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芬頓(Fenton)高級(jí)氧化技術(shù)在廢水處理上的研究進(jìn)展

文檔作者：黎華恒張平嚴(yán)丹燕文檔來(lái)源：佛山市新泰隆環(huán)保設(shè)備制造有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年07月25日
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芬镢(Fenton)高級(jí)氧化技術(shù)在廢水
她理上的研究進(jìn)展
黎華恒張平嚴(yán)丹燕
(佛山市新泰隆環(huán)保設(shè)備制造有限公司廣東佛山528300)
摘要介紹芬頓(Fen協(xié)n)技術(shù)的氧化機(jī)理、研究現(xiàn)狀及其在廢水處理中的應(yīng)用與發(fā)展前景。
關(guān)鍵詞Fenton技術(shù)廢水處理高級(jí)氧化技術(shù)
中圖分類(lèi)號(hào)：X703．1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672—9064(2012)02—073一Q2
我國(guó)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(diǎn)．經(jīng)傳統(tǒng)生化處理后．水中仍殘留部分難生物
降解有機(jī)物．且無(wú)法經(jīng)氣?。炷葌鹘y(tǒng)物化方法有效去除，
水質(zhì)往往不能達(dá)到新發(fā)展形勢(shì)下的排放標(biāo)準(zhǔn)及“減排”要求，
給環(huán)保行業(yè)帶來(lái)新壓力。企業(yè)為了其長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，并適應(yīng)新
形勢(shì)下出臺(tái)的廢水排放新標(biāo)準(zhǔn)．必須采用新的廢水高級(jí)處理
技術(shù)及設(shè)備。因此．很有必要對(duì)高效、經(jīng)濟(jì)的廢水高級(jí)處理技
術(shù)及設(shè)備進(jìn)行研制。
Fenton技術(shù)正是在這樣的背景下形成的一種高級(jí)氧化
技術(shù)(AOPs)．其實(shí)質(zhì)是H20：在Fe“的催化作用下生成具有
高反應(yīng)活性的羥基自由基(．0H)，．0H可與大多數(shù)有機(jī)物作
用使其降解。Femon技術(shù)與其他高級(jí)氧化技術(shù)相比，因其設(shè)
備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、反應(yīng)快速、高效、可產(chǎn)生絮凝澄清等優(yōu)點(diǎn)
而受烈重視：尤其在處理難生物降解廢水方匿，F(xiàn)enton技術(shù)
的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展．取得較好的效果。
l Fenton技術(shù)氧化機(jī)理
Fenton技術(shù)所應(yīng)用的Fenton試劑之所以具有很強(qiáng)的氧
化能力，是因?yàn)槠渲泻蠪e“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(yīng)機(jī)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(jī)物的實(shí)質(zhì)就是羥基自由基與有機(jī)
物發(fā)生反應(yīng)．
2 Fenton技術(shù)的發(fā)展
Fentotl技術(shù)是1894年法國(guó)科學(xué)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(jī)物。后人將亞
鐵鹽和過(guò)氧化氫的組合稱(chēng)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(kāi)創(chuàng)了
Fenton試劑在環(huán)境污染物處理中應(yīng)用的先例I”。該法既可以
作為廢水處理的預(yù)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(guān)注，在國(guó)
內(nèi)外廢水處理中有著廣闊的應(yīng)用前景，日益受到國(guó)內(nèi)外的關(guān)
注和研究。
Fenton試劑的氧化性沒(méi)有選擇性，能應(yīng)用于各種廢水的
處理．張平凡等用Fenton試劑處理含酚廢水．對(duì)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(nóng)藥廢水．結(jié)果發(fā)現(xiàn)10min內(nèi)使農(nóng)藥的降解率達(dá)到
85％．7r0C去除率達(dá)到80％以上[“。俄羅斯科學(xué)用Fenton技
術(shù)處理含有氰化物和硫氰化物的廢水．氧化率分別達(dá)99．8％
和84．O％引。張暉進(jìn)行了Ferlton試蠢畦在垃圾滲濾液中的中型
試驗(yàn)．當(dāng)加入適當(dāng)試劑，COD的去除率可達(dá)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(shù)直接
降解染料。在優(yōu)化條件下。30min內(nèi)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(shù)在處理
各種廢水時(shí)具有反應(yīng)啟動(dòng)快．并在酸性條件下，常溫常壓就
能反應(yīng)的特點(diǎn)．也不需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的反應(yīng)系統(tǒng)，設(shè)備簡(jiǎn)單。另
外．№nt011反應(yīng)條件差異?。奖闫涔I(yè)化應(yīng)用。
3 Fenton技術(shù)的研究現(xiàn)狀
自從Fenton試劑發(fā)現(xiàn)后。關(guān)于Fenton反應(yīng)的應(yīng)用研究
便隨之興起。國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者已對(duì)Fenton處理廢水技術(shù)做
了大量的研究工作．包括Fenton試劑處理廢水的反應(yīng)機(jī)理、
處理不同廢水的工藝條件、類(lèi)Fenton試劑的研究及協(xié)同厭
氧、好氧、混凝等技術(shù)處理廢水。
近年來(lái)．很多學(xué)者在Fenton試劑反應(yīng)機(jī)理方面對(duì)Fen．
ton試劑產(chǎn)生強(qiáng)氧化能力和Fenton試劑在有機(jī)物中的反應(yīng)
進(jìn)行了深入研究。并建立了不同的動(dòng)力學(xué)模型，從而為Fen．
to。技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)。
作者簡(jiǎn)介：黎華恒(1980～)，男，廣東羅定人，本科，主要研究方向?yàn)樗幚碓O(shè)計(jì)。
萬(wàn)方數(shù)據(jù) 2012．№3．奄
Fem帆試劑法具有操作過(guò)程簡(jiǎn)單、反應(yīng)速度快、設(shè)備簡(jiǎn)
便、費(fèi)用便宜、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。但是它在試劑運(yùn)行中還存
在以下缺點(diǎn)：①H20：和Fe“的利用率不高；②廢水處理運(yùn)行
成本高。為了改善這些缺點(diǎn)．人們研究并應(yīng)用了Fenton試劑
與其他技術(shù)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(lèi)Fenton技
術(shù)中．Photo—Fenton非均相體系方面的研究吸引了不少學(xué)者
關(guān)注。
Pascual Vall改進(jìn)r Fenton工藝．已應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，該
裝置處理能力為loo池．COD的去除率達(dá)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(jìn)行剮．
曹?chē)?guó)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(chē)問(wèn)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(jī)廢水首先進(jìn)入第1段生物氧化．通過(guò)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(jī)物。然后進(jìn)
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(jìn)行生物氧化。
4 Fenton技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用
Fenton法在處理難降解有機(jī)廢水時(shí)．具有一般化學(xué)氧化
法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)．至今已成功運(yùn)用于多種工業(yè)廢水的處
理。Femon技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用可分為2個(gè)方面：①單
獨(dú)作為一種處理方法氧化有機(jī)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)?？萍加邢薰狙邪l(fā)了上流式Fenton氧
化塔．該設(shè)備在一定的水力條件下．可形成載體流化床．同時(shí)
催化劑在載體上覆膜．可大幅度提高氧化反應(yīng)的效率。降低
Fenton試劑的用量[10]．上流式Fenton氧化塔技術(shù)已應(yīng)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(yáng)九州制藥廠抗生素類(lèi)
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(xiàng)目．
東莞市水星科技環(huán)保有限公司代理臺(tái)灣水美公司的第
4代Fenton技術(shù)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(yīng)用，用于生化后出水的深
度處理。
綜述以上國(guó)內(nèi)外學(xué)者及機(jī)構(gòu)的研究．Fenton技術(shù)已在不
同的行業(yè)中應(yīng)用于難完全生化降解廢水的深度處理．
國(guó)內(nèi)各環(huán)保企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)已工程化應(yīng)用的芬頓技術(shù)
所占比例見(jiàn)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(chǎng)占有率較大．達(dá)到40％．目
前廢水深度處理技術(shù)的市場(chǎng)還處于錐形．該領(lǐng)域的市場(chǎng)拓展
前景大。
5 Fenton技術(shù)應(yīng)用展望
到目前為止．Fenton技術(shù)作為廢水的深度處理氧化法中
的主流方法之一，具有反應(yīng)迅速、氧化徹底，及可以處理不同
類(lèi)型廢水等優(yōu)點(diǎn)．它的應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)展。該技術(shù)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(jìn)行深度處理，使外排廢水的水質(zhì)達(dá)到排放要求：
Fenton技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展方向應(yīng)該是如何進(jìn)一步降低運(yùn)
行成本，解決實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題。如開(kāi)發(fā)高效的Fenton
反應(yīng)裝置來(lái)提高反應(yīng)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(diǎn)．研究改性Fenton法．提高
Fenlon處理效率。
參考文獻(xiàn)
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8鄧小暉，張海濤，曾國(guó)民，等．芬頓試棄4處理廢水的研究與應(yīng)用進(jìn)
展上?；ぃ?007，32(8)
9丁偉，曹?chē)?guó)民，張大年處理有機(jī)廢水的BcB組合工藝中請(qǐng)(專(zhuān)利)
號(hào)：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(yīng)用．中國(guó)造紙，2009(10)
英國(guó)將繼續(xù)發(fā)展核電
英國(guó)政府發(fā)布了對(duì)日本福島核電站事故的最終報(bào)告．報(bào)
告認(rèn)為英國(guó)的核電計(jì)劃不存在象福島核電站那樣的問(wèn)題．英
國(guó)將繼續(xù)發(fā)展核電。報(bào)告認(rèn)為，雖然日本福島核電站出現(xiàn)了
嚴(yán)重事故，但英國(guó)核電并不面臨類(lèi)似的問(wèn)題。因此。沒(méi)有理由
限制英國(guó)現(xiàn)有核電站的運(yùn)行．英國(guó)新建核電站的計(jì)劃也沒(méi)有
必要改變。但需要從福島核電站事故中吸取教訓(xùn)，加強(qiáng)對(duì)核
電安全的管理。

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