Fenton法在污水处理中的应用与研究进展

Fenton法在污水处理中的应用与研究进展


2024年4月13日发(作者:geforce gt730)

中国资源综合利用 

Vo1.29,No.8 

。废水处理 

China Resources Comprehensive Utilization 

2011年8月 

Fenton法在污水处理中的应用与研究进展 

薛 勇,蒋宝军 

(吉林建筑工程学院,长春 130001) 

摘要:在分析Fenton法的作用机理基础上,对近年来Fenton法在污水处理中的研究与应用进行了综 

述.重点介绍了Fenton法与其它方法联用如光一Fenton法、UV/Fenton法、电一Fenton法、磁一Fenton法、 

超声波一Fenton法、其他物质与Fenton的联用及Fenton法与其它工艺组合等方面所取得的一些成果。 

关键词:Fenton试剂;Fenton法;组合工艺 

中图分类号:X703 文献标识码:B 文章编号:1008—9500(2011)08—0060—03 

The Research Progress and Application of Fenton Method in 

Sewage Treatment 

Xue Yong,Jiang Baojun 

(Institute of Jilin Architecture and Civil Engineering,Changchun 130001,China) 

Abstract:Base on the analysis of the mechanism of general Fenton method,this paper summarized the research 

progress and application to this method in recent year.It emphatically introduced the achievement which is 

combination the method with anther means or reagents(photo-Fenton,UV/Fenton,electro—Fenton,magnetic— 

Fenton,ultrasound—Fenton,etc.)as well as the use with more combined process. 

Keywords:fenton reagent;fenton method;combined process 

1894年,法国科学家Fenton发现,在酸性条件 

下,H 0 在Fe 离子的催化作用下可有效的将酒石 

酸氧化,随后人们将这种方法命名为Fenton试剂。 

1.1 Fenton试剂自由基产生原理 

Fenton试剂具有很强的氧化能力是因为H 0 

被Fe 催化分解生成羟基自由基(・OH)并引发产生 

更多的其它自由基之故。 

实际上整个体系的反应十分复杂,其关键是通 

过Fe 在反应中起激发和传递作用,使链反应能持 

续进行直至H 02耗尽[3]。 

1.2 Fenton试剂絮凝作用机理 

采用Fenton试剂处理某些废水时发现,有时 

对实际处理过程中出现的现象难以用羟基自由基 

机理解释。Walling和Kato的研究指出,Fenton试剂 

1964年Eisenhouser首次使用Fenton试剂处理苯 

酚及烷基苯废水.开创了Fenton试剂在环境污染 

物处理中应用的先例。目前国内外对该法的研究已 

日趋成熟,并在实际工程中得到广泛应用,既作为 

废水处理的预处理,又可以作为废水处理的最终深 

度处理,还可以用在土壤修复、固体废渣处理、废气 

处理等。 

1 Fenton试剂作用机理 

在处理有机废水时会发生反应产生铁水络合物。 

通过反应表明.Fenton试剂具有一定的絮凝功 

能 

在水处理中Fenton试剂作用主要包括对有机 

物的氧化与混凝。对有机物的氧化作用是指Fe 与 

H 0。作用,生成具有极强氧化能力的羟基自由基・ 

OH而进行的游离基反应…;另一方面,由于反应中 

生成的Fe(OH) 胶体具有絮凝、吸附功能,通过这 

2类Fenton试剂 

2.1 光一Fenton法 

作用也可去除水中部分有机物[2]。 

2.1.1 UV/Fenton法反应机理 

收稿日期:2011-01—19 

基金项目:长春联创水质工程有限公司科研项目(2010VPW2012TBO1)。 

作者简介:薛

勇(1975一),男,吉林长春人,硕士,讲师,主要研究污水处理。 

60—— 

第8期 薛 勇等:Fenton法在污水处理中的应用与研究进展 Q废水处理 

UV/Fenton法是在Fenton反应的基础上产生 

的一种新的氧化技术.其基本原理类似于Fenton 

试剂。所不同的是反应体系在紫外光的照射下,三 

价铁与水中氢氧根离子的复合离子可以直接产生 

羟基自由基并产生二价铁离子.二价铁离子可与 

H O:进一步反应生成羟基自由基,从而加速水中有 

机污染物的降解速度_4]。 

2.1.2 UV/Fenton法 

王莹、熊振湖等的试验表明,UV能够有效地提 

高脱色速率。在紫外光下照射1 h、铬黑T初始浓度 

为100 mg/L时,脱色率可达到95%以上,矿化率可 

达70%以上。因此采用UWFenton方法可处理类似 

铬黑T这种高色度、含芳香烃成分(UV254)及高溶 

解有机碳的偶氮染料废水[5]。 

2.2电一Fenton法 

2.2.1 电一Fenton法反应机理[ 

电一Fenton法的实质是把用电化学法产生的 

Fe 与H:0:作为Fenton试剂的持续来源,目前研究 

较多的是阴极电一Fenton法,基本原理是把氧气喷 

到电解池的阴极上,使之还原为H:0 ,H O 与加入 

的Fe 发生Fenton反应。 

2.2.2 电一Fenton法 

石岩、王启山等以活性炭和涂膜炭为填充电极 

的三维电极一电Fenton法,对其处理垃圾渗滤液的 

影响因素和效果进行了试验研究,由GC—MS分析 

结果可知,三维电极一电Fenton法对垃圾渗滤液中 

芳烃、烷烃、羧酸和酯类等有机物具有很好的降解 

效果 。 

2.3磁一Fenton法 

鲁秀国、刘雪梅对l0omL酸性黑10B染料模 

拟废水,在pH值为3,FeSO4・7H2O为500 mg,H2O2 

为0.4 mL,反应时间为20 min条件下.进行了磁一 

Fenton法处理试验。结果表明.COD去除率可达 

90_3%。当磁化反应时间为20 min时,在外加磁场 

磁场强度为427.8 mT的作用下。COD的去除率提 

高了3.7%【引 

2.4超声波一Fenton法 

超声波废水处理技术由于具有无二次污染、设 

备简单、应用面广等独特的优点,受到人们越来越 

多的关注。超声波在液体中能引起空化作用.可使 

进入空化泡中的水蒸气在高温和高压下发生分裂 

及链式反应 

潘云霞、郑怀礼等采用超声一Fenton技术处理 

垃圾渗滤液的优化条件是:超声频率为28 kHz、超 

声功率为75 W、Fe 浓度为280 mg/L、H202浓度为 

1.29x10 mg/L、pH值为2.5t 。 

2.5其他物质与Fenton的联用 

研究发现.添加其它材料。也可加强Fenton除 

去污染物的作用,提高对污染物的去除率。汤炬,李 

沪萍等采用活性炭一Fenton试剂联合处理头孢噻肟 

钠模拟废水,COD0去除率达87.6%c ]。王开演、汪 

晓军等试验表明。在聚合硫酸铁(pFs)的最佳投加 

量为0.6 mIJ,L条件下.Fenton反应最佳工艺条件 

是:pH值为5.04、双氧水/亚铁投量摩尔比为1.2:l、 

七水硫酸亚铁加入量为1.2 g/L、每小时投加一次, 

分三次投加,反应时间为3 h C川。林立、李建军等在 

TiO2的用量为O.2 g、H2O2的用量为0.1 mL、FeSO4・ 

7H2O的用量0.02 g、反应时间为20 min条件下,进 

行了去除苯酚的试验,结果表明苯酚去除率高达 

90.1%,为利用日光处理含酚废水提供了有意义的 

探索 。 

2.6 Fenton与其它工艺组合 

张龙、李爱民等采用混凝沉淀一树脂吸附一 

Fenton氧化工艺处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液,结果 

表明,在最佳条件下,COD的去除率达98.1%,树脂 

脱附效果好,脱附液体积为膜滤浓缩液的1/10,实 

现了膜滤浓缩液减量化的目的[n] 

周少奇、钟红春等联合运用聚铁混凝、Fenton 

方法以及SBR生物法3种工艺对老龄垃圾场的渗 

滤液进行了深度处理,在聚铁加药量为O.45 m L、 

[Fe ]投加量为0.006 mol/L、[H2O2]投加量为0.006 

mol/L、反应时间为4 h、Na2CO,投加量约为0.7 L、 

0.1%PAM投加量为2 m L最佳条件下,可使出水 

COD降为68 mg/L,BOD5为20 mg/L ̄H]。 

3 Fenton试剂在工程实践中的应用 

康钧,张亚青将Fenton氧化法应用于秦皇岛港 

化工废水处理工程中,通过采用物化与生化工艺相 

结合的处理工艺,实现了对港口化工废水的有效处 

理。该工艺具有抗冲击能力强,工艺流程简单、易操 

作等优点。Fenton氧化确保了有机物的可生化性. 

与MBR工艺的联合使用大大降低了处理的成本. 

工艺流程非常合理[ ]。 

施帆君,孙世群采用微电解+Fenton预处理染 

61— 

。废水处理 中国资源综合利用 第8期 

料废水,表明能够提高其可生化性,降低色度,通过 

Application of the photo-Fenton process to the treatment of 

联用传统的生化处理技术,可使处理后的染料废水 

实现达标排放,污染物COD的平均去除率达97% 

以上[ 。 

wastewaters contaminated with diesel[J].Science ofthe Total 

Environment,2006,367:42—49. 

5 王 莹,熊振湖.UV/Fenton法对高浓度铬黑T染料废水的 

脱色与矿化[J].天津城市建设学院学报,2009,15(1):49— 

4 结语 

52. 

6李金莲.Fenton技术处理含聚丙烯酰胺废水的研究『D1.大 

Fenton试剂作为一种强氧化剂用于去除污染 

物具有明显优点,是一种很有应用潜力的污染物处 

庆:大庆石油学院.2005. 

7石岩,王启山,岳玉森,等.三维电极一电Fenton法处理 

理技术,其不但在废水处理方面.而且在固体与气 

体的处理方面也开始发挥作用,特别是Fenton试 

垃圾渗滤液[J].天津大学学报,2009,42(3):248—251. 

8鲁秀国,刘雪梅,童祯恭.磁芬顿处理酸性黑10B模拟废 

水的实验研究[J].环境科学与技术,2008,31(9):106--109. 

9潘云霞,郑怀礼,李丹丹.超声/Fenton联用技术处理垃圾 

渗滤液中的有机物[J].环境工程学报,2008,2(4):445— 

449. 

剂与其它各种方法的组合工艺不断出现.进一步拓 

展了该法的应用领域。Fenton试剂也有其本身的不 

足之处,如对水的色度、铁离子的含量有较大的影 

响,对后续工艺的选择有较严格的要求,处理成本 

较高等:在技术层面上,今后仍需在对Fenton试剂 

去除不同污染物的反应动力学、反应机理、氧化能 

力的强化、亚铁离子的再生;在研究时还需进行氧 

化剂与还原性催化剂的终止反应,以免测定结果不 

真实等。寻找使过氧化氢能产生更多自由基的催化 

物质及不同处理工艺的组合方式进行深人研究的 

基础上,不断拓展该法的应用范围。 

参 考 文 献 

1O汤 恒,李沪萍,罗康碧,等,活性炭~Fenton试剂联合处 

理头孢噻肟钠废水实验研究lJ].化_T科技,2008,16(2): 

10-12. 

11 王开演,汪晓军.混凝一Fenton法深度处理垃圾渗滤液fJ . 

净水技术,2008,27(3):35—38. 

12林立,李建军,李芬芳,等.TiO ̄Fenton体系日光催化降 

解苯酚废液[J].杭州化工,2009,39(1):29—31. 

13张龙,李爱民,吴海锁,等.混凝沉淀一树脂吸附一Fenton 

氧化工艺处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液『J].环境污染与防 

治,2009,3l(3):16—20. 

14周少奇,钟红春,胡永春.聚铁混凝一Fenton法一SBR T:艺 

1岁 刚.黄君礼.孙红.活性炭吸附/Fenton试剂氧化法处 

理造纸厂污冷凝水的研究IJ1].哈尔滨建筑大学学报,1999,32 

(6):59—62. 

2 Xu Xiangrong,I i Huabin,Wang Wenhua,et a1.Degradation of 

对成熟垃圾场渗滤液深度处理的研究[J】.环境科学,2008, 

29(8):28—32. 

15康钧,张亚青.Fenton氧化法在秦皇岛港化工废水处理 

工程中的应用[J].水道港口,2008,29(4):291—293. 

16施帆君,孙世群,杨阳,等.微电解+Fenton试剂预处理 

dyessolutions by the Fenton process[J].Chemosphere,2004,5 

(77):595—600. 

染料废水工程实例研究[J].环境科学与管理,2009,34(1 1): 

93—96. 

3雷乐成,汪大晕.水处理高级氧化技术[M].化学工业出版 

社.2001.19—20. 

4 Galvio Sara Am61ia O,Mota Andr6L N,Silva Douglas N,et a1. 

(责任编辑/赵建国) 

o简 讯 

全国家电以旧换新销售量突破6000万台 

截至2011年7月28日,家电以旧换新销售量 

突破6 000万台,达6 011.6万台,销售额2 229.6 

亿元,回收旧家电6 211.3万台。家电以旧换新五大 

冰箱销售820.4万台,占总销售量的13.6%;洗衣机 

销售732.2万台。占总销售量的12.2%。销售量排名 

前5位的地区分别是江苏省、上海市、山东省、浙江 

省和广东省。 

(商 讯) 

类产品中,电视机销售1 969.8万台,占总销售量的 

32.8%:空调销售1 584.2万台,占总销售量的 

26-4%:电脑销售905万台,占总销售量的15%;电 

62—— 


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