芬頓的原理與應用

占節2014年第3期(總第102期)ENERGY AND ENERGY CONSERVATION2014年3月技術(shù)研究芬頓的原理與應用魏玉江(1.南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院,江蘇南京2100012.南京工大環(huán)境科技有限公司,江蘇南京210000摘要:電芬頓作為一種新型電化學(xué)氧化技術(shù),由于它在陰極和陽(yáng)極都能產(chǎn)生羥基自由基(·OH)氧化降解水體中污染物,引起了學(xué)者們廣泛的關(guān)注。針對含苯酚廢水來(lái)源廣、危害大、成分復雜的特點(diǎn),采用Fenn技術(shù)對苯酚廢水的處理效果進(jìn)行了研究,考察了催化劑、氧化劑、粉煤灰的用量和pH值對芬頓試劑氧化苯酚的影響。關(guān)鑣詞:苯酚廢水; Fenton試劑;粉煤灰;電芬頓;水處理技術(shù);羥基自由基中圖分類(lèi)號:F4167文獻標識碼:A文章編號:20950802-(201403-0172-02Principle and Application of FentonWEI Yu-jiang12(1. School of the Environment, Nanjing University, Nanjing 210000, Jiangsu, China;2. NJUT Environment Technology Co, Ltd, Nanjing 210000, Jiangsu, China)Abstract: As a new electrochemical oxidation technology, because it can produce hydroxyl radicals ( OH) both at the cathodeand anode for the oxidative degradation of pollutants in water, electro-Fenton has caused scholars"widespread concern. In view ofthe characteristics of wide sources, great harm and complex composition of waste water containing phenol, the treatment effect ofwaste water containing phenol with Fenton technology is studied, and the effect of the use level of catalyst, oxidant and fly ash aswell as ph on the oxidation of phenol with Fenton reagent is studiedKey words: waste water containing phenol; Fenton reagent; fly ash; electro-Fenton; water treatment technology; hydroxyl基(·OH),主要起到氧化作用"。芬頓反應的作用原0引言理如下目前長(cháng)江中下游地區化工廠(chǎng)數量較多,每個(gè)化工H,02+Fe2+H+Fe+OH+H20(1)廠(chǎng)都有污水產(chǎn)生,因此污水處理對于長(cháng)江水源的保護EF法反應還原溶解氧生成H2O2,如離子反應式有著(zhù)重要的作用。由于化工廢水大多數具有高毒性,(2)、(3)所示,反應得到的HO2繼續與Fe2發(fā)生很難被傳統方法直接處理,所以需要進(jìn)行預處理。芬頓反應,可以產(chǎn)生OH。Fenton作為一種很好的預處理方式,對于提高廢水的O2+2H+2e→H2O(2)可生化性有著(zhù)很好的作用,本文就對 Fenton處理廢水Fe3+e→Fe2。進(jìn)行淺談2電芬頓技術(shù)在化工廢水處理中的分析和發(fā)展1 Fenton的原理目前EF法研究方向的分析包括:協(xié)同氧化技術(shù)芬頓反應一般都是在酸性條件下進(jìn)行,反應的最對電極材料的研制;催化劑的分析;電解池的結構佳pH值條件是pH值為2-4開(kāi)發(fā)。芬頓反應是由Fe2和HAO2之間的催化氧化反應,21EF協(xié)同氧化技術(shù)催化生成羥基自由基(OH),反應過(guò)程中的Fe2是目前發(fā)展較好的是應用電和光協(xié)同反應。發(fā)展方作為反應的催化劑,與HO2經(jīng)過(guò)反應產(chǎn)生羥基自由向可以把電流和紫外光外加在傳統 Fenton法的基礎上,經(jīng)過(guò)兩種反應作用加速反應,進(jìn)而達到去除污染收稿日期:2014-02-21和快速深度中國煤化工作者簡(jiǎn)介:魏玉江,1985年生,男,江蘇連云港人,2008年畢BarillasCNMHG對降解效果不同業(yè)于吉林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)駝環(huán)境工程專(zhuān)業(yè),在讀工程碩士,助的各種方法進(jìn)打σ,住阡遝方面得到的結論可理工程師。1722014年第3期魏玉江:芬頓的原理與應用2014年3月以看出來(lái),PEF法對于TOC的去除率要大于其它方變化規律、三維電極反應器內的粒子電極電位分布和法。主要原因是加入了可以使EF氧化加速的照射和顆粒的物理化學(xué)性質(zhì)、有機物降解等規律有必要進(jìn)行紫外光,使整個(gè)反應過(guò)程中的中間產(chǎn)物可以降解,可分析得出結論。以使污染物完全礦化為CO2,從而縮短反應時(shí)間并且目前較為常見(jiàn)的是一體式陰陽(yáng)極電解系統大量應減少消耗H2O2的量。最近在EF系統中引入超聲波用于分析中的電解池?；虻入x子的技術(shù)也出現在研究中。這兩種技術(shù)都能使H2O2的產(chǎn)量及水體中污染物的降解效率有所提高。3EF技術(shù)在廢水處理中的展望22電極材料從反應機理方面來(lái)看,分析者們對于芬頓反應的電極材料的分析一直都是電化學(xué)氧化的熱點(diǎn),比基本原理有共識,可是有機物的EF降解原理很復雜,如陰極材料的分析常見(jiàn)的有:碳-PTFE、多孔石墨、主要有復雜的催化原理以及電化學(xué)原理等多種機理活性炭纖維(ACF)等。陽(yáng)極材料分析常見(jiàn)的是在認清其降解機理是EF法技術(shù)是實(shí)際用化突破的第對Pt和涂布硼砂的金剛碳或其它氧電位較高的惰性步。材料為主。分析陰電極時(shí),由于吸附催化性能較好的石墨結語(yǔ)石墨-PTFE電極得到廣泛應用叫。聚吡咯導電聚合物通過(guò) Fenton處理過(guò)的廢水,其可生化性得到了很的電極,提升HO2的生成量可以在pH為中性條件下大提高,同時(shí),不同的 Fenton處理方法對于廢水處理實(shí)現。乙酰殼多糖絡(luò )合鐵因為穩定性和催化性較好,有著(zhù)各種不同的作用。研究出其各種不同芬頓方法的可以作為一種新穎的夾層電極,同時(shí)可以實(shí)現重復使反應機理和過(guò)程是研究的重點(diǎn),對于廢水處理有著(zhù)重用。此外納米材料在EF系統中的電極也有應用。要的作用23其余類(lèi)型催化劑的分析參考文獻:按照正常情況分析,過(guò)渡金屬可能具有較高催化[1]王代芝,周珊,葉雙鳳,等電- -Fenton法處理間甲基苯酚廢性能,包括Mn、V和部分過(guò)渡金屬氧化物,整個(gè)反水[門(mén)]江蘇化工,2005(3):42-45應過(guò)程容易得到再生,比較于Fe2’,代替催化劑本身[2] Neyens E, Bacyens JA review of classic Fentons peroxi-具有較好的催化效果。比較催化劑Fe2和Mn2得出dation as advanced oxidation echnique[J]Journal of Haz結論,初期Fe2的降解效果好,但在后期情況卻相ardous Material, 2003(B98): 25-28.反同。主要是由于Mn更易轉化為Mm2的原因,從而3]文軍微波場(chǎng)強化 Fenton反應[D]廣州:華南理工大學(xué),保證后期大量的·OH從水溶液中產(chǎn)生。相似的情況例如Cu+Cu2體系相比較于FeFe體系的降解有機物4]雷樂(lè )威,何峰均相 Fenton氧化降解苯酚廢水的反應機能力更高效,礦化速率更快且耗電量更高。理探討[J化工學(xué)報,2003(1):1592-1597所以在對HO2具有催化作用的Fe以外,其余[5]陳勝兵,何少華,賚金生,等 Fenton試劑的氧化作用機理及其應用[J環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2004(3):105-107均相金屬離子如Fe、Cn2、Mn2、Co2等均能與鐵6] Sanchez-Sanchez,cM. Goethite as a more effective iron粉、石墨以及鐵錳的氧化礦物同樣具有相似的功能。dosage source for mineralization of organic pollutants by24電解池結構分析electro-Fenton process [J ].Electrochemistry Communications從目前對于 Fenton研究的總體分析來(lái)看,國內外2007,91):19-24對微電極產(chǎn)·OH的分析還很不透徹。對電場(chǎng)分布和(責任編輯:趙春梅)心心·.心心心心心·4∞心·心·∞·心··心··∞····心·心·心心心·(上接136頁(yè))壁,從而延長(cháng)了石灰窯的使用時(shí)間,增加了麥爾茲石參考文獻:灰窯的使用率和有效率。[1]劉海石,曹玉軍,姚克雷,等.160kA中間下料預焙槽生產(chǎn)技術(shù)條件的優(yōu)化[J]輕金屬,2001(01):23-354結語(yǔ)[2]弗蘭茨·司得勒,劉滿(mǎn)春麥爾茲 MAERZ雙筒并流蓄熱式麥爾茲石灰窯在中國大部分鋼鐵廠(chǎng)已經(jīng)應用了石灰窯與細粒石灰窯技術(shù)[J]耐火與石灰,2007(01):34-段時(shí)間,為了緊跟發(fā)達國家的鋼鐵工藝,其燒制石灰的工藝也在不斷地改進(jìn),本文介紹的這幾種改進(jìn)工[3]胡學(xué)瓊,中國煤化工為替代然料用子石灰窯煅藝,能夠不斷提高麥爾茲石灰窯燒制石灰的質(zhì)量,對CNMHG: 34-39中國的冶煉行業(yè)有一定的促進(jìn)作用(責任編輯:高志鳳)