芬顿强氧化法处理废水方程式

『壹』 废水处理工艺-芬顿详解

芬顿氧化法可作为废水生化处理前的预处理工艺，也可作为废水生化处理后的深度处理工艺。该方法主要适用于含难降解有机物废水的处理，如造纸工业废水、煤化工业废水、石油化工废水、精细化工废水、发酵工业废水、垃圾渗滤液等废水，以及对工业园区集中废水处理厂等废水的处理。

芬顿反应原理

1893年，化学家Fenton发现，过氧化氢(H2O2)与二价铁离子的混合溶液具有强氧化性，可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酷类氧化为无机态，氧化效果十分显著。但此后半个多世纪中，这种氧化性试剂却因为氧化性极强而没有太被重视。

进入20世纪70年代，芬顿试剂在环境化学领域中找到了它应有的位置。芬顿试剂具有去除难降解有机污染物的功能，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中得到了广泛应用。当年，芬顿发现该试剂时，并不清楚过氧化氢与二价铁离子反应到底生成了何种氧化剂，只知道该氧化剂具有很强的氧化能力。二十多年后，有人假设可能反应中产生了羟基自由基，否则氧化性不会有如此强。因此，人们采用了一个领域内较广泛使用的化学反应方程式来描述芬顿试剂中发生的化学反应：

Fe2+ + H2O2 → Fe3++ OH· +OH

芬顿氧化法是在酸性条件下，其H2O2在Fe2＋存在下生成强氧化能力的羟基自由基OH·，并引发更多其他活性氧，以实现对有机物的降解，其氧化过程为链式反应。其中以OH产生作为链的开始，而其他活性氧和反应中间体构成了链的节点，各活性氧被消耗，反应链终止。其反应机理较为复杂，这些活性氧仅供有机分子并使其转化为CO2 和H20等无机物，从而使Fenton 氧化法成为重要的高级氧化技术之一。

芬顿塔结构图

进水水质要求

01，芬顿氧化法进水应符合以下条件

（1）在酸性条件下易产生有毒有害气体的污染物（如硫离子、氰根离子等）不应进入芬顿氧化工艺单元；

（2）进水中悬浮物含量宜＜200mg/ L；

（3）应控制进水中 Cl-、H2PO3-、HC03-、油类和其他影响芬顿氧化反应的无机离子或污染物浓度，其限制浓度应根据试验结果确定。

02，芬顿氧化法进水不符合条件时

应根据进水水质采取相应的预处理措施：

（1）芬顿氧化法用于生化处理预处理时，可设置粗、细格栅、沉砂池、沉淀池或混凝沉淀池，去除漂浮物、砂砾和悬浮物等易去除污染物；芬顿氧化法用于废水深度处理时，宜设置混凝沉淀或过滤工序进行预处理；

（2）进水中溶解性磷酸盐浓度过高时，宜投加熟石灰，通过混凝沉淀去除部分溶解性磷酸盐；

（3）进水中含油类时，宜设置隔油池除油；

（4）进水中含硫离子时，应采取化学沉淀或化学氧化法去除；进水中含氰离子时，应采取化学氧化法去除；

（5）进水中含有其他影响芬顿氧化反应的物质时，应根据水质采取相应的去除措施，以消除对芬顿氧化反应的影响。芬顿氧化法用于生化处理的预处理时，若进水水质水量变化较大，芬顿氧化工艺前应设置调节池。芬顿的影响因素

温度

温度是芬顿反应的重要影响因素之一。一般化学反应随着温度的升高会加快反应速度，芬顿反应也不例外，温度升高会加快OH·的生成速度，有助于OH·与有机物反应，提高氧化效果和COD的去除率。但对于芬顿试剂这样复杂的反应体系来说，温度升高不仅会加速正反应的进行，也加速副反应，同时会加速H2O2的分解，而分解得到的02和H20，不利于OH·的生成。不同种类工业废水中的芬顿反应，其适合的温度，也存在一定差异。处理聚丙烯酰胺水溶液时，温度应控制在30℃至50℃；洗胶废水处理时温度为85℃；处理三氯（苯）酚时，当温度低于60℃时， 有助于反应的进行，当高于60℃时，则不利于反应。

pH值

一般来说，芬顿试剂是在酸性条件下发生反应的，在中性和碱性的环境中，Fe2＋不能催化氧化H202 产生OH·，而且会产生氢氧化铁沉淀，从而失去催化能力；当溶液中的H＋浓度过高，Fe3＋不能顺利的被还原为Fe2+ ，催化反应受阻。多项研究结果表明芬顿试剂在酸性条件下，特别是pH在3—5 时氧化能力很强，此时有机物降解速率快，能够在短短几分钟内降解，有机物的反应速率常数正比于Fe2＋和过氧化氢的初始浓度。因此，在工程上采用芬顿工艺时，建议将废水调节到2—4，理论上pH值在3—5时为最佳。

有机物

对不同种类的废水，芬顿试剂的投加量、氧化效果是不同的。因为不同类型的废水中，其有机物的种类是不同的。对于醇类（甘油）及糖类等碳水化合物，在羟基自由基作用下，分子发生脱氢反应，然后产生C-C键的断链；对于大分子的糖类，羟基自由基使糖分子链中的糖苷键发生断裂，降解生成小分子物质；对于水溶性的高分子及乙烯化合物，羟基自由基使得C-C键断裂；并且羟基自由基可以使得芳香族化合物开环，形成脂肪类化合物，从而消除降低该种类废水的生物毒性，改善其可生化性。

针对染料类，羟基自由基可以打开染料中官能团的不饱和键，使染料氧化分解，达到脱色和降低COD的目的。用芬顿试剂降解壳聚糖的实验表明，当介质pH值在3—5时，聚糖、H202及催化剂的摩尔比在240：1—2 或24：1—2时，芬顿反应可以使壳聚糖分子链中的糖苷键发生断裂，从而生成小分子的产物。

过氧化氢与催化剂投加量

芬顿工艺在处理废水时需要判断药剂投加量及经济性。H202的投加量大，废水COD 的去除率会有所提高，但是当H202投加量增加到一定程度后，COD的去除率会慢慢下降。因为在芬顿反应中，H202投加量增加，OH·的产量就会随之增加，而COD的去除率会相应降低。但是当H2O2的浓度过高时，双氧水会发生分解，并不产生羟基自由基。

催化剂的投加量也有与双氧水投加量相同的情况。一般情况下，增加Fe2＋的用量，废水COD的去除率会增大，当Fe2＋增加到一定程度后，COD的去除率开始下降。这是因为当Fe2＋浓度较低时，随着Fe2＋浓度升高，H202 产生的OH·会增加；但当Fe2+的浓度过高时，也会导致H2O2发生无效分解，释放出02。

『贰』 处理污水中cod，用的是亚铁双氧水芬顿氧化，请问有

Feton试剂是亚铁离子和过氧化氢的组合，Feton试剂氧化是一种高级化学氧化法，常用于废水的回高级处理，以答去除COD、色度和泡沫等。Feton试剂氧化原理是利用亚铁离子作为过氧化氢的催化剂，在酸性条件下，反应过程中产生氢氧自由基(·OH)，反应式为：Fe2++H2O2--+Fe3 +OH一+ ·OH 此反应很快，·OH的氧化电位仅低于氟，可氧化大部分的有机物。

『叁』 芬顿试剂 使用方法

芬顿药剂的使用方法：
先确定好芬顿硫酸亚铁与双氧水投加顺序，再根据废水性质计算出芬顿试剂的投加

量，比如除COD，如果芬顿体系中如果氧化性物质多,那么硫酸亚铁的比例就要大一些，如果还原性物质多双氧水就要多一点，一般有机物体现为还原性，所以若是除COD的话，按照需要氧化200ppm的COD计算，可依照以下计算公式：双氧水与硫酸亚铁的质量比为1:2，加亚铁前保证处理反应器中的pH值在3.5~4.0，加入1400ppm的亚铁，再加入700ppm的双氧水，反应40min左右。通常按质量浓度双氧水：COD=1:1，摩尔浓度Fe2+：H2O2=1:3换算即可，具体根据污染物浓度进行正交实验来确定。
芬顿药剂主要组成包括硫酸亚铁与双氧水，这两种药剂也常被单独用于废水处理中，
硫酸亚铁主要作为还原剂、混凝剂使用，而双氧水则作为强氧化剂使用。硫酸亚铁中2价铁离子与双氧水（H2O2)的强氧化还用作用生成羟基自由基的过程。两者组合技术则为高级强氧化技术。
芬顿试剂的应用
芬顿试剂法是通过硫酸亚铁与双氧水相结合的一种深度处理工艺，利用硫酸亚铁和双氧水的强氧化还原性，生成反应强氧化性的羟基自由基，与难降解的有机物生成自由基，在化工废水中普遍应用，在电镀废水处理中最为广泛。芬顿法反应化学方程式可以将许多高污物，如高cod，高磷，高氨氮与色度得以有效降解。

『肆』 芬顿工艺详解

芬顿氧化法是一种广泛应用的废水处理技术，它既可以作为预处理工艺，也可作为深度处理手段，特别适用于含有难降解有机物的废水，如造纸、煤化、石化、精细化工、发酵废水以及工业园区废水等。

芬顿反应的核心原理源于1893年Fenton的发现，过氧化氢与二价铁离子混合会产生强氧化性的羟基自由基（OH·），能有效氧化各种有机化合物。尽管早期因氧化性强而未被广泛关注，但在70年代，它在环境化学领域找到了价值，能有效处理如染料废水、含油废水等。具体反应过程可用化学方程式Fe2++H2O2→Fe3++OH·+OH来描述，其在酸性环境中通过链式反应降解有机物，转化为无机物。

进水水质对芬顿氧化法至关重要，应避免含有易产生有害气体的硫离子和氰根离子，悬浮物含量需小于200mg/L。若水质不符合要求，需进行预处理，如设置格栅、沉淀池等去除杂质，或根据水质特点调整，如投加熟石灰处理磷酸盐、设置隔油池处理油类等。

温度和pH值对芬顿反应影响显著。温度一般在30℃至85℃之间，pH值控制在3-5时，氧化效果最佳。有机物种类和含量也影响芬顿试剂的使用，如醇类、糖类、染料等在羟基自由基作用下会发生不同类型的降解。双氧水和催化剂的投加量需适度，过多可能导致分解失效，影响氧化效率。

『伍』 芬顿（fenton）反应原理

原理：

H2O2在Fe2+存在下生成强氧化能力的羟基自由基(·OH，并引发更多的其他活性氧，以实现对有机物的降解，其氧化过程为链式反应。

其中以·OH产生为链的开始，而其他活性氧和反应中间体构成了链的节点，各活性氧被消耗，反应链终止。

其反应机理较为复杂，这些活性氧仅供有机分子并使其矿化为CO2和H2O等无机物。从而使Fenton氧化法成为重要的高级氧化技术之一。

(5)芬顿强氧化法处理废水方程式扩展阅读

芬顿反应的作用：

1、处理染料中间体废水：染料中间体废水中常含有大量的蒽醌、萘、苯的各种取代基衍生物，具有COD高、色度高等特点，是目前较难处理的工业废水之一。用芬顿试剂处理此类废水的研究也在陆续开展。

2、处理农药废水：农药废水是一种难治理的有机化工废水，具有COD高、毒性大、难生物降解等特点。近来针对这点，出现了一些用Fenton法进行处理的研究。

3、处理焦化废水：炼焦废水含有数十种无机和有机化合物，包括氨氮、硫氰化物、硫化物、氰化物、酚、苯胺、苯并芘等，其中一些是高致癌物，属于高污染难治理的工业废水。

参考资料来源：网络-芬顿法