高濃度有機(jī)廢水預(yù)處理Fenton氧化技術(shù)

　　1、Fenton技術(shù)的氧化原理

　　Fenton技術(shù)開發(fā)者一名法國科學(xué)家，在一次無意的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)Fe2+和H2O2的氧化能力非常強(qiáng)，能夠氧化掉多種復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)。后來人們將這種技術(shù)用來處理工業(yè)污染廢水，并將Fe2+和H2O2組合稱為Fenton試劑。Fenton試劑他的氧化強(qiáng)是因?yàn)椋現(xiàn)enton試劑含有Fe2+和H2O2，F(xiàn)e2+和H2O2反應(yīng)生成羥基自由基(?OH)，并引發(fā)更多的其他自由基，從下列的化學(xué)反應(yīng)式中我們能夠清楚看到他的分析過程：

　　2、Fenton技術(shù)在廢水處理中運(yùn)用

　　Fenton技術(shù)的首次運(yùn)用是在1964年，配置Fenton試劑進(jìn)行污水處理，F(xiàn)enton試劑也是第一次在環(huán)境工程中的運(yùn)用，他對污水的處理能力的效果顯著，這種技術(shù)對污水處理的優(yōu)點(diǎn)在于既可以進(jìn)行廢水的預(yù)處理，還可以進(jìn)行深度處理。所以，從Fenton試劑的優(yōu)點(diǎn)被環(huán)境工程的工作人員拿來進(jìn)行污水處理來看，他在廢水處理中有著非常好的前景，也受到廣大化學(xué)工程人員的研究。

　　通過眾多具體實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)enton試劑的氧化效果非常強(qiáng)，能對不同程度的污水進(jìn)行處理。張平凡教授曾做過實(shí)驗(yàn)來分析Fenton試劑的氧化效果，選用Fenton試劑來對含大量酚的工業(yè)廢水進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是對廢水中的氨基酚的凈化率達(dá)到了97%~98%，而且還對廢水的色澤度有明顯的改善，F(xiàn)enton試劑有著非常強(qiáng)的有機(jī)物質(zhì)的降解性能。還有孫紅文教授也做過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究Fenton法對農(nóng)藥廢水進(jìn)行講解，實(shí)驗(yàn)效果也是非常好的，F(xiàn)enton試劑在10min內(nèi)可以讓含農(nóng)藥廢水的降解率高達(dá)85%，由此可見Fenton試劑對污染物處理的降解能力的效果非常顯著。這些關(guān)于Fenton技術(shù)的實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)Fenton試劑對廢水的處理能力非常顯著：處理效果的反應(yīng)速度快，在酸性條件下，常溫，常壓等各種環(huán)境下都有很好的處理效果，這種處理方法不需要大型的處理設(shè)備，設(shè)備的要求比較簡單，在工業(yè)廢水中的運(yùn)用方便。

　　3、Fenton技術(shù)用于廢水處理運(yùn)用

　　從Fenton試劑的發(fā)現(xiàn)到處理工業(yè)廢水中的具體運(yùn)用中，F(xiàn)enton試劑受到大量科學(xué)家的關(guān)注。我國許多學(xué)者已對Fenton的廢水處理技術(shù)做了許多實(shí)驗(yàn)工作，使Fenton試劑在廢水處理中的運(yùn)用越來越成熟，在Fenton試劑的實(shí)驗(yàn)中主要的反應(yīng)原理、不同程度廢水處理的工藝步驟以及將Fenton與其他廢水處理試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)尋求最優(yōu)的處理效果。

　　4、Fenton技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用分析

　　Fenton技術(shù)在進(jìn)行廢水處理的運(yùn)用中，他的缺點(diǎn)在于成本消耗大，優(yōu)點(diǎn)在于凈化效果強(qiáng)，在具體的工業(yè)廢水處理運(yùn)用中我們可以從兩個(gè)層面進(jìn)行思考：1是單獨(dú)使用；2是和其他方法進(jìn)行組合使用，例如混合活性炭等方法，以達(dá)到最佳的凈化效果。

　　在現(xiàn)今Fenton試劑處理法和其他處理方法進(jìn)行組合研究時(shí)，一些化學(xué)家對最初的Fenton操作方法進(jìn)行了改進(jìn)，而且在實(shí)際生產(chǎn)中也有較好的反應(yīng)效果，改進(jìn)后的Fenton處理工藝使處理效果最佳，對污水的除色率可以高達(dá)90%以上，他的降解效果非常強(qiáng)。還有一些科學(xué)家突發(fā)奇想將Fenton試劑中加入輔助試劑進(jìn)行配合使用，能夠減少H2O2的分解效果，使H2O2具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性，這種輔助試劑的添加有利于增加他的處理能力和處理的穩(wěn)定性。這種處理方法對一些外在條件有著一定的要求，pH控制在3~5，反應(yīng)溫度需要在100℃~125℃，除此之外還需要在封閉的環(huán)境條件下進(jìn)行處理。

　　我們可以通過具體的實(shí)驗(yàn)來分析，曹國民教授改進(jìn)了Fenton處理方法，將“生物氧化-催化氧化-生物氧化”進(jìn)行組合處理，這種組合處理是為了處理工廠的苯酚廢水，通過生物氧化-催化氧化-生物氧化的組合方法，[3]使苯酚廢水色質(zhì)從6000mg/L~18000mg/L降到了100mg/L。這樣的高濃度廢水的處理需要首先從生物氧化開始，使廢水中的有機(jī)物質(zhì)能夠在第1步驟進(jìn)行有效的降解，第2步進(jìn)行催化氧化進(jìn)行進(jìn)一步的處理降解，第3步再進(jìn)行生物氧化，這三步對廢水的處理效果最大化。

　　廣西博世科環(huán)?？萍加邢薰疽矊enton處理法進(jìn)行改進(jìn)，發(fā)明了芬頓氧化塔設(shè)備，芬頓氧化塔的處理原理是依照水力條件下形成的，芬頓氧化塔可以轉(zhuǎn)化為流化床，與催化劑共同進(jìn)行反應(yīng)，這樣的處理方式可以提高設(shè)備的氧化處理能力，對廢水的凈化效率更高。這種技術(shù)主要運(yùn)用在紙廠的廢水處理、生物發(fā)酵的工業(yè)廢水處理以及制藥廠藥物生產(chǎn)的廢水的處理上，具有良好的污水凈化效果。

　　從上述的實(shí)驗(yàn)中我們可以得知，F(xiàn)enton技術(shù)在不同的工業(yè)廢水處理的運(yùn)用中較廣泛，各個(gè)環(huán)保機(jī)構(gòu)和科研所都對Fenton技術(shù)的研究寄予非常好的前景，其中廣西博世科環(huán)?？萍加邢薰竞蜄|莞市水星科技環(huán)保有限公司的在廢水的處理上占有一定的分量，F(xiàn)enton試劑使用率達(dá)到了40%以上，在目前我國廢水處理技術(shù)的發(fā)展上有著很大的前景。

　　5、廢水的預(yù)處理

　　在對Fenton技術(shù)的具體運(yùn)用中，對工業(yè)廢水進(jìn)行凈化預(yù)處理，他的凈化原理，使(?OH)和廢水中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行氧化反應(yīng)，廢水預(yù)處理的目的是讓廢水中不容易氧化的有機(jī)物質(zhì)能夠創(chuàng)造條件進(jìn)行氧化分解，在氧化過程中可以使難以分解的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子化合物，預(yù)處理可以改變難以氧化物質(zhì)的可生化性和溶解能力，通過預(yù)處理對污水達(dá)到最優(yōu)的凈化效果，吳克明教授等對Fenton混凝沉淀法的污水處理法進(jìn)行組合研究，這種組合實(shí)驗(yàn)研究主要是通過混凝沉淀法對工業(yè)廢水進(jìn)行氧化處理，與氯化鐵混合組成污水處理試劑，在進(jìn)行處理時(shí)需要控制好pH值，廢水處理的反應(yīng)溫度控制在80度最佳，反應(yīng)凈化時(shí)間控制在30min時(shí)，凈化組合凈化處理后，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的出焦化工業(yè)廢水色澤度和污染度的凈化率在93.1%、96.2%?？梢奆enton處理效果最佳，肖羽堂教授在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，對染料廠的工業(yè)廢水進(jìn)行凈化處理，在Fenton的處理法中混合介入鐵屑和濃度為0.08%的H2O2，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看到廢水的凈化效果有明顯的變化，廢水的色澤度從953mg/L下降到290mg/L左右。

　　Fenton的處理法除了可以對工業(yè)廢水進(jìn)行預(yù)處理，還可以對工業(yè)廢水進(jìn)行深度處理。工業(yè)廢水經(jīng)過物化處理和生化處理后，工業(yè)廢水中還有一些難以降解的有機(jī)物質(zhì)，這些有機(jī)物質(zhì)難以進(jìn)行氧化降解，這些有機(jī)物質(zhì)不進(jìn)行降解，難以達(dá)到國家的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，對污水的深度處理還可以使用Fenton氧化法來進(jìn)行處理。比如說，在進(jìn)行廢水中和-生化處理法時(shí)，難以對殘留物質(zhì)處理干凈，凈化過后的污水，色度難以達(dá)到國家的污水排放標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)，在進(jìn)行深入處理時(shí)加入少量的Fenton試劑，可使污水的有機(jī)物質(zhì)降低，色度達(dá)到國家的排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　6、結(jié)束語

　　Fenton的未來發(fā)展可以從光化和電化兩個(gè)方向進(jìn)行發(fā)展。在Fenton試劑的污水處理技術(shù)中光化和電化這兩個(gè)處理方向研究目的，是為了優(yōu)化環(huán)境減少工業(yè)廢水對生態(tài)環(huán)境造成的損害，響應(yīng)國家生態(tài)發(fā)展的政治號召，F(xiàn)enton處理法的優(yōu)點(diǎn)顯著但自身的缺陷不適合大范圍的廢水處理運(yùn)用，還需要進(jìn)行優(yōu)化研究使Fenton處理能夠廣泛地運(yùn)用到工業(yè)廢水的處理中去。(來源：云南鼎易環(huán)?？萍脊こ逃邢薰?