Fenton技术

Fenton试剂在实际废水处理工艺中已大量被采用并取得不错的效果，而不同的废水其最佳反应条件则相差极大，表1是一些废水的处理效果及Fenton试剂处理该废水的最佳条件，值得参考。

六、Fenton法在废水处理中的应用研究

Fenton法在处理难降解有机废水时，具有一般化学氧化法无法比拟的优点，已成功运用于多种工业废水的处理。但H2O2价格昂贵，单独使用往往成本太高，因而在实际应用中，通常是与其他处理方法联用，将其用于废水的预处理或最终深度处理。用少量Fenton试剂对工业废水进行预处理，使废水中的难降解有机物发生部分氧化，改变它们的可生化性、溶解性和混凝性能，利于后续处理。另外，一些工业废水经物化、生化处理后，水中仍残留少量的生物难降解有机物，当水质不能满足排放要求时，可采用Fenton法对其进行深度处理。 1 根据工艺类型分类

（1）普通Fenton法在废水处理中的应用研究

e.g1: Sheng H Lin等用Fenton试剂处理两种阴离子表面活性剂ABS和LAS。当

FeSO4、H2O2投加量分别为90、60mg/L，pH为3左右，反应50min后，ABS和LAS的去除率均达95%以上。

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e.g2: 魏风玉等研究发现，当pH为1～3，H2O2∶COD= 2∶1(质量比)，H2O2∶Fe2+

= 10∶1(摩尔比)，反应180min，氨基J酸废水COD去除率为66.7%。 e.g3: 王罗春等用Fenton试剂对电厂离子交换树脂再生废水进行氧化处理

(COD=316mg/L，BOD/COD<0.1)，当溶液pH=2、H2O2(30%)为60mL/L(投加次数为4)、FeSO4·7H2O为4.5g/L、反应1.5h时，废水的处理效果最佳。 e.g4: 陈传好等以洗胶废水为研究对象，通过正交实验确定了最佳操作条件：H2O2

0.2mol/L；Fe2+ 40mol/L；反应温度85℃；反应时间120min，pH为3左右。COD去除率大于80%。

e.g5: 余宗学利用Fenton试剂对间二硝基苯生产废水进行处理，废水的COD、硝基

苯含量及色度的去除率分别达60%、88% 和82%以上，废水的可生化性有较大的提高，为后续生化处理创造了条件。其最佳操作条件：pH 为3；H2O2为30g/L；FeSO4为5g/L；反应时间40min。

e.g6: 张慧春等采用混凝沉淀-化学氧化法对喷漆废水进行处理，结果表明，最佳氧

化条件为：pH=3；H2O2为30mL/L；氧化时间15h；FeSO4·7H2O/H2O2(g/mL)=1/7；H2O2分3次投加，每两次间隔20min。废水COD与色度去除率分别为> 95%和100%，COD从2000mg/L降至<100mg/L，出水达到排放标准。

e.g7: 蒋展鹏等对萘系磺酸染料中间体J2酸和吐氏酸废母液(初始COD873mg/L)进

行盐回收-混凝沉淀-化学氧化的处理工艺，其中化学氧化采用Fenton试剂(以双氧水作氧化剂，绿矾为催化剂)，当H2O2为4.0mL/L，H2O2∶Fe2+= 8∶1(摩尔比)，反应时间240min，COD去除率达82.2%，最终出水COD在200mg/L以下，满足有关工业废水排放标准。 （2）光Fenton法在废水处理中的应用研究

e.g1: 雷乐成采用光助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%。杨文忠等使用UV/Fenton法处理难降解的硝基苯废水(COD 1134mg/L)，当Fe2+ 1000mg/L，H2O2(30%)量取相当于原水COD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COD。

e.g2: 肖羽堂等采用光-Fenton试剂预处理低浓度H酸废水(COD为300～500mg/L、

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色度为400～600倍、pH为4.5～5.5)的试验结果表明，在最佳预处理条件pH为5、FeSO4(10g/L)为0.5%、H2O2(3%)为2.2%、催化剂TiO2为0.02%、反应时间为90min下，对COD的去除率达52.4%～62.7%，色度去除率>82%，废水的BOD5/COD值显著提高。

e.g3: 程沧沧等以TiO2为催化剂，以9W低压汞灯为光源，引入Fenton试剂，对制

药废水进行处理。经过120min光照，脱色率达100%，COD去除率为92.3%，硝基苯类化合物含量从805mg/L降至0.41mg/L。其中H2O2以100mg/L、Fe2+以10mg/L、pH8～9为宜。

e.g4: 李太友等以400W高压汞灯为紫外光源，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/草酸铁络合物/H2O2法可迅速使氯仿光解脱氯，Fe3+∶草酸根的摩尔比为1∶3时，氯仿光解效果最好，pH在3～4时光解速率最快，对氯仿的降解速率明显快于UV/H2O2/TiO2和H2O2/草酸铁络合物体系中的降解速率。

e.g5: 钟妮华等在自然光源下，应用H2O2/草酸铁络合物法对偶氮染料(刚果红，甲

基橙)降解过程进行试验研究，且同TiO2和WO3法进行了对比。以刚果红为目标物，1h后，该法的降解率达98.3%，而TiO2法的降解率为24%，WO3法的降解率为10%。可见，通过日光/草酸铁络合物/H2O2的作用，可有效净化含染料废水。

e.g6: 张乃东等研究了用UV-Vis/草酸铁络合物/H2O2法处理含酚废水时诸因素对

COD去除效果的影响。最佳工艺条件：初始pH=3.7，H2O2、FeSO4、K2C2O4加入量分别为35、20、50mmo1/L，反应时间60min。此条件下再经絮凝处理，COD由650mg/L降至32mg/L左右，去除率达95%；挥发酚由15mg/L降至0.5mg/L以下，去除率近97%。该法的处理效果和能耗均好于UV/Fenton法。 e.g7: 黄君礼等用UV/草酸铁络合物/H2O2法降解水中的苯胺。当水中苯胺浓度为

30～40mg/L时，其最佳条件为pH3.0～4.0、Fe2+ 3mmol/L、H2O2 13.8mmol/L、C2O42- 20mmol/L，UV灯下反应10min时，苯胺去除率达99%以上。而用Fenton试剂苯胺去除率为94.6%，UV/草酸铁络合物法苯胺去除率仅为79.9%。 （3）电Fenton法在废水处理中的应用研究

e.g1: 陈卫国等采用自制装置电催化生成H2O2和·OH，并对苯酚、苯胺和邻苯二甲

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酸二甲酯有机物进行降解处理。实验结果表明，体系H2O2产量越高，相应有机污染物去除效率愈高，而且仅当体系产生的H2O2大于0.3mL/L时，有机物去除效率才有明显的提高。

e.g2: 郑曦等以多孔石墨电极为阴极，电解时在阴极通以氧气或空气，电解生成的

过氧化氢与阳极溶解的Fe2+进行化学反应生成OH?，进而对有机染整工业废水(初始COD 800mg/L)进行降解脱色反应。结果表明，COD的去除率大于80%，脱色率达100%。

e.g3: Hsiao Y等用流化床电解器(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。

e.g4: Huang Yaohui等用EF-Feox法处理了石油化工(含六胺)废水，COD去除率大于80%，效果好于普通Fenton法。 （4）US-Fenton法在废水处理中的应用研究

e.g1: B. Neppolian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。 e.g2: 赵德明等用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。 2 根据废水类型分类 （1）化工废水

有机、石油等化工废水中含有较多的氯代苯类、硝基苯类、酚类、多环芳烃类化合物，通常具有较高的毒性和致癌性，属典型的难降解工业有机废水。 e.g: B. G. Kwon 等对Fenton试剂氧化氯酚的特性进行了研究。

e.g: D. L. Sedlak采用Fenton试剂对氯苯进行降解研究表明，在pH为2~3条件下，氯

苯及其中间产物能够有效地被降解和矿化。

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