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- 概觀
- 基本介紹
- Fenton簡介
- 類型特點
- 普通Fenton法
Fenton法在處理難降解有機污染物時具有獨特的優勢,是一種很有套用前景的廢水處理技術。文章介紹了該技術的發展過程、主要類型及套用狀況,並對其在廢水處理中的優勢、存在問題和發展趨勢作出評述。
Fenton試劑、光Fenton法、電Fenton法、廢水處理
高級氧化技術又稱深度氧化技術,匯集了現代光、電、聲、磁、材料等各相近學科的最新研究成果,有望成為有機廢物尤其是難降解有機廢物處理的一把“殺手鐧”。它主要包括電化學氧化法、濕式氧化法、超臨界水氧化法、光催化氧化法和超聲降解法等,其中傳統的Fenton氧化法,與其他高級氧化工藝相比,因其操作簡單、反應快速、可產生絮凝等優點而倍受青睞。
1894年,英國人H.J.H.Fenton發現採用Fe/H2O2體系能氧化多種有機物。後人為紀念他將亞鐵鹽和過氧化氫的組合稱為Fenton試劑,它能有效氧化去除傳統廢水處理技術無法去除的難降解有機物,其實質是H2O2在Fe2+的催化作用下生成具有高反應活性的羥基自由基(·OH),·OH可與大多數有機物作用使其降解。隨著研究的深入,又把紫外光(UV)、草酸鹽(C2O42-)等引入Fenton試劑中,使其氧化能力大大增強。從廣義上說,Fenton法是利用催化劑、或光輻射、或電化學作用,通過H2O2產生羥基自由基(·OH)處理有機物的技術。從發展歷程來看,Fenton法基本上是沿著光化學和電化學兩條路線向前發展的。
H2O2在Fe2+的催化作用下分解產生·OH,其氧化電位達到2.8V,它通過電子轉移等途徑將有機物氧化分解成小分子。同時,Fe2+被氧化成Fe3+產生混凝沉澱,去除大量有機物。可見,Fenton試劑在水處理中具有氧化和混凝兩種作用。Fenton試劑在黑暗中就能降解有機物,節省了設備投資,缺點是H2O2的利用率不高,不能充分礦化有機物。研究表明,利用Fe3+、Mn2+等均相催化劑和鐵粉、石墨、鐵、錳的氧化礦物等非均相催化劑同樣可使H2O2分解產生·OH,因其反應基本過程與Fenton試劑類似而稱之為類Fenton體系。如用Fe3+代替Fe2+,由於Fe2+是即時產生的,減少了·OH被Fe2+還原的機會,可提高·OH的利用效率。若在Fenton體系中加入某些絡合劑(如C2O2-4、EDTA等),可增加對有機物的去除率。
光Fenton法
1.2.1 UV/Fenton法
當有光輻射(如紫外光、紅外光、可見光)時,Fenton試劑氧化性能有很大的改善。UV/Fenton法也叫光助Fenton法,是普通Fenton法與UV/H2O2兩種系統的複合,與該兩種系統相比,其優點在於降低了Fe2+用量,提高了H2O2的利用率。這是由於Fe3+和紫外線對H2O2的催化分解存在協同效應。該法存在的主要問題是太陽能利用率仍然不高,能耗較大,處理設備費用較高。
1.2.2UV-vis/草酸鐵絡合物/H2O2法
當有機物濃度高時,被Fe3+絡合物所吸收的光量子數很少,且需較長的輻照時間,H2O2的投加量也隨之增加,·OH易被高濃度的H2O2所清除。因而,UV/Fenton法一般只適宜於處理中低濃度的有機廢水。當在UV/Fenton體系中引入光化學活性較高的物質(如含Fe3+的草酸鹽和檸檬酸鹽絡合物)時,可有效提高對紫外線和可見光的利用效果。草酸鐵絡合物在pH3~4.9時效果好,檸檬酸鐵絡合物在pH4.0~8.0時效果好,但因前者具有含Fe3+的其他絡合物所不具備的光譜特性,所以UV-vis/草酸鐵絡合物/H2O2法更具發展前景。該法提高了太陽能的利用率,節約了H2O2用量,可用於處理高濃度有機廢水。
芬頓反應在生物化學中有著不同的應用方法,通過在體內細胞中鐵的反應產生或消除自由基,雖然臨床上的用途和重要性尚不明確,但也是活動性感染時避免補鐵的可行方法之一,或是其他任何由鐵介導的感染 [19]。
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2016年3月15日 · 由以上對各種廢水的研究可知用芬頓試劑處理廢水的特點,一是反應啟動快,反應在酸性的環境中,常溫常壓,條件溫和;二是不需要設計複雜的反應系統,設備簡單、能耗小。