电芬顿总结

电芬顿总结

含油废水:油污水是一个组成、极性、相态都非常复杂的有机混合体。根据胶体化学理论,按污水中油珠粒径大小及稳定性,通常把油分为浮油、分散油、乳化油、溶解油4类。

近年来发展起来的以Fenton反应为基础的高级氧化技术(Advanced oxidation Processes ,AoPs),是处理有机废水发展最快的技术之一,不仅可以用于浓度非常高的有毒难降解有机污水处理,而且具有能耗小,处理成本低等特点。这些技术包括Fenton法和类Fenton法(UV-Fenton法、Ultrasonic-Fenton法和Electro-Fenton法等)。传统的芬顿反应通过加入过氧化氢达到氧化有机、无机污染物的目的，这样做反应速率低,氧化氢使用效率低下,加入金属盐(如铁盐)、臭氧或者紫外线等外界条件都能大大提高其效率,其中电Fenton因较其他方法具有自动产生H2O2的机制、H2O2利用率高、有机物降解因素较多(除轻自由基的氧化作用外,还有阳极氧化，电吸附)等优点,在Fenton系统中具有较高的发展应用趋势。

高级氧化技术(Advanced oxidation processes ,AOPs),又被称为是深度氧化技术。该技术利用物理(包括光、声、电等)和化学过程产生高活性、氧化性强的羟基自由基(·OH),实现对污染物的矿化和降解。现有的高级氧化技术包括电化学氧化法、化学氧化法、光化学催化氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法以及液相脉冲放电法等主要的实验方法。因为其在污水处理中适用范围比较广泛,产生大量强氧化性(2.80V)的羟基自由基(·OH),处理污水迅速且比较彻底,不易产生二次污染,处理过程容易控制等的特点,高级氧化技术显示出比较好的应用前景。但是在技术处理方面,高氧化技术对反应条件要求比较荀刻,实验选择性比较差,而且成本相比其他降解方式较高,使其具有较高的局限性。目前,该技术多用于处理含有高毒性且难降解的有机物废水,包括印染、农药、制药等行业。

高级氧化技术是利用活性羟基自由基进攻大分子有机物并与之反应，从而破坏有机物分子结构，使难降解有机物转化为CO2、H2O和有机小分子等，达到氧化去除有毒有害污染物的目的，实现对污染物的高效氧化处理。而高级氧化技术中又因Fenton 试剂法具有简单快速、可絮凝、无二次污染等优点而倍受关注，该法能有效地降解醚类、苯酚类、芳香族胺类、多环芳香族等多种有毒有害难降解有机污染物。

电化学氧化分为直接电化学氧化法和间接电化学氧化法。直接电化学氧化通过阳极直接氧化,是有机污染物和部分无机污染物转化为无害物质,间接氧化是通过电极反应生成具有强氧化性的中间体(H2O2、轻基自由基等),中间体再与污染物作用,降解污染物其中,电芬顿(电-Fenton)氧化技术被广泛应用。电-Fenton法是Fenton试剂法的发展,是一种通过电解生成芬顿试剂的水处理技术,根据铁和H2O2生成的方式,电-Fenton 法可分为EF-FeRe 法、EF-FeOx 法、EF-H202-FeRe 法和EF-H2O2-FeOx 法。

电芬顿系统是在Fenton试剂的作用基础上发展起来的电化学处理系统之一。电芬顿系统对污染物的降解去除作用机理也很复杂,目前普遍认同的也是基于羟基自由基的强氧化作用，由于电芬顿的形式不一,其产生羟基的方式也不一样,但在对污染物的降解中,研究者普遍认为同Fenton试剂的作用类似,主要是两极作用产生的羟基自由基的强氧化作用氧化分解污染物,同时达到消除污染的目的。

廉雨等以涂有RuO2的铁基板为阳极,碳租为阴极构建电芬顿体系,降解酸性橙II,研宄结果

表明,在较高电流密度下能高效分解酸性橙II,同时消耗电量最低。胡晶晶等以鈦基氧化锡纳米涂层(DSA)为阳极,活性炭纤维为阴极,石墨板电极构建三种不同的电芬顿体系,研宄其对活性艳红的降解效果,结果表明,电芬顿体系中阳极材料对其也有影响。电-Fenton法作为一种高级氧化技术,价格相对比较低廉,操作比较简单,处理效率比较好,使得其在降解难溶性的有机污染物方面效果显著。而且电-Fenton体系工艺方法容易实现对TCS的降解。但是电-Fenton法对TCS的降解途径现在还没有结论性质的研究,迫切需要大家对其机理进行研究,找到最有效的降解方法,保证实验方法安全可行。

第一次电芬顿：Fenton试剂法是在众多的高级氧化方法中被人们关注最多的一种方法,1894年,Fenton发现了Fenton试剂,这种试剂是由Fe2+与H2O2组成的混合溶液,有机物能被其迅速氧化,Fenton试剂自出现以后就得到了广泛的研究和应用。1894年法国科学家H. J.H Fenton 发明用亚铁离子和双氧水在酸性条件下生成具有强氧化性的OH,命名为Fenton(芬顿)试剂。1964年H.R.Eisenhouser将芬顿试剂用来处理芳酚与烷基苯废水,让芬顿试剂走进了污染物处理的研究范围。20世纪80年代,电芬顿法诞生了,

自20世纪80年代中后期,国内外已经广泛开展了用电Fenton法处理难降解有机废水的研究,并取得显著成效。如Oturan等利用电芬顿法对5种氯代苯氧型杀虫剂的降解进行了研究,指出除草剂首先被电生成的·OH逐步轻基化,接着苯环被打开生成一些低毒的脂肪族化合物,证明了电芬顿法是一种去除杀虫剂的有效方法。Hsiao Y等用石墨作阴极对酚和氯苯的氧化进行了研究,Fe2+和H2O2的再生均在阴极上进行,酚和氯苯的氧化较普通Fenton法大大提高,H2O2的产量取决于PH值，PH较低对生成H2O2有利。Huang Yaohui等用阳极产生Fe2+和H2O2的方法处理了含六胺的石油化工废水,COD去除率在80%以上,此法的去除效率高于03、O2/H2O2、次氯酸钠法和普通Fenton法。BrillasE等在电解池中,于pH=3,Fe2+和H2O2存在下研究苯胺降解规律,并于TiO2光催化法进行了对比,结果表明电Fenton法的反应速度较快,如采用两者结合的方法,则可显著提高矿化程度。

适用处理什么水：用电Fenton法处理含酚类、有机酸、农药、杀虫剂、染料等难降解废水已进行了大量的试验研究。

优点：近年来，电芬顿高级氧化废水处理技术越来越受到国内外的广泛关注。与传统芬顿技术相比，电芬顿高级氧化技术具有如下优点: (1) 电芬顿法可以实现原位生产H2O2，不需或只需加人少量化学药剂,所需H2O2和Fe2+可原位生成，大幅度降低处理成本,且有效避免试剂在运输、储存或者处理方面的风险；; (2)反应彻底,不产生二次污染; (3)电解反应设备相对简单,自动化控制程度高;(4)电芬顿法能长时间持续有效地对废水中的有机物进行降解,溶液中的Fe2+和H2O2以一定的速率持续的产生,有机物的降解更加完全；(5)Fe2+可阴极再生并循环使用，不会产生由Fe(OH)3污泥形成的污染,减少了铁泥的产量，几乎不存在二次污染情况，后处理简单；(6)较多的降解因素使得电芬顿法的处理效率比传统芬顿法高,这些因素包括:阳极氧化、轻基自由基的氧化作用和电吸附等;(7)电芬顿法通常可以和其它方法结合,用于废水预处理或深度处理,工艺比较灵活;(8) 占地面积小，处理周期短；（9）处理设备相对简单，电化学操作过程的主要参数为电流或电压，易于实现自动化程序控制；。

缺点：但是，由于普通Fenton 法自身存在对污染物的矿化度不高、H2O2易分解且利用率不