Fenton法及其在废水处

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,Logo,Logo,Fenton,法及其在废水处理中的应用与发展,Contents,1.,Fenton,试剂的概念,2. Fenton,试剂催化氧化的机理,3. Fenton,在污水处理中的研究,5.,Fenton,的展望,4. Fenton,法与其他方法联用,Concept,什么是,Fenton,试剂？,Fenton,试剂是由,H,2,O,2,和,Fe,2+,混合而成的一种氧化能力很强的氧化剂。其氧化机理主要是在酸性条件下,(,一般,pHCu,2+,UVFe,2+,Cu,2+,Mn,2+,UVAg,+,UV,，并证明紫外光和亚铁离子对,H,2,O,2,的催化作用存在协同效应，与,Fenton,法相比，光,Fenton,法可提高有机物的矿化程度，但能耗大、成本高、,只适用于处理低浓度的有机废水,。,将紫外光引入,Fenton,反应已成功地降解了有机染料、硝基酚、甲基对硫磷、氯代苯氧型除草剂、三硝基甲苯等难降解有机废水以及高氯酸等,刘勇弟，徐寿昌紫外一,Fenton,试剂作用机理及在废水处理中的应用,J,环境化学，,1994,13(4),：,302306,徐向荣，王文华，李华,Fenton,试剂与染料溶液的反应环境科学,J,1999,，,20(,3),：,7274,UVvis,草酸铁络合物,H,2,O,2,法,UVvis,H,2,O,2,草酸铁络合物法与光,Fenton,法相比，优越性表现在：, 具有较强的利用紫外光的能力；,OH,的产率高，草酸铁络合物可在一定程度上循环利用,所以采用,UVvis,H,2,O,2,草酸铁络合物法可进一步提高有机物矿化程度又使废水处理成本降低。但该法仍存在自动产生,H,2,O,2,的机制不完善、对可见光利用率低且穿透力不强等缺点,UVTiO,2,/Fenton,法,据文献报道，往,UV,Fenton,法中引入光敏性半导体材料,TiO,2,，构成,UVTiO,2,Fenton,法，这是,UV,Fenton,法与,UV,TiO,2,法的复合。,它对有机物的光解速率大于,UV,TiO,2,法和,UV,Fenton,法的简单加和。由于,TiO,2,对,UV,Fenton,氧化反应具有催化作用被引入到,UV,Fenton,法后使得该体系表现出很强的光氧化能力,。,TiO,2,在,UV,照射下降解有机物具有以下优势：,废水中很多溶解的或分散的有机物能被降解；,废水的处理效率高,。,程沧沧 尚忠梅 胡德之等,UvTi02,，,Fenton,试剂系统处理制药废水的研究,J,环境科学研究，,2001,14 (2),：,3335,电,Fenton,法,研究成果可分为,4,类,EFH,2,O,2,法,EFFere,法,EFFeox,法,FSR,法,EFH,2,O,2,法,EFFeox,法,FSR,法,EFFere,法,又称阴极电,Fenton,法，即把氧气喷到电解池的阴极上，使之还原为,H,2,O,2,，,H,2,O,2,与加入的,Fe,2+,发生,Fenton,反应。,该法不用加,H,2,O,2,，,有机物降解很彻底，不易产生中间毒害物。但由于目前所用的阴极材料多是石墨、玻璃炭棒和活性炭纤维，这些材料电流效率低,H,2,O,2,产量不高。,又称牺牲阳极法。电解情况下与阳极并联的铁将被氧化成,Fe,2+,，,Fe,2+,与加入的,H,2,O,2,发生,Fenton,反应。,该法对有机物的去除效果高于,EFH,2,O,2,法，但需加,H,2,O,2,，且耗电能，故成本比普通,Fenton,法高,又称,Fe,3+,循环法。,FSR,系统包括一个,Fenton,反应器和一个将,Fe(OH),3,还原为,Fe,2+,的电解装置。,FSR,系统可加速,Fe,3+,向,Fe,2+,的转化，提高了,OH,产率。该法的缺点是,pH,操作范围窄，,pH,值必须小于,1,。,该法与,FSR,法的原理基本相同，不同之处在于,EFFere,系统不包括,Fenton,反应器，,Fenton,反应直接在电解装置中进行。,该法,pH,操作范围大于,FSR,法，要求,pH,值必须小于,2.5,，电流效率高于,FSR,法。,比较：,EFFeox,法、,FSR,法、,EFFere,法处理污水效果好，成本比普通,Fenton,法还高。,EFH,2,O,2,法虽可自动产生,H,2,O,2,，但反应慢，,H,2,O,2,产量低，不适合高浓度污水的处理,Fenton,法和其它方法的联合,Fenton,试剂和生化法联合处理主要适用于以下四种类型的废水难生物降解废水；含有少量难生物降解有机物可生化废水；抑制性废水；污染物的生物降解中间产物具有抑制性废水,超声波对有机污染物的降解主要是通过它的空化机制来实现的。超声空化是指液体中的微小气核在超声波作用下被激活，表现为泡核的振荡、生长、收缩、崩溃等一系列动力学过程。这些条件足以打开结合力很强的化学键。促进水相燃烧高温分解或自由基反应从而达到降解化学污染物的目的,王九思等采用絮凝沉淀一,Fenton,氧化法对印染废水进行处理筛选最佳的絮凝条件及氧化条件。实验结果表明此法可使印染废水的,COD,从,1400mg/L,降至,70mg/L,以下废水,ODD,与色度去除率分别为,95,和,97,，出水达到排放标准。此法具有去除率高、设备简单、占地面积小、操作方便、不产生二次污染等优点。,活性炭是南微小结晶部分和非结晶部分混合组成的碳素物质,比表面积大,活性炭表面含有大量酸性或碱性基团，这些基团的存在,特别是羟基、酚羟基的存在使活性炭不仅具有吸附能力,而且具有催化作用,Fenton,试剂,+,活性炭法,Fenton,试剂,+,混凝法,Fenton,试剂,+,超声波法,Fenton,试剂,+,生物法,杨琦等采用膜,-,生物反应器和,Fenton,氧化组合工艺对丙烯腈废水进行处理。后续,Fenton,氧化工艺处理膜生物反应器出水,可以使,COD,含量等指标达到所要求的排放标准。经过膜,-,生物处理与,Fenton,法结合的优化工艺。,COD,去除率达到,80,-88,BOD,5,去除率达到,98,出水水质可达排放标准。,杨琦,.,尚海涛,.,王雪莲等,Fenton,氧化膜,-,生物反应器出水丙烯腈实验研究,J,现代地质,2004,，,18 (5),：,408,王九思韩相思赵红花絮凝沉淀,-Fenton,氧化处理印染废水,J,兰州铁道学院学报,(,自然科学版,),，,2001,，,20 (6),：,68,Fenton,法的发展方向,Fenton,法是一种具有很大应用潜力的废水处理技术。随着研究的深入,Fenton,法得以不断的改进和发展，出现了各种组合体系。总的来看，是由普通,Fenton,法朝光化学和电化学两个方向发展的。,光,Fenton,法的主要优点是有机物矿化程度好，因此其发展方向应是加强对聚光式反应器的研制，以便提高光量子的利用效率,.,电,Fenton,法的主要优点是自动产生,H,2,O,2,的机制较完善，但目前还处于试验开发阶段，所用的阴极材料多是石墨玻璃碳棒和活性碳纤维这些材料，电流效率低，,H,2,O,2,产量不高因而限制了它的广泛应用其发展方向应该是：,(1),合理设计电解池结构，加强对三维电极的研究以利于提高电流效率，降低能耗；,(2),加强对电,Fenton,体系中阴极材料的研制，新阴极材料应具有的特点：一是与氧气接触面积要大；二是对氧气生成,H,2,O,2,的反应起催化作用。,进一步的研究不仅可以在化学领域产生许多新概念、新方法、新理论，而且可以使环境治理新技术产生，对于治理我国日益严重的环境污染问题，特别是难降解有毒有机物的治理有着十分重要的理论意义和应用价值。,Thank You !,