Fenton氧化技術(shù)是高級氧化技術(shù)中的一種，同樣是以產(chǎn)生氧化性極強的羥基自由基(OH·)為目的，利用羥基自由基(OH·)對反應底物選擇性低、反應時(shí)間迅速、對有機物能夠徹底礦化的特點(diǎn)去除難降解有機物。

　　1、Fenton氧化技術(shù)分類(lèi)

　　根據氧化過(guò)程中產(chǎn)生羥基自由基(OH·)方式的不同，可以將Fenton氧化技術(shù)分為三類(lèi)。

　　1.1 Fenton試劑反應

　　Fenton試劑及H2O2/Fe2+，其中Fe2+為產(chǎn)生羥基自由基(OH·)的催化劑，具體反應如式(1)所示。

　　該反應一般在酸性條件下進(jìn)行，出水的pH值較低，需要回調pH值后才能排放，該法的一個(gè)缺點(diǎn)是在回調pH過(guò)程中容易產(chǎn)生大量鐵泥。

　　1.2 光Fenton法

　　為了提高羥基自由基(OH·)的產(chǎn)率引入光催化，常見(jiàn)的光催化為UV(紫外線(xiàn))、可見(jiàn)光等。

　　1.3 電Fenton法

　　電Fenton法的本質(zhì)是利用電化學(xué)反應產(chǎn)生的Fe2+和H2O2作為Fenton試劑原料的來(lái)源。

　　2、氧化技術(shù)在難降解工業(yè)廢水中的應用

　　2.1 焦化廢水

　　焦化廢水一般排放量較大，污染物成分復雜多變，含有酚類(lèi)化合物、氰化物、多環(huán)芳香烴化合物等常規處理工藝難以降解的有機物。采用生化法處理時(shí)，由于焦化廢水中含有有毒物質(zhì)較多，常常會(huì )對生化池中的微生物造成威脅，因此出水水質(zhì)很難達標，若將其排放到水環(huán)境中會(huì )對水生物造成毀滅性危害。

　　難降解廢水經(jīng)過(guò)傳統的Fenton法處理后，人們需要對其pH進(jìn)行調節，之后才能排放。其間會(huì )產(chǎn)生大量的含鐵污泥，造成資源浪費，也大大提高了廢水處理成本。磁納米Fenton法是對傳統Fenton法的改進(jìn)，用磁納米Fe3O4作為二價(jià)鐵離子的供體。針對傳統方法處理焦化廢水出水水質(zhì)不達標的現象，楊樂(lè )等采用改進(jìn)后的磁納米Fenton法與傳統的Fenton法處理遼寧省本溪市某鋼鐵廠(chǎng)生化池的廢水，并分析對比了兩種方法去除效果及適用性。

　　試驗結果表明，采用磁納米Fenton法時(shí)，磁納米投加量為0.5g/L，30%的雙氧水投量為1.0mL/L，對廢水經(jīng)過(guò)2h處理后，最優(yōu)pH值在2.5時(shí)對焦化廢水的COD(化學(xué)需氧量)、揮發(fā)性酚類(lèi)有機物的去除效率達到最大，分別為80%、99%。同時(shí)，楊樂(lè )等考察了在最優(yōu)pH條件下，不同雙氧水投加量對COD和揮發(fā)性酚類(lèi)有機物去除效果的影響。隨著(zhù)雙氧水投加量的增加，揮發(fā)性酚類(lèi)有機物的去除效率逐漸增大并趨于穩定，當雙氧水的投加量在1.0mL/L以上時(shí)，其去除率高達99%，而COD的去除率隨雙氧水投加量的增加會(huì )出現一個(gè)極值。不同磁納米催化劑的投加量對COD和揮發(fā)性酚類(lèi)有機物的去除效果具有相似的規律性，隨著(zhù)催化劑的增加，去除效率逐漸趨于穩定。與傳統Fenton法相比，磁納米Fenton法具有投藥量少、產(chǎn)生剩余污泥量小、資源可回收的優(yōu)點(diǎn)，顯示出了良好的經(jīng)濟效益。

　　2.2 酒精廢水

　　酒精廢水經(jīng)過(guò)常規的厭氧好氧處理后，COD出水仍然高達6000mg/L，難以達到尾水處理水質(zhì)標準。周小波等采用Fenton氧化法對某酒精廠(chǎng)生化處理后的廢水進(jìn)行處理。研究結果表明，pH值越低，COD的去除率越高，當pH值小于3.5時(shí)，出水COD值小于550mg/L，COD去除率超過(guò)30%。Fenton試劑的投加量對廢水的pH值有一定影響，雙氧水的投加量固定為600mg/L時(shí)，pH值隨著(zhù)硫酸亞鐵鹽投加量的增加而減小，當固定硫酸亞鐵鹽的投加量為350mg/L時(shí)，雙氧水的投加量與廢水pH值的變化沒(méi)有影響。當硫酸亞鐵鹽的投加量為450mg/L時(shí)，雙氧水的投加量為300mg/L時(shí)，出水的COD可降至250mg/L。出水色譜質(zhì)譜分析結果表明，傳統的厭氧好氧生物處理后的酒精廢水以脂肪烴和醇類(lèi)等大分子有機物為主，所占總化合物質(zhì)量百分比為45%、29%。而Fenton氧化出水后的有機物以醇類(lèi)、醛類(lèi)等小分子有機物為主，所占總化合物質(zhì)量百分比為70%、11%。因此，Fenton氧化技術(shù)在處理酒精廢水時(shí)具有明顯的優(yōu)勢。

　　2.3 印染廢水

　　染料廢水的成分日趨復雜。印染行業(yè)每天都排放大量的廢水，全國印染廢水排放量高達30～40萬(wàn)t/d。印染廢水具有高色度、高有機物、pH變化大、生化需氧量(BOD)高、固體懸浮物(SS)含量大等特點(diǎn)，如表1所示，它屬于難降解工業(yè)廢水，常規的物理吸附法、化學(xué)、混凝、電解等以及生物處理法很難對其處理達標。

　　傳統的Fenton氧化技術(shù)所產(chǎn)生的羥基自由基效率較低，為了提高羥基自由基的產(chǎn)率以及廢水中難降解物質(zhì)的去除效果，該技術(shù)常與其他技術(shù)進(jìn)行耦合使用。王玉番等采用超聲、紫外技術(shù)與傳統的Fenton氧化技術(shù)進(jìn)行耦合，用US/UV-Fenton技術(shù)對模擬印染廢水與實(shí)際印染廢水進(jìn)行處理。亞甲基藍模擬印染廢水去除試驗結果表明，在色度去除以及COD去除方面，US/UV-Fenton技術(shù)的去除效率均高于傳統的Fenton技術(shù)，US/UV-Fenton技術(shù)對色度以及COD的去除率分別為92%、75%，而傳統的Fenton技術(shù)對色度以及COD的去除率分別為80%、60%;US/UV-Fenton技術(shù)在pH值為3時(shí)對色度和COD的去除效果最好，對色度以及COD的去除率分別為98%、83%，而傳統的Fenton技術(shù)在不同的pH值去除效率均低于US/UV-Fenton技術(shù)。實(shí)際生產(chǎn)中，US/UVFenton技術(shù)可以作為預處理工藝與深度處理工藝。在印染廢水預處理工藝中，最優(yōu)反應條件下，可以實(shí)現對COD、TOC(總有機碳)的去除，去除率分別高達87%、71%，廢水的可生化性在一定程度上得到提高，從原廢水的0.315提高至0.497，為后續的生物單元提供了可生化性條件。作為印染廢水的深度處理工藝時(shí)，最優(yōu)工藝參數條件下，其對COD、TOC的去除率可達74%、65%。

　　2.4 制藥廢水

　　運用傳統的生物法處理制藥廢水時(shí)，微生物很難存活。由于Fenton氧化技術(shù)對反應底物沒(méi)有選擇性、反應速率迅速，因此Fenton氧化技術(shù)是處理制藥廢水的一種有效方法。

　　土霉素是一種常見(jiàn)的藥劑，其生產(chǎn)廢水中含有發(fā)酵絲菌、蛋白質(zhì)、抗生素等污染成分。針對土霉素醫藥廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，翁宏定設計了一個(gè)有機玻璃Fenton反應器，用于處理某土霉素制藥廠(chǎng)生產(chǎn)廢水，并研究了雙氧水投加量、反應時(shí)間、二價(jià)鐵離子與出水處理效果的關(guān)系。試驗結果表明，COD的去除效率隨雙氧水投加量的增加先升高后降低，當雙氧水的投加量為3.5mg/L時(shí)，COD的去除效率為88%，可生化性指標B/C的變化趨勢與COD的去除效率變化趨勢一致，最佳的雙氧水投加量為3.5mg/L;COD去除效率與可生化性指標B/C的變化與反應時(shí)間有關(guān)，都隨著(zhù)反應時(shí)間的增加先升高后趨于穩定，都在反應時(shí)間為2h時(shí)達到穩定，COD去除效率與可生化性指標B/C分別為88%、0.45;COD的去除效率隨二價(jià)鐵離子的增加而增大，當二價(jià)鐵離子的投加量大于40mg/L時(shí)，COD的去除效率在80%以上。

　　2.5 農藥廢水

　　有機氯農藥廢水中含有大量的芳香族化合物，該類(lèi)化合物極易溶于水，具有很高的穩定性，B/C<0.3，可生化性較低。目前，處理該類(lèi)廢水仍采用物化法與生物法，但是生物處理系統的效率非常低，出水水質(zhì)較差。

　用Fenton氧化法處理某農藥廠(chǎng)排放的有機氯廢水，研究了水樣pH值、H2O2投加量、Fe2+投加量、反應溫度、反應時(shí)間以及Fenton試劑投加方式對處理效率的影響，并討論了Fenton氧化法對廢水可生化性的影響。試驗確定了處理有機氯農藥廢水的最佳工況：pH=2.0、反應時(shí)間T=90min、H2O2/Fe2+=80、廢水的溫度為25℃時(shí)，COD和色度的去除效率最高，分別為48%、85%。

　　3、結論

　　Fenton氧化技術(shù)是一種處理難降解工業(yè)廢水的有效方法，在實(shí)際工程案例中也顯出了巨大的優(yōu)點(diǎn)，但是實(shí)際運行推廣中仍存在以下問(wèn)題。一是對設備要求高。由于Fenton氧化技術(shù)反應條件極為苛刻，通常條件下在酸性環(huán)境中進(jìn)行，因此其對設備的耐酸性要求很高。二是運行成本高。反應條件復雜，直接導致出水成本的增加。三是易造成二次污染。Fenton氧化反應過(guò)程中產(chǎn)生大量的Fe3+離子，使出水的色度升高。Fenton氧化技術(shù)在今后的難降解工業(yè)廢水處理領(lǐng)域仍具有很大的市場(chǎng)空間，人們應開(kāi)發(fā)廉價(jià)的催化劑，研發(fā)高性能設備，使其得到廣泛推廣和應用。