Fenton试剂法处理高浓度难降解有机废水

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1、Fenton试剂法处理高浓度难降解有机废水内容高浓度难降解有机废水概述1难降解有机物难降解的原因2Fenton试剂法3Fenton试剂法的展望4www.themegallery.com一、高浓度难降解有机废水概述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2000mg/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

2、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2000mg/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。“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。www.themegallery.com二、难降解有机物难降解的原因二是由水的环境，包括废水中物理因素、化学

3、因素、生物因素决定的一是由废水中化合物本身的化学组成和结构来决定的形成化合物难于生物降解的原因www.themegallery.com1.由废水中化合物本身的化学组成和结构来决定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。苯环的C－C键长（0.139nm）介于直碳链的双键（0.134nm）和单键（0.154nm）之间，因此芳香烃具有较强的稳定性。②键能芳香烃有机物的C—C键能为518kJ/mol，而直碳链的有机物C—C键能为330kJ/mol，因此前者化合

4、物C—C键断开需较大的能量，芳香烃类有机废水一般难处理。而直碳链C＝C为611kJ/mol，因此含C＝C键有机物也较含C—C键有机物难处理。键能越大，有机物分子越不易分解、越稳定。③共价键和分子的极性一般来说，有机物含有的共价键越多，含碳数目越多，摩尔键能越大，越不易降解。④取代基的影响一般来说，拉电子基团（如-Cl、-NO2、-SO3H等）的引入会降低可生化降解性，同时在同一个碳原子或苯环上取代基数量越多，生物降解性难度越大。www.themegallery.com2.由水的环境决定水环境包括废水中物理因素（如温度、化合物的可接近性等）、化学因素（如pH值、化

5、合物浓度、氧化还原点位等）、生物因素（如适合微生物生存的条件、足够的适应时间）阻止其降解。而且多数的有机物带有一定的毒性，会抑制微生物的生长。www.themegallery.com三、Fenton试剂法1894年H.J.H.Fenton首次指出H2O2在Fe2+的催化作用下具有氧化多种有机物的能力，后人为纪念他将亚铁盐和H2O2的组合称为Fenton试剂。Fenton试剂中Fe2+作为同质催化剂，而H2O2具有强力的氧化能力。与其他高级氧化技术相比Fenton氧化技术具有快速高效，可产生絮凝，设备简单，成本低，技术要求不高等优点，在工业废水处理研究中应用较为广

6、泛。Fenton试剂是Fe2+和H2O2的结合，二者反应生成具有高反应活性和很强氧化能力的羟基自由基·OH，·OH无选择性能与大多数有机物作用使其降解以至矿化。随着环境科学技术发Fenton试剂法已派生出许多分支，如光-Fenton试剂法，电-Fenton法，改性-Fenton试剂法，配体-Fenton试剂法等。www.themegallery.com1.Fenton试剂经典作用机理经典的作用机理认为，Fenton试剂之所以具有很强的氧化能力，是因为其中含有Fe2+和H2O2，H2O2被Fe2+催化分解成羟基自由基(·OH)并引发连锁反应从而产生更多的其他自由基

7、，其反应机理如下：Fe2++H2O2→Fe3++·OH+OH－(1)Fe3++H2O2→Fe2++HO2·+H+(2)Fe2++·OH→Fe3++OH－(3)Fe3++HO2·→Fe2++O2+H+(4)·OH+H2O2→H2O+HO2·(5)HO2·→O2－+H+(6)www.themegallery.com产生·OH的反应式(1)是整个反应过程的起始步，反应式(2)是速控步，·OH的生成量取决于Fe2+和H2O2的浓度。适当地增大Fe2+和H2O2的浓度有利于提高有机污染物的降解效率。但根据反应式(3)和(5)可以看出，过量的Fe2+和H2O2会成为·OH的

8、捕获剂。而羟基自由基具有