控制。 5、芬顿处理腐蚀性大，连水泥池都被腐蚀掉。双氧水强氧化性，其氧化性仅次于氟气（F2），如果防护不好对人体都有一定程度的腐蚀，硫酸亚铁也具有一定的腐蚀性。

芬顿法处理工艺及其影响因素

芬顿法处理工艺及其影响因素1 处理工艺 1.1 芬顿氧化法概述 芬顿法的实质是二价铁离子(Fe2+)、和双氧水之间的链反应催化生成羟基自由基，具有较强的氧化能力，其氧化电位仅次于氟，高达2.80V。无机化学反应过程是，过氧化氢 (H 2O 2 )与二价铁离子(Fe2+)的混合溶液将很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为 无机态。另外, 羟基自由基具有很高的电负性或亲电性，其电子亲和能高达 569.3kJ 具有很强的加成反应特性，因而 Fenton反应具有去除难降解有机污染物的高能力，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用。 1.2 氧化机理 芬顿氧化法是在酸性条件下，H 2O 2 在Fe2+存在下生成强氧化能力的羟基自由基(·OH)， 并引发更多的其他活性氧，以实现对有机物的降解,其氧化过程为链式反应。其中以·OH 产生为链的开始，而其他活性氧和反应中间体构成了链的节点，各活性氧被消耗，反应 链终止。其反应机理较为复杂,这些活性氧仅供有机分子并使其矿化为CO 2和H 2 O等无机 物。从而使Fenton氧化法成为重要的高级氧化技术之一。 当芬顿发现芬顿试剂时，尚不清楚过氧化氢与二价铁离子反应到底生成了什么氧化剂具有如此强的氧化能力。二十多年后，有人假设可能反应中产生了羟基自由基，否则，氧化性不会有如此强。因此，以后人们采用了一个较广泛引用的化学反应方程式来描述 芬顿试剂中发生的化学反应： Fe2++ H 2O 2 →Fe3++OH-+ OH? ①从上式可以看出，1mol的 H 2O 2 与1mol的Fe2+反应后生成1mol的Fe3+，同时伴随生成1mol的OH-外加1mol的羟基 自由基。正是羟基自由基的存在，使得芬顿试剂具有强的氧化能力。据计算在pH = 4 的溶液中，?OH自由基的氧化电势高达2.73 V。在自然界中，氧化能力在溶液中仅次于氟气。因此，持久性有机物，特别是通常的试剂难以氧化的芳香类化合物及一些杂环类化合物，在芬顿试剂面前全部被无选择氧化降解掉。1975 年,美国着名环境化学家Walling C 系统研究了芬顿试剂中各类自由基的种类及Fe 在Fenton 试剂中扮演的角色，得出如 下化学反应方程： H 2O 2 + Fe2+→ Fe3+ + O 2 ? + 2H +② O 2 + Fe2+→ Fe3+ + O 2 ? ③可以 看出,芬顿试剂中除了产生1mol的OH?自由基外,还伴随着生成1mol的过氧自由基O 2 ?,但是过氧自由基的氧化电势只有1.3 V左右，所以，在芬顿试剂中起主要氧化作用的是OH?自由基。 1.3 Fenton系统工艺流程简述 在二沉池出水井用Fenton供料泵送至Fenton氧化塔，将废水中难以降解的污染物氧化降解，Fenton氧化塔出水自流至中和池，在中和池投加液碱，将废水中和至中性；中和池废水自流至脱气池中，通过鼓风搅拌，将废水中的少量气泡脱除；脱气池出水自流至混凝反应池中，在该池中投加絮凝剂PAM并进行充分反应，使废水中铁泥絮凝；混凝反应后的废水自流至终沉池，将其中的铁泥沉淀，上清液达标排放。终沉池铁泥由污泥泵送至原污泥处理系统进行处理。 2 影响因素 2.1 温度