​Fenton法及其联合技术

Fenton法，从广义上说是利用催化剂或光辐射、或电化学作用通过H₂O₂产生羟基自由基(•OH)处理有机物的技术。

1  传统Fenton法

Fenton试剂的实质是二价铁离子(Fe²⁺)和过氧化氢之间的链反应催化生成•OH，•OH具有较强的氧化能力，其氧化电位仅次于氟高达2.80eV。另外，羟基自由基具有很强的加成反应特性，因而Fenton试剂可无选择氧化水中的大多数有机物，特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以凑效的有机废水的氧化处理。

除此之外，Fenton试剂具有絮凝/沉淀功能，是Fenton试剂降解CODcr的重要组成部分。利用Fenton试剂处理废水所取得的处理效果，并不是单纯的因为羟基自由基的作用，这种絮凝/沉降功能同样起到了重要的作用。

传统Fenton法在黑暗中就能力破坏有机物，具有设备投资省的优点，但其存在两个致命的缺点：一是不能充分矿化有机物，初始物质部分转化为某些中间产物，这些中间产或与Fe³⁺形成络合物，或与•OH的生成路线发生竞争，并可能对环境造成的更大危害；二是H₂O₂的利用率不高，致使处理成本很高。

2  Photo-Fento法

2.1  UV/Fenton法

把光引进Fenton试剂可以克服普通Fenton试剂的缺点，也称为光助Fenton法，UV/Fenton法，但并不是普通Fenton与UV/H₂O₂简单的复合：

（1）Fe³⁺和Fe²⁺能保持良好的循环反应，提高了传统Fenton试剂的效率；

（2）紫外光和Fe²⁺对H₂O₂催化分解存在协同效应，这主要是由于铁的某些羟基络合物可发生光敏化反应生成•OH所致；

（3）使有机物矿化程度更充分；

（4）有机物在紫外线作用下可部分降解；但UV/Fenton法只适宜于处理中低浓度的有机废水，反应装置复杂，处理费用高。

2.2  UV-vis/H₂O₂/草酸铁络合物法

草酸盐和柠檬酸盐引入Photo-Fenton反应体系，水中Fe (Ⅲ)的草酸盐和柠檬酸盐具有很高的光化学活性，可有效提高Photo-Fenton反应体系对紫外线利用效果和有机物的降解效率。一般说来，pH值在3～4.9时，草酸铁络合物效果好；pH值在4.0～8.0时，Fe(Ⅲ)柠檬酸盐络合物的效果好。但因前者具有含Fe³⁺的其他络合物所不具备的光谱特性，所以UV-vis/H₂O₂/草酸铁络合物法更具发展前景。

UV-vis/H₂O₂/草酸铁络合物法与UV/Fenton法相比优越性主要表现在：

（1）具有极高的利用紫外线和可见光的能力，可处理高浓度有机废水；

（2）羟基自由基•OH的产生速率高，节约H₂O₂用量。但对可见光的利用能力不是很强。

3  电-Fenton

该法综合了电化学过程和Fenton氧化过程，充分利用了二者的氧化能力。电Fenton技术相对与传统Fenton具有如下优点：

（1）自动产生H₂O₂的机制较完善；

（2）喷洒在阴极上的氧气或空气可提高反应溶液的混和作用；

（3）Fe²⁺可由阴极再生，污泥常量少；

（4）有机物降解因素多，羟基自由基•OH的间接氧化，阳极的直接氧化，电混凝和电絮凝。

4  Fenton法和其它方法联合

Fenton试剂对难生物降解废水、有毒废水、和生物抑制性废水有着稳定、有效的去除功能，如单独使用则处理费用往往会很高，如果将Fenton法与其他处理方法(如生物法、混凝法等)联用，则可以降低废水处理成本，提高处理效率。

4.1  Fenton试剂+生物法

目前Fenton试剂最常用的是与生物处理方法联用，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：

（1）难生物降解废水；

（2）含有少量难生物降解有机物可生化废水；

（3）抑制性废水；

（4）污染物的生物降解中间产物具有抑制性废水。

4.2  Fenton+超声波

超声化学的主要作用原理是超声作用下液体的声空化即液体中的气泡在超声作用下在极短的时间内崩溃，在空化泡崩溃的瞬间，会在其周围极小空间范围内产生出高温和高压，高温度变化率，这些极端环境足以将泡内气体和液体交界面的介质加热分解为强氧化性的物质如•O，•OH，•HO₂等，从而促进有机物的“水相燃烧”反应。超声波处理和Fenton试剂强化双低频超声波氧化技术都具有明显的协同效应。

4.3  Fenton试剂+混凝法

低剂量Fenton氧化－混凝法特别适合处理成分复杂的染料废水，废水处理后CODcr和色度去除率分别可以达84％和95％，且成本低，操作简便。 CODcr采用Fenton试剂进行预氧化处理，可以大大提高后续混凝处理的处理效果，该两段工艺对含活性染料废水具有很好的脱色和CODcr去除效果。

4.4  Fenton试剂+活性炭

活性炭作为优良的吸附剂广泛用于水处理。在废水处理中，活性炭吸附一般只适用浓度较低的废水和深度废水处理。对水中存在的小分子有机物有较好的吸附效果。但对于一些废水中存在大分子却不能适用。Fenton试剂+活性炭法可以很有效的去除水中有机物：Fenton试剂摧毁大分子有机物变成小分子有机物，然后活性炭吸附。