Fenton试剂法降解废水中的芳香类化合物
芬顿氧化法在废水处理中的应用
芬顿氧化法在废水处理中的应用Fenton氧化法是近年来发展起来的专门处理高浓度、高色度、难降解工业有机废水的高级氧化技术，常用于废水的高级处理，以去除COD、色度等。
文章介绍了Fenton氧化法处理难降解有机废水的机理及应用情况，并对其在废水处理中的发展趋势作了展望。
标签：Fenton氧化法；废水处理；难降解1894年，科学家Fenton HJ发现，过氧化氢（H2O2）与二价铁离子（Fe2+）混合后，可以将当时很多已知的有机化合物如醇、羧酸、酯类等氧化为无机态，氧化性极强。
但这种氧化性试剂却因为氧化性极强没有被太多重视。
直至上世纪70 年代，水环境的污染成为世界性难题，而具有去除难降解有机污染物的高能力的Fenton试剂，在多种工业废水处理中逐渐得到了广泛的应用，并日益受到国内外的关注。
1 Feton试剂反应机理Fenton氧化法是在酸性条件下利用Fe2+催化分解H2O2产生的·OH降解污染物，且生成的Fe3+发生混凝沉淀去除有机物，因此Fenton试剂在水处理中具有氧化和混凝两种作用。
一方面，对有机物的氧化作用是指Fe2+与H2O2作用，生成具有氧化能力极强的羟基自由基·OH 而进行的自由基反应[1]；另一方面，反应生成的Fe（OH）3胶体具有絮凝、吸附功能，也可以去除水中部分有机物[2]。
羟基自由基（·OH）具有很强的氧化性，仅次于氟并且是一种非选择性的氧化剂，易氧化各种有机物和无机物，反应速度快，氧化效率高。
2 Fenton氧化法在废水处理中的应用Fenton氧化法在废水处理中的应用具有其它方法无可比拟的优点，但由于过氧化氢价格昂贵，如果单独使用Fenton试剂，则成本太高，所以在实践应用中通常与其他方法联用，如与混凝沉降法、生物法、活性炭法等联用，用于废水的预处理或最终深度处理，以取得良好的效果。
2.1 废水的预处理加入Fenton试剂对废水进行预处理，是通过羟基自由基（·OH）与有机物的反应，使废水中难降解的有机物发生偶合或氧化，形成分子量较小的中间产物，从而改变它们的可生化性、混凝沉淀性和溶解性，然后通过后续的混凝沉淀法或生化法加以去除，可达到净化的目的。
干货 _ Fenton技术在废水处理的应用及改良案例
干货 | Fenton技术在废水处理的应用及改良案例2016-03-10环保人Fenton氧化法是一种高效且经济的废水高级氧化技术，过氧化氢和亚铁离子反应产生强氧化性的羟基自由基(·OH)，氧化降解废水中污染物。
其化学反应机制：H2O2+Fe2+→•OH+OH-+Fe3+→Fe(OH)3↓影响Fenton法氧化反应效果与速率因子：反应物本身的特性，H2O2的剂量，Fe2+的浓度，pH值，反应时间，温度。
Fenton氧化法具有氧化能力强、设备简单、易于操作、操作成本低等优点，广泛应用于造纸、印染、制药等行业工业废水处理。
1 加硫酸亚铁后多久加入双氧水芬顿试剂的主要药剂是硫酸亚铁与双氧水与碱。
硫酸亚铁与双氧水的投加顺序会影响到废水的处理效果。
先通过正交实验将硫酸亚铁与双氧水的投加比例得出(一旦控制不好便容易返色)。
再按照先调PH值，投加硫酸亚铁，再投加双氧水，再进芬顿试剂投加顺序与污泥沉降处理行pH值调节的顺序进行投加。
在硫酸亚铁投加后反应15分钟左右，再进行双氧水的投加，反应20~40分钟后再加入碱回调pH值，处理效果更佳。
2 污水处理中需要哪些设备加药设备：硫酸加药池、亚铁加药池、双氧水加药池、PAM加药池（有的建议设曝气装置），当然也要配备加药泵。
反应池：搅拌机，如果想提高效率可以采用类芬顿反应原理（添加紫外光源，微波发射器等），不过一般的芬顿反应池可以不用。
监测设备：PH探头，ORP探头。
絮凝池：搅拌机，PAM加药泵。
沉淀池：一般采用斜管沉淀池，污泥泵。
反应过程：先调节PH到适合，进入芬顿反应池反应，絮凝，沉淀。
3 在水处理上的应用1 处理氰化物氰化物是剧毒性的物质，在废水的排放中都要严格控制氰化物的含量。
芬顿试剂可有效地处理氰化物，处理过程中，游离的氰化物分两步被分解。
俄罗斯学者研究了采用Fenton试剂处理含有氰化物和硫氰化物的废水（质量浓度均为1000mg/L)，前者氧化率为99.8%，后者氧化率为84.0%。
Fenton试剂处理废水中各影响因子的作用机制
Fenton试剂处理废水中各影响因子的作用机制Fenton试剂处理废水中各影响因子的作用机制随着工业化和城市化的快速发展，废水处理成为环境保护的重要课题。
Fenton试剂作为一种高效的废水处理技术，被广泛应用于废水处理过程中。
废水中存在着各种有害物质和污染物，其中包括重金属离子、有机物以及微生物等。
在Fenton试剂处理废水中，各种影响因子对处理效果具有重要的作用，本文将重点探讨这些影响因子的作用机制。
首先，pH值是Fenton试剂处理废水效果的重要因素之一。
pH值的变化会影响到废水中重金属离子和有机物的溶解度，从而影响其在Fenton试剂处理过程中的反应速率。
一般来说，废水的pH值增加会导致重金属离子和有机物的溶解度降低，减慢其与Fenton试剂发生反应的速度。
而低pH值有利于形成更多的羟基自由基（•OH），增强氧化反应的强度。
因此，在Fenton试剂处理废水时，调节废水的pH值可以提高处理效果。
其次，废水中的氧气浓度也会影响Fenton试剂的处理效果。
氧气是生成羟基自由基的重要原料，因此，充足的氧气供应可以增强Fenton试剂处理废水的氧化能力。
在废水中溶解更多的氧气，可以提高Fenton试剂生成羟基自由基的速率，并促进有机物和重金属离子的氧化反应。
此外，废水中的金属离子也会对Fenton试剂的处理效果产生影响。
金属离子可以作为催化剂，参与Fenton试剂的产氢过程，进一步生成羟基自由基。
常见的金属离子如铁离子、钴离子等，可以有效地提高Fenton试剂的催化效率，加速废水中有机物和重金属离子的降解过程。
此外，废水中有机物的种类和浓度也会对Fenton试剂的处理效果产生重要影响。
不同种类的有机物在Fenton试剂处理过程中，其降解速度和降解程度会存在差异。
一般来说，含有芳香环结构的有机物更容易被Fenton试剂氧化降解，而饱和脂肪酸等饱和有机物的降解速率较慢。
另外，有机物的浓度越高，Fenton试剂处理的效果也会更好。
Fenton高级氧化法对废水处理反应效果
Fenton高级氧化法对废水处理反应效果莱特莱德水处理公司让用户得到满意，是莱特莱德公司成长的动力，提供高质量的产品及高效的售后服务，一直是企业发展的方向，公司的一切工作均为用户的满意度展开。
同时莱特莱德高级氧化技术中心研发的光化学氧化、催化湿式氧化、声化学氧化、臭氧氧化、电化学氧化、Fenton氧化等泛应用于工业有机废水处理、抗生素制药废水、含氰废水处理及其他水处理除氧工艺流程的应用。
由于传统工艺或其组合无法治理工业废水成分复杂、浓度较高、有毒有害、难生物降解的效果，而莱特莱德公司针对这类废水采用Fenton高级氧化法已成为公司专研技术热点。
并且莱特莱德公司发展了很多工艺如Fenton高级氧化法、催化氧化法、光电催化氧化技术、湿式氧化法和其它常温常压催化氧化法。
可广泛应用于工业有机废水处理、抗生素制药废水、含氰废水处理及其他水处理除氧工艺流程的应用。
一、Fenton高级氧化法技术介绍Fenton高级氧化法是一种H2o2和Fe2复合而产生的氧化能力很强的氧化剂。
Fenton高级氧化法具有简单、快速和可絮凝等优点。
Fenton体系中的H2o2与用量配比要结合具体的废水而定。
一般来说，H2o2量的增加会导致·OH的增加，但当H2o2用量过多时，将F2氧化成Fes，降低了·OH的产生效率且过多的H2o2不经济。
Fe2量较高时，催化能力较强，当其量过高时使得产生的自由基之间相互反应生成水而消耗，而且出水的颜色加深。
近年来Fenton高级氧化法已向均相光催化氧化法方向和光电催化氧化技术方向发展。
二、Fenton高级氧化法在工业废水处理中应用利用Fenton高级氧化法可以有效处理酚类、芳胺类、芳烃类、农药及核废料等难降解污染物。
下面列举该方法处理废水的典型实例。
采用低剂量Fenton试剂一混凝一过滤一稳定塘处理工艺，处理2.0羟基一3.苯甲酸生产废水(pH为1.8、COD=值为1710mg/L)，当每吨废水投加H2o2为2L、FeS04·7H2O为100g时，出水的COD=<100mg/L。
Fenton试剂氧化法处理废水
实验七Fenton试剂氧化法处理废水一、实验目的1、理解Fenton试剂催化氧化的机理及运行因素2、掌握运用正交方法进行多因素多水平实验的设计3、对实验结果进行直观分析，确定因素的主次关系及各因素的最佳水平。
二、实验原理过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化体系通常称为fenton试剂。
Fenton试剂法是一种均相催化氧化法。
在含有亚铁离子的酸性溶液中投加过氧化氢时，在Fe2+催化剂作用下，H2O2能产生活泼的羟基自由基，从而引发和传播自由基链反应，加快有机物和还原性物质的氧化。
其一般历程为：所以羟基自由基可与废水中的有机物发生反应，使其分解或改变其电子云密度和结构，有利于凝聚和吸附过程的进行。
Fenton试剂的影响因素有：pH值、H2O2投加量、Fe２＋投加量和反应温度。
pH值：Fenton试剂是在酸性条件下发生作用的，在中性和碱性的环境中Fe２＋不能催化H２O２产生羟基自由基，ｐＨ值在3-5附近时去除率最大。
H２O２投加量：H２O２的浓度较低时，H２O２的浓度增加产生羟基自由基量的增加；H２O２的浓度过高时，过量的H２O２不但不能通过分解产生更多的羟基自由基，反而在反应一开始就把Fｅ２＋迅速氧化成Fｅ３＋，使氧化在Fｅ３＋的催化下进行，这样既消耗了H２O２又抑制羟基自由基的产生。
Fｅ２＋投加量：Fｅ２＋浓度过低，反应速度极慢；Fｅ２＋过量，它还原H２O２且自身氧化为Fｅ３＋，消耗药剂的同时增加出水色度。
反应温度也会对其氧化效果有影响。
根据反应动力学原理，随着温度的增加，反应速度加快。
但是对于Fｅｎｔｏｎ试剂这样复杂的反映体系，温度升高，不仅加速正反应的进行，也加速副反应。
因此，温度对于Fenton试剂处理废水的影响复杂，适当的温度可以击活羟基自由基，温度过高会使双氧水分解成水和氧气，但在工业废水处理中，提高温度耗能较大，一般采用室温下操作，故本实验不考虑该因素的影响。
三、实验用品及装置1．实验仪器：搅拌器或振荡器分析天平烧杯、移液管、量筒等有关玻璃器皿COD测定回流装置2．实验试剂：30％过氧化氢。
Fenton试剂催化氧化染料废水实验方案.
一.实验目的1.了解Fenton试剂的性质2.了解Fenton试剂降解有机污染物的机理3.掌握fenton反应中各因素对对废水脱色率的影响规律二.实验原理Fenton试剂的氧化机理可以用下面的化学反应方程式表示：Fe2++ H2O2→Fe3++OH-+OH?OH?的生成使Fenton试剂具有很强的氧化能力，研究表明，在pH=4的溶液中，其氧化能力在溶液中仅次于氟气。
因此，持久性有机污染物，特别是芳香族化合物及一些杂环类化合物，均可以被Fenton试剂氧化分解。
本实验采用Fenton试剂试剂法处理甲基橙模拟染料废水。
配制一定浓度的甲基橙模拟废水，实验时取该废水于烧杯（或锥形瓶）中，加入一定量的硫酸亚铁，开启恒温磁力搅拌器，使其充分混合溶解，待溶解后，迅速加入设定量的H2O2，混匀，反应至所设定时间，用NaOH溶液终止反应，调节pH值为8-9，静置适当时间，取上层清夜在最大吸收波长A=465nm处测吸光度，色度去除率=（反应前后最大吸收波长处的吸光度差/反应前的吸光度）*100%。
三.仪器与试剂1.仪器（1）pH-S酸度计或pH试纸（2）721或722可见光分光光度计2.试剂（1）甲基橙（2）FeSO4?7H2O， H2O2（30%），H2SO4，NaOH均为分析纯。
四.实验步骤：1配置200mg/L的甲基橙模拟废水。
实验时，取200mg/L的甲基橙模拟废水200ml于烧杯（或锥形瓶）中，2.确定适宜的硫酸亚铁投加量。
具体做法如下：甲基橙模拟废水的浓度为200mg/L，H2O2（30%）投加量为1mL/L，水样的pH 值为4.0-5.0，水样温度为室温时，投加不同量的FeSO4?7H2O（投加量分别为20 mg/L，60 mg/L，100 mg/L，200 mg/L，300 mg/L）进行脱色实验，反应时间为60min。
通过此实验，确定出FeSO4?7H2O的最佳投加量。
3.确定适宜的H2O2（30%）投加量。
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摘要：随着我国改革开放的不断深化，工业技术水平得到了快速提高，工业生产能力也逐步发展到世界先进水平。
工业化的逐步推进，所附带的污染问题也受到更多的关注。
随着世界生态环境问题的日益严峻，国家对于工业污染物的处理和管控也更加严格。
而工业废水的有效处理是“三废”治理中重要的环节。
物理处理法、化学处理法、生物处理法是现阶段对于工业废水处理的主要方法。
其中生物处理法的处理效果在几种处理方法中更符合环保理念因此被更为广泛的应用。
芬顿工艺技术是生物处理法的一种，具有成本低效果好的特点。
本文结合芬顿工艺的原理以及工艺处理中的影响因素，探讨芬顿工艺的应用特点，旨在为相关同行提供有益参考，为强化我国环保建设尽微薄之力。
关键词：芬顿工艺；工业废水处理；应用随着我国改革开放政策的落实，工业生产逐步发展称我国支柱性的产业之一。
工业的生产规模的不断扩大对环境也造成了巨大的影响。
工业生产中所产生的废水、废气、固体废弃物，都会对生态环境造成污染，威胁着人们的身体健康。
工业废水的污染性在“三废”中更加的明显和直观，特别是化工生产所排出的有机物质不仅毒性大、结构复杂并且存在不易降解的物质。
传统的污水处理方法以沉淀和过滤等方式处理效果并不理想，有毒有害物质无法完全降解。
生物处理法是目前应用最为广发的污水处理方式之一，主要包括膜处理工艺、臭氧高级氧化工艺以及芬顿工艺等。
其中芬顿工艺不仅可以在很短的时间内氧化分解废水中的有机物质并且无二次污染风险，同时工艺操作方法简便投资成本低，市场反馈效果较好，因此被更为广泛的应用。
一、芬顿工艺原理Fenton（芬顿）工艺是一种高级的氧化技术，由法国科学家Fenton在1894年发现在酸性条件下H2O2在Fe2+离子的催化作用下可以有效的将酒石酸氧化。
后来研究人员将H2O2和Fe2命名为芬顿（Fenton）试剂，上世纪六十年代芬顿试剂被首次应用于苯酚及烷基苯废水的处理，也开创了芬顿试剂在环境废水处理的先河。
Fenton及类Fenton试剂的研究进展
Fenton及类Fenton试剂的研究进展Fenton及类Fenton试剂的研究进展引言Fenton及类Fenton试剂是一类广泛应用于废水处理和环境修复领域的强氧化剂。
自20世纪60年代首次被提出以来，经过几十年的发展研究，Fenton及类Fenton试剂的应用范围不断扩大，并取得了显著的研究进展。
本文章就Fenton及类Fenton试剂的基本原理、应用领域和研究进展进行综述。
一、Fenton及类Fenton试剂的基本原理Fenton试剂是指由过硫酸铵和Fe2+所组成的体系，通过Fe2+进一步与H2O2反应而产生强氧化自由基(OH·)。
而类Fenton 试剂则是指含有过渡金属离子（如Cu2+、Co2+等）的物质，能够与H2O2协同产生氧化性自由基。
这些强氧化自由基可以迅速氧化有机物质，从而有效去除废水中的有机污染物。
二、Fenton及类Fenton试剂的应用领域1. 废水处理Fenton及类Fenton试剂具有高效快速的氧化能力，广泛应用于废水处理领域。
它们能有效降解废水中的有机物，包括难降解有机物、染料、农药等。
研究表明，Fenton及类Fenton试剂处理废水的效果较传统氧化剂（如O3和Cl2）更好，且无二次污染问题，因此被认为是一种环保高效的废水处理方法。
2. 土壤和地下水修复Fenton及类Fenton试剂在土壤和地下水修复领域也得到了广泛应用。
由于它们具有较强的氧化能力，可以有效分解土壤和地下水中的有机污染物，包括石油烃、溶剂、农药等。
这种修复方法操作简便、成本低廉，因此被广泛应用于污染场地的修复工作中。
三、Fenton及类Fenton试剂的研究进展1. 催化剂的改进为了进一步提高Fenton及类Fenton试剂的催化性能，研究人员开始探索新型催化剂的开发。
如近年来，一些金属有机骨架材料（MOFs）被引入Fenton体系中，能够提高反应速率和催化活性，使Fenton体系的应用更广泛。
Fenton-热碱法在香精香料废水预处理中的实验研究
１ ． ２ 实 验水 质
某香精香料厂 车间工 艺废水为深褐色半透 明
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ３— ０ ６
作者简介 ： 徐鑫 （ １ ９ ８ ４ 一） ， 安徽合肥人 ， 硕士研究生 ， 从事水污染处理工艺 的研究 。
香精香 料废水 是 一种典 型 的难 生物 降解 的有机 工业废 水 ， 成 分 十分复 杂 ， 含 有 多环芳 香烃 和杂环 类
状， 有 刺激 性气 味 。其 主要水 质指 标如 下 ：
表 １ 实验 用 水 水 质
指标 Ｃ Ｏ Ｄ Ｔ Ｎ
ｍ ｇ ／ Ｌ
有机物… 。我国的合成香精香料工业是在 ２ Ｏ世纪 ５ Ｏ 年代开始兴起并逐渐发展起来 的， 到现在已经具 有相当大的规模 ， 在 国内外合成香精香 料工业 中起 着重要作用。目前 ， 国内大型香精香料 的生产企业 有将近 ６ ０ ０家 ， 香精香料的年产量约 ｌ ４万 ｔ ， 其中香 料 的年产 量为 ７万 ｔ 左 右 ］ 。实 验 废 水来 源 于 一 家专业的内酯香料生产企业的浓废水 ， 产品涵盖 ｃ
第 ４期
徐
鑫， 等： Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ一 热碱法在香精香料废水预处理 中的实 验研究
・１ １・
Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ 一 热碱法在香精香料废水预处理 中的实验研究
徐 鑫， 周元祥 ， 徐 良， 周 凯
２ ３ ０ ０ ０ ９ ） （ 合肥 工业 大学 资源与 环境５ １ ２ 程学 院 ， 安 徽 合肥
浅谈光Fenton方法处理印染废水
浅谈光 Fenton方法处理印染废水【前言】纺织技术的发展导致了印染废水的成分日趋发杂，也给治理技术造成一定的困难。
本文利用自制的光反应器，联合UV和Fenton试剂进行橙黄II的降解实验，通过紫外分光光度计对橙黄II溶液浓度进行监测，对影响实验的各个因素进行研究进而确定出最佳的反应条件。
【关键词】：印染废水脱色影响1 印染废水的来源及特点随着我国纺织工业的发展，大量染料及新型助剂的应用，随之而来的印染工业废水的排放迅猛增加，对水体的污染也日益严重。
印染废水是我国目前危害大、难处理的工业废水之一，主要来自印染加工过程中所有工序产生的综合废水。
包括印染工序中的预处理排放的退浆、煮炼、漂白、丝光废水；染色排放的染色废水；印花排放的皂洗废水和印花废水以及整理阶段排放的整理废水。
印染废水成分复杂，主要以芳烃和杂环化合物为母体，并带有显色基团和极性基团，其特点是废水量庞大、色度大、有机物含量高、水质变化无常、难降解等，由于印染废水成分复杂，单一处理方法往往不能达到理想的处理效果，在实际应用中大多采用几种方法的组合来完成对印染废水的彻底处理【1】。
2 印染废水主要处理技术印染废水的处理方法主要有物理法、化学法和生物法。
物理法主要原理是吸附作用，利用活性炭、硅藻土和煤渣等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，使污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。
吸附技术特别适合低浓度印染废水的深度处理，在工艺上具有投资小，方法简便易行，成本较低的优点【2】。
在实际应用中要重点考虑吸附剂的选择及二次污染的问题。
化学法主要有化学混凝法、化学氧化法和电化学法。
化学混凝法虽然操作流程简单，但是对亲水性染料治理效果差，且运行费用也高，二次污泥治理也困难。
化学氧化法主要将废水中的无机物和有机物通过化学反应被氧化成无毒物质从而达到治理的目的。
其中应用较多的臭氧氧化法，臭氧氧化法的优点在于氧化能力强、去除污染物的效果显著，处理后的废水中的剩余臭氧易分解，不产生二次污染【3】。
Fenton 试剂法处理高浓度难降解有机废水
Fenton试剂法处理高浓度难降解有机废水摘要：本文分析了难降解有机物为什么难以生物降解的原因，论述了经典Fenton试剂法、光-Fenton试剂法和电-Fenton法对有机污染物的降解机理，探讨了不同外界因素对Fenton 试剂法处理效果的影响，并提出Fenton试剂的研究发展方向。
关键词：Fenton试剂法；作用机理；影响因素一、前言高浓度难降解有机废水的处理，是目前国内外污水处理界公认的难题。
对于这类废水，目前国内外研究较多的有焦化废水、制药废水(包括中药废水)、石化/油类废水、纺织/印染废水、化工废水、油漆废水等行业性废水。
所谓“高浓度”，是指这类废水的有机物浓度(以COD计)较高，一般均在2000 mg/L以上，有的甚至高达每升几万至十几万毫克；所谓“难降解”是指这类废水的可生化性较低(BOD5/COD值一般均在0.3以下甚至更低)，难以生物降解。
所以，业内普遍将COD浓度大于2000 mg/ L、BOD5/ COD值低于0.3的有机废水统一称为高浓度难降解有机废水[1]。
“高浓度”、“难降解”两大特性的叠加，使得此类废水在处理中，单独使用生物法或物化法等“常规”方法失去可能。
目前处理高浓度难降解有机废水的主要方法有高级氧化技术，如超临界水氧化技术、Fenton试剂法、光化学氧化等；物化处理技术，如萃取法、吸附法、膜分离法等，以及生化处理法。
二、难降解有机物难降解的原因难降解有机物是指微生物不能降解或再任何环境条件下不能以足够快的速度降解以阻止它在环境中的积累的有机物。
所谓难降解是相对于易生物降解而言的，所谓的“难”，“易”又是针对所在的系统而言的。
形成化合物难于生物降解的原因如下[2]：一是由废水中化合物本身的化学组成和结构来决定的，当某一有机污染物结构相对稳定。
很难通过微生物的氧化还原、脱羧、脱氨、水解等作用使其转化为无机物，即完全降解，使其具有抗微生物降解特性。
①键长C－C单键，C＝C双键，C≡C三键的键长，主要原因是两个碳原子间共用电子对越多，碳原子间的电子云密度就越高，使成键的两个原子更加靠拢，键长就越短。
高级氧化技术—(芬顿试剂氧化)
高级氧化技术一（芬顿试剂氧化）正文：1高级氧化技术高级氧化技术（AdvancedOxidationProcesses）定义为可产生大量的•OH自由基过程，利用高活性自由基进攻大分子有机物并与之反应，从而破坏油剂分子结构达到氧化去除有机物的目的，实现高效的氧化处理。
Fenton法处理含有羟基有机化合物的废水时存在明显的选择性。
羟基取代基类型、羟基数量、羟基取代位置、主链链长及主链的饱和度对Fenton法处理效果均存在不同程度的影响。
实验结果表明：一元酚羟基对Fenton反应有着促进作用，而一元醇羟基对其有强烈的抑制作用;当碳原子数相同而羟基数不同时，随羟基数量的增加其对Fenton反应的影响逐渐下降;饱和一元醇主链碳原子个数越多，则其对Fenton反应的抑制作用越明显;主链的不饱和度对Fenton反应的影响也是不同的,脂肪族不饱和羟基化合物的Fenton法处理效果很差，而对苯环类羟基化合物有着很好的氧化处理效果;链长与醇羟基个数都不同时，随主链的增长和羟基数量的增加，其对Fenton反应的抑制作用随之下降，表现出良好的氧化降解效果。
不同体系中的羟基自由基产生量可用来直接判断底物对芬顿试剂的抑制效应及抑制程度。
脉冲式加温对室温下芬顿试剂的氧化效果有着促进作用，且加热频率越大,效果越明显。
2芬顿试剂机理研究当Fenton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仕么氧化剂具有如此强的氧化能力。
20多年后，有人假设可能反应中产生了经基自由基，由于H2O:在催化剂Fe3+（Fe2+）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的经基自由基（・OH）,・OH可以氧化降解水体中的有机污染物，使其最终矿化为C02，H20及无机盐类等小分子物质。
据计算在pH=4的溶液中，-OH的氧化电位高达2.73V，其氧化能力在溶液中仅次于氢氟酸。
因此，通常的试剂难以氧化持久性有机物，特别是芳香类化合物及一些杂环类化合物，芬顿试剂对其中的绝大部分都可以无选择地氧化降解。
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。
Fenton反应降解有机染料废水
中国矿业大学
举例：
传统活性污泥法
中国矿业大学
优点：
a.处理污水效果好 b.有丰富的技术资料和成熟的管理经验 c.适宜处理大量污水，运行可靠，水质稳定
废水中的有机污染物绝大多数是以苯、 萘、蒽、醌等芳香基团作为母体，且带 有显色基团，颜色很深，色度高。
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染料物质及其中间体分子往往含有极性 基团，易溶于水，使物质流失量加大。 废水中通常含有许多原料和副产品浓度 高、毒性大、可生化性极低
废水多呈碱性，含盐量高
染料废水组分复杂，物质繁多
Fenton反应降解有
录
印染废水特征及危害 印染废水处理方法 Fenton反应降解有机染料机理 孔雀绿的Fenton降解(对二巯基苯促进)
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一、印染废水特征及危害 特征
染料生产以水为溶剂，用水量大导致废 水排放量也很大。而且染料具有小批量 生产的特点，因而染料废水一般是间歇 排放，水质水量随时间的变化范围大
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三、Fenton试剂对有机染料的降解机理
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· OH Fe3+
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四、孔雀绿的Fenton降解(对二巯基苯促进)
孔雀绿，绿色碱性有机 染料，为翠绿色有光泽的结 晶，属三苯甲烷类染料。用 来染丝、棉、毛等物。极易 溶于水，水溶液呈兰绿色。 孔雀石绿及其代谢产物无色 孔雀石绿具有高毒素、高残 留、高致癌和高致畸、致突 变等副作用。
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缺点:
fenton氧化法在水处理工程中的应用
Fenton氧化法是一种常用的废水处理方法，由于其能够产生强氧化性的羟基自由基，可以对多种有机物进行有效的氧化降解。
以下是Fenton氧化法在水处理工程中的主要应用：
1. 有机废水的预处理和深度处理：Fenton氧化法可以用于含有难降解有机物的废水处理，如造纸废水、染料废水、焦化废水等。
通过Fenton反应，可以将这些难降解有机物氧化成易降解的小分子有机物，提高废水的可生化性，为后续的生物处理提供更好的条件。
2. 含油废水的处理：Fenton氧化法能够有效地去除废水中的油类物质。
通过氧化反应，可以将油类物质分解成小分子有机物，同时还能去除油类物质产生的异味。
3. 垃圾渗滤液的处理：垃圾渗滤液是一种成分复杂、污染物浓度高的废水，处理难度较大。
Fenton氧化法能够有效地去除垃圾渗滤液中的有机物和重金属离子，降低后续处理的难度。
4. 含重金属离子的废水处理：Fenton氧化法可以通过氧化还原反应将重金属离子转化为沉淀物或低溶解度的化合物，从而降低废水中的重金属离子浓度。
总之，Fenton氧化法作为一种有效的废水处理方法，具有广泛的应用前景。
未来需要进一步研究Fenton反应的机理和影响因素，优化反应条件和控制策略，提高反应效率和处理效果，以更好地满足实际工程的需求。
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华东理工大学学报(自然科学版)Journal of East China University of Science and Technology (Natural Science Edition )Vol.34No.62008212收稿日期:2007211213基金项目:上海市重点学科建设项目资助(B506)作者简介:曹国民(19632),男,江苏南通人,副教授,博士,主要从事水污染控制理论与技术研究。
E 2mail :gmcao @ 文章编号:100623080(2008)0620830204Fenton 试剂法降解废水中的芳香类化合物曹国民, 丁 伟, 杨国平, 张大年(华东理工大学环境工程研究所,上海200237) 摘要:芳香化合物的Fenton 氧化性能与其结构密切相关,芳环上取代基位置、数量和种类的不同会对其降解速率产生显著影响。
单氯酚3种异构体降解速率大小依次为:32氯酚>42氯酚>22氯酚;氯酚的反应活性随芳环上Cl 取代基数目的增加而下降,22氯酚、2,42二氯酚和2,4,62三氯酚的反应活性遵循下列顺序:22氯酚>2,42二氯酚>2,4,62三氯酚;芳环上的取代基对芳香化合物的Fenton 氧化性能有很大影响,苯胺、氯苯和硝基苯降解速率依次为:苯胺>氯苯>硝基苯。
关键词:Fenton 试剂;芳香化合物;结构;废水中图分类号:X703.1文献标识码:AAqueous Phase Degradation of Arom aticCompounds by Fenton OxidationCA O Guo 2mi n , D I N G W ei , YA N G Guo 2pi ng , Z H A N G D a 2ni an (Research I nstit ute of Envi ronment al Engi neeri n g ,East Chi na Uni versit y ofS cience and Technolog y ,S hang hai 200237,Chi na )Abstract :The rates of degradation of aromatic compounds by Fenton oxidation are affected by po sition ,number and type of t he substit ute group.The degradation rate of 32chlorop henol is fastest ,followed by 42chlorop henol and t hen 22chlorop henol.The reactivity of chlorop henols decreases wit h more chlorine on t he aromatic ring ;t he oxidation rate of chlorop henols in declining order is 22chlorop henol >2,42dichlorop henol >2,4,62t richlorop henol.The Fenton reactivity of t he t hree single substit uted aro 2matic compo unds in declining order is aniline >chlorobenzene >nit robenzene.K ey w ords :Fenton oxidation ;aromatic compounds ;st ruct ure ;wastewater 芳香化合物广泛存在于化工、染料、农药和制药等工业部门排放的废水中,许多芳香化合物(如氯酚、硝基苯、苯胺等)已被美国EPA 列为优先控制污染物[1]。
含芳香化合物的有机废水具有毒性大、可生化性差、结构稳定、不易被氧化等特点,属工业废水中难以处理的一类污染物。
自1964年Eisenhauer 等[2]首先用Fenton 试剂处理苯酚废水和烷基苯废水以来,Fenton 氧化技术以其处理效率高、操作简便、易实现自动化、环境兼容性好等优点逐渐引起研究者的关注,出现了大量用Fenton 试剂处理难降解有机废水的研究报道[3～8],但所有这些研究大多集中于Fenton 氧化条件的优化、Fenton 氧化的效率和废水可生性的改善等方面,很少涉及有机污染物结构与Fento n 氧化的关系。
若能通过研究揭示有机物结构与Fenton 氧化降解关系的规律,就能有效地预测有机物的Fenton 氧化降解可行性,因而对于Fenton 氧化技术在环境污染治理中的应用具有十分现实的意义。
38基于上述原因,本文选择工业废水中最常见的几类难降解芳香化合物,如苯胺、硝基苯、氯苯、氯酚等进行Fenton 氧化试验,探讨了Fenton 氧化降解性能与芳香化合物结构的关系。
1 材料与方法1.1 材料取适量的芳香化合物溶于蒸馏水中,配制芳香化合物的贮备液,临用前用蒸馏水稀释到所需的浓度,贮备液在实验当天配制。
实验所用试剂均为国产分析纯。
1.2 方法1.2.1 Fenton 氧化实验方法 Fenton 氧化实验在一个1L 的四口圆底烧瓶中进行,其中一个口插机械搅拌、一个口插复合p H 电极、一个口为加料口,另一个口为取样口。
由于反应物都是挥发性有机物,所以反应过程中4个口均处于密闭状态,整个反应瓶置于25℃的恒温水浴中。
将500mL 经适当稀释的贮备液加入上述圆底烧瓶中,打开机械搅拌,加入一定量的FeSO 4溶液,用1mol/L H 2SO 4或2mol/L NaO H 溶液将反应液的p H 调节至3.0～3.5,然后加入一定量的H 2O 2开始反应,每隔一定时间从反应瓶中取出10mL 反应液,立即用6mol/L NaO H 调节p H ,终止反应后取上清液分析芳香化合物的浓度。
1.2.2 分析方法 Fenton 氧化过程中芳香化合物的浓度采用高效液相色谱(H PL C )分析,色谱柱为25cm 反相柱,流动相V (甲醇)∶V (水)=40∶60,流速1.0mL/min ,UV 检测器。
2 结果与讨论2.1 同一取代基不同取代位置对Fenton 氧化反应的影响本文选择22氯苯酚、32氯苯酚和42氯苯酚作为研究对象,在底物初始浓度(c 0)3mmol/L ,双氧水初始浓度5mmol/L ,亚铁离子初始浓度0.05mmol/L 及初始p H 3.5的条件下,考察了取代基位置对单氯苯酚Fenton 氧化速率的影响,结果如图1所示。
由图1可见,32氯苯酚的降解速率最快,42氯苯酚次之,22氯苯酚降解速率最慢。
为了定量地描述取代基位置对Fenton 氧化速率的影响,可以对单氯酚的Fenton 氧化过程进行简单的动力学分析。
图1 单氯酚浓度随反应时间的变化Fig.1 Concentration of mono 2chlorophenols vs .reaction time◆—22Chlorophenol ;■—32Chlorophenol ;▲—42Chlorophenol 根据Fenton 试剂氧化有机物的机理,羟基自由基(・O H )攻击单氯酚(R )将其氧化为产物(P )的过程,可用如下的反应式表示:R +・O HkP (1)单氯酚降解的反应速率方程可表示为:-d cd t=k ′[・O H ][c ](2)式中:k ′为反应速率常数,[c ]和[・O H ]分别为底物和羟基自由基的浓度。
由于羟基自由基具有很高的反应活性,假设处于假稳态,则有d[・O H ]/d t =0,从而[・O H ]=[・O H ]0=常数(式中[・O H ]0是反应刚开始时羟基自由基的浓度)。
这样,底物浓度随时间的变化可以用以下表观一级反应动力学关系式来表示:ln (c/c 0)=-kt (3)式中:k 为表观一级反应动力学速率常数(min -1),t为反应时间(min )。
以ln (c/c 0)对t 作图,结果如图2所示。
图2 单氯酚Fenton 氧化过程中ln (c/c 0)随时间的变化Fig.2 Change of ln (c/c 0)with reaction time during mono 2chlorophenols oxidized by Fenton ′s reagent ◆—22Chlorophenol ;■—32Chlorophenol ;▲—42Chlorophenol 由图2可见,ln (c/c 0)与t 线性拟合的相关系数在0.96～0.99之间,说明单氯酚浓度随反应时间的下降遵循表观一级反应动力学。
实验条件下,22氯138第6期曹国民,等:Fenton 试剂法降解废水中的芳香类化合物酚、32氯酚和42氯酚的表观速率常数分别为0.061、0.126和0.082min -1。
由此可见,在用Fenton 试剂氧化单氯酚的过程中,单氯酚的降解动力学与氯的取代位置密切相关。
单氯酚同分异构体中氯的取代位置对Fenton 氧化速率的影响可能与下列因素有关:(1)—O H 和—Cl 都是邻、对位定位基,且—O H 取代基的定向作用比—Cl 取代基的强[9],32氯酚具有3个被—O H 和—Cl 定位基同时作用的邻位和对位,从而增强了其定位效应;(2)42氯酚和22氯酚没有被—O H 和—Cl 定位基同时作用的位置。
由于这些定位基的存在,在用Fenton 试剂处理32氯酚的过程中会产生比42氯酚和22氯酚氧化程度更高的中间产物。
因此,42氯酚和22氯酚的降解速率常数比32氯酚小。
另一方面,由于在22氯酚的芳香环上—O H 取代基和—Cl 取代基之间的距离比42氯酚更近,22氯酚具有一些空间位阻效应。
因此,22氯酚比42氯酚更难氧化。
所以单氯酚氧化的难易程度顺序为:32氯苯酚>42氯苯酚>22氯苯酚。
2.2 取代基数量对Fenton 氧化反应的影响本文以22氯苯酚、2,42二氯苯酚和2,4,62三氯苯酚为模型污染物,在底物初始浓度(c 0)3mmol/L ,H 2O 2初始浓度5mmol/L ,Fe 2+初始浓度0.05mmol/L 及初始p H 3.5的条件下,研究了取代基(Cl )的数量对Fenton 氧化速率的影响,结果如图3所示。
图3 氯酚浓度随反应时间的变化Fig.3 Concentrations of chlorophenols vs .reaction time ◆—22Chlorophenol ;■—2,42Dichlorophenol ;▲—2,4,62Trichloro 2phenol 由图3可见,22氯苯酚的降解速率最快,2,42二氯苯酚次之,2,4,62三氯苯酚降解速率最慢。