芬頓反應(yīng)各類處理技術(shù)

1、芬頓反應(yīng)各類處理技術(shù)一、芬頓反應(yīng)的各類處理技術(shù)1、 均相Fenton技術(shù)普通Fenton法存在兩個致命的缺點：一是不能充分礦化有機物；二是H2O2利用率不高，致使成本很高。針對上述這些問題，人們把紫外線、電化學(xué)甚至超聲波引 !1 1入到Fenton反應(yīng)體系中。(1) UV/Fenton 法；UV/Fenton法實際是Fe2+/H2O2與UV/H 2O2兩種系統(tǒng)的結(jié)合，該體系中紫外線和亞鐵離子對H2O2的催化分解存在協(xié)同效應(yīng)，可以部分降解。在氧化劑投加量相同 的條件下處理難降解有機物，該體系的處理效果明顯優(yōu)于普通 Fenton法。該法存在 主要問題是太陽能利用率高，能耗大，設(shè)備費用高，一般只適用

2、中低濃度的有機廢隨著對Fenton法的進一步研究，人們把草酸鹽引入 UV/Fenton體系中，并發(fā)現(xiàn)草酸 鹽的加入可有效提高體系對紫外線和可見光的利用效果，原因在于Fe3+與C2O32-可產(chǎn)生3種穩(wěn)定的具有光化學(xué)活性草酸鐵絡(luò)合物。研究表明該系統(tǒng)在一定程度上提高了對太陽能的利用率、節(jié)約了 H2O2的用量、加快了反應(yīng)速度并可用于處理高濃度有機廢水。但仍然存在自動產(chǎn)生H2O2機制不完善、對可見光利用率低且穿透力不強等 缺點。(2)電-Fenton 法電-Fenton法的實質(zhì)是把電化學(xué)產(chǎn)生 Fe2+和H2O2作為Fenton試劑的持續(xù)來源， 由于H2O2的成本遠高于Fe2+,所以自動產(chǎn)生H2O2的機制

3、引入Fenton體系更具有實 際應(yīng)用意義。陰極電Fenton的基本原理是把氧氣噴到電解池的陰極上，使之還原成H2O2,再與加入的Fe2+發(fā)生Fenton反應(yīng)。該體系中氧氣可通過曝氣的方式加入，也可以通 過H2O在陽極的氧化產(chǎn)生，陰極通常采用石墨等惰性材料。 該體系不添加H2O2,有 機物降解徹底，不易產(chǎn)生中間有毒物質(zhì)；但電流效率低、H2O2產(chǎn)量低，不適合處理高濃度有機廢水，還容易受到 PH的嚴(yán)重影響，PH控制不當(dāng)會引發(fā)多種副反應(yīng)。犧牲陽極法通過鐵陽極氧化產(chǎn)生 Fe2+與外加的H2O2構(gòu)成Fenton試劑，改法可 八 I處理高濃度有機廢水，但產(chǎn)泥量大，陰極未充分發(fā)揮作用，需外加H2O2,能耗大，

4、成本較圖O此外還有超聲波Fenton,光/電Fenton等類Fenton技術(shù)，然而這些體系仍然存 在和普通Fenton法類似的問題，如反應(yīng)體系要求 PH較低（一般23左右），在水 處理中需要人為調(diào)節(jié)廢水的 PH ,同時均相體系中的鐵離子的存在是溶液帶有顏色。 隨著反應(yīng)結(jié)束PH升高，又會形成很難處理和再生的含鐵污泥，引起二次污染。非均相Fenton反應(yīng)是將鐵離子固定在一定載體上的一類反應(yīng)體系，在對廢水進 行處理時，首先將有機分子吸附到催化劑表面， 在鐵離子和H2O2的作用下發(fā)生分解 反應(yīng)，降解后的產(chǎn)物脫附返回到溶液中。非均相Fenton反應(yīng)及包流量均相 Fenton"'y &l

5、t; ,'?j.i法的優(yōu)點，又放寬了對溶液 PH的要求，擴大了可處理廢水的范圍，還避免了鐵離 子可能造成的二次污染問題。目前，關(guān)于非均相Fenton反應(yīng)的研究熱點大多集中在催化劑載體的選擇上，主 要有有機材料、無機材料、鐵氧化物、復(fù)合金屬等。3、有機載體Fe/H2O2體系Nafion膜是一種由全氟磺酸陰離子聚合物構(gòu)成的陽離子交換膜，具有耐熱、耐腐蝕和強度大等優(yōu)點，用 Nafion膜固定效果好且催化氧化效率很高。研究人員圍繞Nafion進行一系列的研究，已將該體系的PH提高到10.2,且催化劑能夠重復(fù)使用， 催化活性也沒有降低。這一發(fā)現(xiàn)對處理廢水有著重要意義，但昂貴的膜材料限制了 其在水處理領(lǐng)域的推廣。SAIER是一種強酸性離子交換樹脂，與 Nafion性質(zhì)類似但價格較便宜。研究表 明該離子交換樹脂完全可以替代 Nafion膜作為載體，但是樹脂能否經(jīng)受住 OH的氧 化腐蝕，是懸著和使用樹脂是必須注意的問題。 八 I此外一些高分子有機化合物如：海藻酸鈉、膠原纖維得過也可以作為固定載體， 相關(guān)研究報道均取得了類似較好的處理效果，但高分子載體在活性自由基下的化學(xué) 穩(wěn)定性還值得進一步探討。J、II I4、無機載體 Fe/H202 體系氧化鋁、