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芬頓氧化法可作為廢水生化處理前的預(yù)處理工藝，也可作為廢水生化處理后的深度處理工藝。該方法主要適用于含難降解有機(jī)物廢水的處理，如造紙工業(yè)廢水、煤化工業(yè)廢水、石油化工廢水、精細(xì)化工廢水、發(fā)酵工業(yè)廢水、垃圾滲濾液等廢水，以及對(duì)工業(yè)園區(qū)集中廢水處理廠(chǎng)等廢水的處理。
芬頓反應(yīng)原理
1893年，化學(xué)家Fenton發(fā)現(xiàn)，過(guò)氧化氫(H2O2)與二價(jià)鐵離子的混合溶液具有強(qiáng)氧化性，可以將當(dāng)時(shí)很多已知的有機(jī)化合物如羧酸、醇、酷類(lèi)氧化為無(wú)機(jī)態(tài)，氧化效果十分顯著。但此后半個(gè)多世紀(jì)中，這種氧化性試劑卻因?yàn)檠趸詷O強(qiáng)而沒(méi)有太被重視。
進(jìn)入20世紀(jì)70年代，芬頓試劑在環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域中找到了它應(yīng)有的位置。芬頓試劑具有去除難降解有機(jī)污染物的功能，在印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水、含硝基苯廢水、二苯胺廢水等廢水處理中得到了廣泛應(yīng)用。當(dāng)年，芬頓發(fā)現(xiàn)該試劑時(shí)，并不清楚過(guò)氧化氫與二價(jià)鐵離子反應(yīng)到底生成了何種氧化劑，只知道該氧化劑具有很強(qiáng)的氧化能力。二十多年后，有人假設(shè)可能反應(yīng)中產(chǎn)生了羥基自由基，否則氧化性不會(huì)有如此強(qiáng)。因此，人們采用了一個(gè)領(lǐng)域內(nèi)較廣泛使用的化學(xué)反應(yīng)方程式來(lái)描述芬頓試劑中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：
芬頓氧化法是在酸性條件下，其H2O2在Fe2＋存在下生成強(qiáng)氧化能力的羥基自由基OH?，并引發(fā)更多其他活性氧，以實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物的降解，其氧化過(guò)程為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。其中以O(shè)H產(chǎn)生作為鏈的開(kāi)始，而其他活性氧和反應(yīng)中間體構(gòu)成了鏈的節(jié)點(diǎn)，各活性氧被消耗，反應(yīng)鏈終止。其反應(yīng)機(jī)理較為復(fù)雜，這些活性氧僅供有機(jī)分子并使其轉(zhuǎn)化為CO2和H20等無(wú)機(jī)物，從而使Fenton氧化法成為重要的高級(jí)氧化技術(shù)之一。
芬頓氧化法作為一種廢水物化處理方法在有機(jī)廢水處理中有著普遍的應(yīng)用。
芬頓氧化法是在酸性條件下利用Fe2+催化分解H2O2產(chǎn)生的OH降解污染物,且生成的Fe3+發(fā)生混凝沉淀去除水中的有機(jī)物,因此Fenton試劑在水處理中具有氧化和混凝兩種作用。一方面，對(duì)有機(jī)物的氧化作用是指Fe2+與H2O2作用，生成具有氧化能力極強(qiáng)的羥基自由基OH而進(jìn)行的自由基反應(yīng)；另一方面,反應(yīng)生成的Fe(OH)3膠體具有絮凝、吸附功能,也可以去除水中部分有機(jī)物。
目前，對(duì)芬頓試劑氧化特性在有機(jī)廢水處理過(guò)程中的應(yīng)用研究，主要有以下三種工藝：普通芬頓法、光-芬頓法和電-芬頓法。普通芬頓法為雙氧水在亞鐵離子的催化作用下分解產(chǎn)生羥基自由基，其氧化性極強(qiáng)，可將有機(jī)物分子轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物。
于此同時(shí)，亞鐵離子作為催化劑會(huì)被氧化成為三價(jià)鐵離子，若溶液pH值為中性或堿性可生成Fe(OH)3膠體出現(xiàn)，眾所周知的膠體絮凝吸附作用，可大規(guī)模地去除污水中的微小懸浮顆粒及膠體，大大提高水質(zhì)。
但是存在H2O2的利用率不高的問(wèn)題，因此人們引入光-芬頓法，在紫外或可見(jiàn)光照射下的Fenton試劑體系被稱(chēng)為光-Fenton試劑，通過(guò)光-Fenton試劑以提高其對(duì)有機(jī)物處理效率及對(duì)有機(jī)物的降解程度。電-芬頓試劑就是在電解槽中通過(guò)電解反應(yīng)生成H2O2或Fe2+,從而形成芬頓試劑，并讓廢水流入電解槽，由于電化學(xué)作用，使反應(yīng)機(jī)制得到改善，從而提高了試劑的處理效果。
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