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1、Fenton試劑法處理高濃度難降解有機廢水內(nèi)容高濃度難降解有機廢水概述1難降解有機物難降解的原因2Fenton試劑法3Fenton試劑法的展望4www.themegallery.com一、高濃度難降解有機廢水概述高濃度難降解有機廢水的處理，是目前國內(nèi)外污水處理界公認的難題。對于這類廢水，目前國內(nèi)外研究較多的有焦化廢水、制藥廢水(包括中藥廢水)、石化/油類廢水、紡織/印染廢水、化工廢水、油漆廢水等行業(yè)性廢水。所謂“高濃度”，是指這類廢水的有機物濃度(以COD計)較高，一般均在2000mg/L以上，有的甚至高達每升幾萬至十幾萬毫克；所謂“難降解”是指這類廢水的可生化
2、性較低(BOD5/COD值一般均在0.3以下甚至更低)，難以生物降解。所以，業(yè)內(nèi)普遍將COD濃度大于2000mg/L、BOD5/COD值低于0.3的有機廢水統(tǒng)一稱為高濃度難降解有機廢水。“高濃度”、“難降解”兩大特性的疊加，使得此類廢水在處理中，單獨使用生物法或物化法等“常規(guī)”方法失去可能。目前處理高濃度難降解有機廢水的主要方法有高級氧化技術，如超臨界水氧化技術、Fenton試劑法、光化學氧化等；物化處理技術，如萃取法、吸附法、膜分離法等，以及生化處理法。www.themegallery.com二、難降解有機物難降解的原因二是由水的環(huán)境，包括廢水中物理因素、化學
3、因素、生物因素決定的一是由廢水中化合物本身的化學組成和結構來決定的形成化合物難于生物降解的原因www.themegallery.com1.由廢水中化合物本身的化學組成和結構來決定①鍵長C－C單鍵，C＝C雙鍵，C≡C三鍵的鍵長，主要原因是兩個碳原子間共用電子對越多，碳原子間的電子云密度就越高，使成鍵的兩個原子更加靠攏，鍵長就越短。苯環(huán)的C－C鍵長（0.139nm）介于直碳鏈的雙鍵（0.134nm）和單鍵（0.154nm）之間，因此芳香烴具有較強的穩(wěn)定性。②鍵能芳香烴有機物的C—C鍵能為518kJ/mol，而直碳鏈的有機物C—C鍵能為330kJ/mol，因此前者化合
4、物C—C鍵斷開需較大的能量，芳香烴類有機廢水一般難處理。而直碳鏈C＝C為611kJ/mol，因此含C＝C鍵有機物也較含C—C鍵有機物難處理。鍵能越大，有機物分子越不易分解、越穩(wěn)定。③共價鍵和分子的極性一般來說，有機物含有的共價鍵越多，含碳數(shù)目越多，摩爾鍵能越大，越不易降解。④取代基的影響一般來說，拉電子基團（如-Cl、-NO2、-SO3H等）的引入會降低可生化降解性，同時在同一個碳原子或苯環(huán)上取代基數(shù)量越多，生物降解性難度越大。www.themegallery.com2.由水的環(huán)境決定水環(huán)境包括廢水中物理因素（如溫度、化合物的可接近性等）、化學因素（如pH值、化
5、合物濃度、氧化還原點位等）、生物因素（如適合微生物生存的條件、足夠的適應時間）阻止其降解。而且多數(shù)的有機物帶有一定的毒性，會抑制微生物的生長。www.themegallery.com三、Fenton試劑法1894年H.J.H.Fenton首次指出H2O2在Fe2+的催化作用下具有氧化多種有機物的能力，后人為紀念他將亞鐵鹽和H2O2的組合稱為Fenton試劑。Fenton試劑中Fe2+作為同質(zhì)催化劑，而H2O2具有強力的氧化能力。與其他高級氧化技術相比Fenton氧化技術具有快速高效，可產(chǎn)生絮凝，設備簡單，成本低，技術要求不高等優(yōu)點，在工業(yè)廢水處理研究中應用較為廣
6、泛。Fenton試劑是Fe2+和H2O2的結合，二者反應生成具有高反應活性和很強氧化能力的羥基自由基·OH，·OH無選擇性能與大多數(shù)有機物作用使其降解以至礦化。隨著環(huán)境科學技術發(fā)Fenton試劑法已派生出許多分支，如光-Fenton試劑法，電-Fenton法，改性-Fenton試劑法，配體-Fenton試劑法等。www.themegallery.com1.Fenton試劑經(jīng)典作用機理經(jīng)典的作用機理認為，F(xiàn)enton試劑之所以具有很強的氧化能力，是因為其中含有Fe2+和H2O2，H2O2被Fe2+催化分解成羥基自由基(·OH)并引發(fā)連鎖反應從而產(chǎn)生更多的其他自由基
7、，其反應機理如下：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產(chǎn)生·OH的反應式(1)是整個反應過程的起始步，反應式(2)是速控步，·OH的生成量取決于Fe2+和H2O2的濃度。適當?shù)卦龃驠e2+和H2O2的濃度有利于提高有機污染物的降解效率。但根據(jù)反應式(3)和(5)可以看出，過量的Fe2+和H2O2會成為·OH的
8、捕獲劑。而羥基自由基具有
