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芬頓(Fenton)高級氧化技術在廢水處理上的研究進展

文檔作者：黎華恒張平嚴丹燕文檔來源：佛山市新泰隆環(huán)保設備制造有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年07月25日
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芬镢(Fenton)高級氧化技術在廢水
她理上的研究進展
黎華恒張平嚴丹燕
(佛山市新泰隆環(huán)保設備制造有限公司廣東佛山528300)
摘要介紹芬頓(Fen協(xié)n)技術的氧化機理、研究現(xiàn)狀及其在廢水處理中的應用與發(fā)展前景。
關鍵詞Fenton技術廢水處理高級氧化技術
中圖分類號：X703．1 文獻標識碼：A 文章編號：1672—9064(2012)02—073一Q2
我國較多行業(yè)的工業(yè)廢水如制漿造紙、酵母、酒精、木薯
淀粉等，具有排放量大、污染物含量高、組分多、色度深、難生
化降解等特點．經傳統(tǒng)生化處理后．水中仍殘留部分難生物
降解有機物．且無法經氣浮／混凝等傳統(tǒng)物化方法有效去除，
水質往往不能達到新發(fā)展形勢下的排放標準及“減排”要求，
給環(huán)保行業(yè)帶來新壓力。企業(yè)為了其長遠的發(fā)展，并適應新
形勢下出臺的廢水排放新標準．必須采用新的廢水高級處理
技術及設備。因此．很有必要對高效、經濟的廢水高級處理技
術及設備進行研制。
Fenton技術正是在這樣的背景下形成的一種高級氧化
技術(AOPs)．其實質是H20：在Fe“的催化作用下生成具有
高反應活性的羥基自由基(．0H)，．0H可與大多數(shù)有機物作
用使其降解。Femon技術與其他高級氧化技術相比，因其設
備簡單、操作簡便、反應快速、高效、可產生絮凝澄清等優(yōu)點
而受烈重視：尤其在處理難生物降解廢水方匿，F(xiàn)enton技術
的應用范圍不斷擴展．取得較好的效果。
l Fenton技術氧化機理
Fenton技術所應用的Fenton試劑之所以具有很強的氧
化能力，是因為其中含有Fe“和H20：，H20：被亞鐵離子催化
分解生成羥基自由基(．0H)，并引發(fā)更多的其他自由基，其
反應機理如下：
Fe、H20，F(xiàn)e～OH_+·OH
Fe～H202．啊e2++HO}+H+
Fe“+·0H—叼H-+Fb“
RH+·0H—，R·+H，0
R·+Fe軋’R++F留+
彤+0f斗R00L+?—+C0升H20
Fenton試劑處理有機物的實質就是羥基自由基與有機
物發(fā)生反應．
2 Fenton技術的發(fā)展
Fentotl技術是1894年法國科學家H．J．H．Fenton發(fā)現(xiàn)
的，他發(fā)現(xiàn)采用FeⅦ：0：體系能氧化多種有機物。后人將亞
鐵鹽和過氧化氫的組合稱為Fenton試劑?。1964年Eisen．
houser首次使用Fenton試劑處理苯酚及烷基苯廢水．開創(chuàng)了
Fenton試劑在環(huán)境污染物處理中應用的先例I”。該法既可以
作為廢水處理的預處理．也可以作為廢水處理的最終深度處
理。因此。Fenton試劑法受到了環(huán)境工作者的廣泛關注，在國
內外廢水處理中有著廣闊的應用前景，日益受到國內外的關
注和研究。
Fenton試劑的氧化性沒有選擇性，能應用于各種廢水的
處理．張平凡等用Fenton試劑處理含酚廢水．對氨基酚的去
除率為96％～98％．處理后廢水色度明顯降低，改善可含酚廢
水的生物降解性能[3】。孫紅文等研究Fenton法與光Fenton法
降解農藥廢水．結果發(fā)現(xiàn)10min內使農藥的降解率達到
85％．7r0C去除率達到80％以上[“。俄羅斯科學用Fenton技
術處理含有氰化物和硫氰化物的廢水．氧化率分別達99．8％
和84．O％引。張暉進行了Ferlton試蠢畦在垃圾滲濾液中的中型
試驗．當加入適當試劑，COD的去除率可達67．5％．提高了垃
圾滲濾液的可生化性【6]。P．K．Malik等研究Femon技術直接
降解染料。在優(yōu)化條件下。30min內97％染料被降解，60lnin
后COD可去除70％㈣。這些研究還表明，F(xiàn)enton技術在處理
各種廢水時具有反應啟動快．并在酸性條件下，常溫常壓就
能反應的特點．也不需要設計復雜的反應系統(tǒng)，設備簡單。另
外．№nt011反應條件差異?。奖闫涔I(yè)化應用。
3 Fenton技術的研究現(xiàn)狀
自從Fenton試劑發(fā)現(xiàn)后。關于Fenton反應的應用研究
便隨之興起。國內外很多學者已對Fenton處理廢水技術做
了大量的研究工作．包括Fenton試劑處理廢水的反應機理、
處理不同廢水的工藝條件、類Fenton試劑的研究及協(xié)同厭
氧、好氧、混凝等技術處理廢水。
近年來．很多學者在Fenton試劑反應機理方面對Fen．
ton試劑產生強氧化能力和Fenton試劑在有機物中的反應
進行了深入研究。并建立了不同的動力學模型，從而為Fen．
to。技術的工業(yè)化應用提供堅實的理論依據(jù)。
作者簡介：黎華恒(1980～)，男，廣東羅定人，本科，主要研究方向為水處理設計。
萬方數(shù)據(jù) 2012．№3．奄
Fem帆試劑法具有操作過程簡單、反應速度快、設備簡
便、費用便宜、對環(huán)境友好等優(yōu)點。但是它在試劑運行中還存
在以下缺點：①H20：和Fe“的利用率不高；②廢水處理運行
成本高。為了改善這些缺點．人們研究并應用了Fenton試劑
與其他技術聯(lián)合處理廢水的方法，目前的研究方向有：電一
Femon法、光一Fenton法、超聲一Fenton法、吸附一Fenton法、微
波一Fenton法、混凝一FenL0n法等。在這幾種新的類Fenton技
術中．Photo—Fenton非均相體系方面的研究吸引了不少學者
關注。
Pascual Vall改進r Fenton工藝．已應用于實際生產，該
裝置處理能力為loo池．COD的去除率達到90％以卜．獲得
良好的效果。此工藝在Fenton試劑中添加了一種助劑，減少
I{：02的分解，使H20：能以較穩(wěn)定的形式存在，提高Fenton
試劑的利用率。此工藝條件是在pH值為3～5之間，溫度為
100~125℃之間．壓力為150~200kPa的密閉攪拌裝置里進行剮．
曹國民發(fā)明了“生物氧化一催化氧化一生物氧化”組合工
藝．用于處理某大型石化企業(yè)苯酚車問排放的苯酚廢水．
COD由6000。18000m璣降到了100m；；，L以下[9】。高濃度難
降解有機廢水首先進入第1段生物氧化．通過兼氧水解和生
物氧化作用除去其中絕大部分可生物降解的有機物。然后進
入采用Fenton工藝的催化氧化．改善廢水的可生化性。然后
再次進行生物氧化。
4 Fenton技術的工業(yè)應用
Fenton法在處理難降解有機廢水時．具有一般化學氧化
法無法比擬的優(yōu)點．至今已成功運用于多種工業(yè)廢水的處
理。Femon技術在廢水處理中的應用可分為2個方面：①單
獨作為一種處理方法氧化有機廢水：②與其他方法聯(lián)用，如
與混凝沉降法、活性炭、生物法等聯(lián)用，以取得良好的效果。
廣西博世科環(huán)保科技有限公司研發(fā)了上流式Fenton氧
化塔．該設備在一定的水力條件下．可形成載體流化床．同時
催化劑在載體上覆膜．可大幅度提高氧化反應的效率。降低
Fenton試劑的用量[10]．上流式Fenton氧化塔技術已應用于
南寧糖業(yè)蒲廟造紙廠制漿中段廢水的深度處理：廣西湘桂酵
母有限公司酵母廢水的深度處理：安陽九州制藥廠抗生素類
藥物的深度處理：桂林平山垃圾廠和南寧城南垃圾廠污水站
深度處理等項目．
東莞市水星科技環(huán)保有限公司代理臺灣水美公司的第
4代Fenton技術流化床已成功在廣東鼎豐紙業(yè)有限公司、海
南金海漿紙有限公司、重慶理文造紙有限公司和安琪酵母
(伊利)有限公司等企業(yè)得到T程應用，用于生化后出水的深
度處理。
綜述以上國內外學者及機構的研究．Fenton技術已在不
同的行業(yè)中應用于難完全生化降解廢水的深度處理．
國內各環(huán)保企業(yè)和科研機構已工程化應用的芬頓技術
所占比例見圖1．其巾廣西博世科環(huán)?？萍加邢薰竞蜄|莞
市水星科技環(huán)保有限公司的市場占有率較大．達到40％．目
前廢水深度處理技術的市場還處于錐形．該領域的市場拓展
前景大。
5 Fenton技術應用展望
到目前為止．Fenton技術作為廢水的深度處理氧化法中
的主流方法之一，具有反應迅速、氧化徹底，及可以處理不同
類型廢水等優(yōu)點．它的應用范圍正在不斷擴展。該技術既可
在廢水處理的中段提高廢水的可生化性．又可以在處理系統(tǒng)
的末端進行深度處理，使外排廢水的水質達到排放要求：
Fenton技術應用的發(fā)展方向應該是如何進一步降低運
行成本，解決實際應用中存在的問題。如開發(fā)高效的Fenton
反應裝置來提高反應效率．降低Fenton試劑的用量．改善普
通Fenton法中藥品消耗大的缺點．研究改性Fenton法．提高
Fenlon處理效率。
參考文獻
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Chem．Soc．Trans，1894，65
2 Pi加teⅡo J J Dark and pholo商sited Fe¨一ca臼一lyzed D。伊a由don
of clllorophenoxy Herbicjdes by Hydrogen PeroⅪde Enviro sc i
Tec}ltl01，1999 26(5)
3張平凡，王一平，郛翠梨，等．H202一F礦氧化法處理對氨基酚工業(yè)廢
水的研究化學工業(yè)與工程，1999，16(6)
4孫紅文．呂俊崗Femon法與光Fencon法降解2．4一D的研究水處
理信息報導．2005
5胡長誡過氧化氫處理工業(yè)廢水的進展化學推進劑和高分子材料．
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7 P K MaIik，s K saha o)[ida60n of dircct dyes Wth h了drog?！眕emx—
ide u矗1培盎rrDus ion勰catalyst．S。paradon and Pud丘cadon Technolo—
gy，2003，31(3)
8鄧小暉，張海濤，曾國民，等．芬頓試棄4處理廢水的研究與應用進
展上?；ぃ?007，32(8)
9丁偉，曹國民，張大年處理有機廢水的BcB組合工藝中請(專利)
號：200510024314 6
10陳楠，陳永利．劉新亮．等Fenton法深度處理制泉中段廢水的工
程應用．中國造紙，2009(10)
英國將繼續(xù)發(fā)展核電
英國政府發(fā)布了對日本福島核電站事故的最終報告．報
告認為英國的核電計劃不存在象福島核電站那樣的問題．英
國將繼續(xù)發(fā)展核電。報告認為，雖然日本福島核電站出現(xiàn)了
嚴重事故，但英國核電并不面臨類似的問題。因此。沒有理由
限制英國現(xiàn)有核電站的運行．英國新建核電站的計劃也沒有
必要改變。但需要從福島核電站事故中吸取教訓，加強對核
電安全的管理。

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