芬頓氧化法處理苯胺廢水

① 廢水處理工藝-芬頓詳解

芬頓氧化法可作為廢水生化處理前的預處理工藝，也可作為廢水生化處理後的深度處理工藝。該方法主要適用於含難降解有機物廢水的處理，如造紙工業廢水、煤化工業廢水、石油化工廢水、精細化工廢水、發酵工業廢水、垃圾滲濾液等廢水，以及對工業園區集中廢水處理廠等廢水的處理。

芬頓反應原理

1893年，化學家Fenton發現，過氧化氫(H2O2)與二價鐵離子的混合溶液具有強氧化性，可以將當時很多已知的有機化合物如羧酸、醇、酷類氧化為無機態，氧化效果十分顯著。但此後半個多世紀中，這種氧化性試劑卻因為氧化性極強而沒有太被重視。

進入20世紀70年代，芬頓試劑在環境化學領域中找到了它應有的位置。芬頓試劑具有去除難降解有機污染物的功能，在印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水、含硝基苯廢水、二苯胺廢水等廢水處理中得到了廣泛應用。當年，芬頓發現該試劑時，並不清楚過氧化氫與二價鐵離子反應到底生成了何種氧化劑，只知道該氧化劑具有很強的氧化能力。二十多年後，有人假設可能反應中產生了羥基自由基，否則氧化性不會有如此強。因此，人們採用了一個領域內較廣泛使用的化學反應方程式來描述芬頓試劑中發生的化學反應：

Fe2+ + H2O2 → Fe3++ OH· +OH

芬頓氧化法是在酸性條件下，其H2O2在Fe2＋存在下生成強氧化能力的羥基自由基OH·，並引發更多其他活性氧，以實現對有機物的降解，其氧化過程為鏈式反應。其中以OH產生作為鏈的開始，而其他活性氧和反應中間體構成了鏈的節點，各活性氧被消耗，反應鏈終止。其反應機理較為復雜，這些活性氧僅供有機分子並使其轉化為CO2 和H20等無機物，從而使Fenton 氧化法成為重要的高級氧化技術之一。

芬頓塔結構圖

進水水質要求

01，芬頓氧化法進水應符合以下條件

（1）在酸性條件下易產生有毒有害氣體的污染物（如硫離子、氰根離子等）不應進入芬頓氧化工藝單元；

（2）進水中懸浮物含量宜＜200mg/ L；

（3）應控制進水中 Cl-、H2PO3-、HC03-、油類和其他影響芬頓氧化反應的無機離子或污染物濃度，其限制濃度應根據試驗結果確定。

02，芬頓氧化法進水不符合條件時

應根據進水水質採取相應的預處理措施：

（1）芬頓氧化法用於生化處理預處理時，可設置粗、細格柵、沉砂池、沉澱池或混凝沉澱池，去除漂浮物、砂礫和懸浮物等易去除污染物；芬頓氧化法用於廢水深度處理時，宜設置混凝沉澱或過濾工序進行預處理；

（2）進水中溶解性磷酸鹽濃度過高時，宜投加熟石灰，通過混凝沉澱去除部分溶解性磷酸鹽；

（3）進水中含油類時，宜設置隔油池除油；

（4）進水中含硫離子時，應採取化學沉澱或化學氧化法去除；進水中含氰離子時，應採取化學氧化法去除；

（5）進水中含有其他影響芬頓氧化反應的物質時，應根據水質採取相應的去除措施，以消除對芬頓氧化反應的影響。芬頓氧化法用於生化處理的預處理時，若進水水質水量變化較大，芬頓氧化工藝前應設置調節池。芬頓的影響因素

溫度

溫度是芬頓反應的重要影響因素之一。一般化學反應隨著溫度的升高會加快反應速度，芬頓反應也不例外，溫度升高會加快OH·的生成速度，有助於OH·與有機物反應，提高氧化效果和COD的去除率。但對於芬頓試劑這樣復雜的反應體系來說，溫度升高不僅會加速正反應的進行，也加速副反應，同時會加速H2O2的分解，而分解得到的02和H20，不利於OH·的生成。不同種類工業廢水中的芬頓反應，其適合的溫度，也存在一定差異。處理聚丙烯醯胺水溶液時，溫度應控制在30℃至50℃；洗膠廢水處理時溫度為85℃；處理三氯（苯）酚時，當溫度低於60℃時， 有助於反應的進行，當高於60℃時，則不利於反應。

pH值

一般來說，芬頓試劑是在酸性條件下發生反應的，在中性和鹼性的環境中，Fe2＋不能催化氧化H202 產生OH·，而且會產生氫氧化鐵沉澱，從而失去催化能力；當溶液中的H＋濃度過高，Fe3＋不能順利的被還原為Fe2+ ，催化反應受阻。多項研究結果表明芬頓試劑在酸性條件下，特別是pH在3—5 時氧化能力很強，此時有機物降解速率快，能夠在短短幾分鍾內降解，有機物的反應速率常數正比於Fe2＋和過氧化氫的初始濃度。因此，在工程上採用芬頓工藝時，建議將廢水調節到2—4，理論上pH值在3—5時為最佳。

有機物

對不同種類的廢水，芬頓試劑的投加量、氧化效果是不同的。因為不同類型的廢水中，其有機物的種類是不同的。對於醇類（甘油）及糖類等碳水化合物，在羥基自由基作用下，分子發生脫氫反應，然後產生C-C鍵的斷鏈；對於大分子的糖類，羥基自由基使糖分子鏈中的糖苷鍵發生斷裂，降解生成小分子物質；對於水溶性的高分子及乙烯化合物，羥基自由基使得C-C鍵斷裂；並且羥基自由基可以使得芳香族化合物開環，形成脂肪類化合物，從而消除降低該種類廢水的生物毒性，改善其可生化性。

針對染料類，羥基自由基可以打開染料中官能團的不飽和鍵，使染料氧化分解，達到脫色和降低COD的目的。用芬頓試劑降解殼聚糖的實驗表明，當介質pH值在3—5時，聚糖、H202及催化劑的摩爾比在240：1—2 或24：1—2時，芬頓反應可以使殼聚糖分子鏈中的糖苷鍵發生斷裂，從而生成小分子的產物。

過氧化氫與催化劑投加量

芬頓工藝在處理廢水時需要判斷葯劑投加量及經濟性。H202的投加量大，廢水COD 的去除率會有所提高，但是當H202投加量增加到一定程度後，COD的去除率會慢慢下降。因為在芬頓反應中，H202投加量增加，OH·的產量就會隨之增加，而COD的去除率會相應降低。但是當H2O2的濃度過高時，雙氧水會發生分解，並不產生羥基自由基。

催化劑的投加量也有與雙氧水投加量相同的情況。一般情況下，增加Fe2＋的用量，廢水COD的去除率會增大，當Fe2＋增加到一定程度後，COD的去除率開始下降。這是因為當Fe2＋濃度較低時，隨著Fe2＋濃度升高，H202 產生的OH·會增加；但當Fe2+的濃度過高時，也會導致H2O2發生無效分解，釋放出02。

② 芬頓反應原理

芬頓反應是一種高效的環境凈化技術，其核心原理是過氧化氫(H2O2)與二價鐵離子Fe2+的協同作用。當這兩種物質混合在溶液中時，它們能夠將諸如羧酸、醇、酯等常見的有機污染物轉化為無害的無機物質，從而有效地去除難降解的污染物。這種反應機制在廢水處理中展現出了強大的應用潛力，尤其在印染廢水的脫色、含油廢水的乳化物分解、含酚廢水的脫酚、焦化廢水的硝基苯去除、以及二苯胺廢水的處理等場景中，表現出顯著的效果，為環境保護提供了有力的工具。

芬頓反應因其出色的去污能力，已經成為眾多工業廢水處理方案中的首選，其在處理過程中能夠簡化工藝、降低能耗，對於提升廢水處理效率和減輕環境負擔具有重要意義。通過芬頓反應，我們能夠更有效地解決各類工業廢水中復雜的有機污染問題，向著實現綠色、可持續的環境管理目標邁進。

③ 芬頓反應芬頓反應

芬頓反應，以其發現者Fenton HJ的名字命名，是一種無機化學反應。1893年，Fenton HJ發現過氧化氫(H2O2)與二價鐵離子Fe的混合溶液具有極強的氧化性，能顯著地將羧酸、醇、酯類等有機化合物氧化為無機物。但在接下來的半個世紀里，由於氧化性過於強烈，這種氧化性試劑並未得到廣泛應用。然而，進入20世紀70年代，芬頓試劑在環境化學中找到了其獨特價值。具有高效去除難降解有機污染物能力的芬頓試劑，在印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水、含硝基苯廢水、二苯胺廢水等廢水處理中發揮了廣泛的應用。

起初，芬頓對芬頓試劑的反應機理了解有限，不清楚過氧化氫與二價鐵離子反應生成了何種氧化劑，具有如此強大的氧化能力。多年後，有人假設反應中可能產生了羥基自由基，否則氧化性不會如此顯著。因此，後來人們採用了一個較為廣泛引用的化學反應方程式來描述芬頓試劑中的化學反應，即Fe+H2O2→Fe+OH+ ·OH。此方程式表明，1摩爾的H2O2與1摩爾的Fe反應後生成1摩爾的Fe，同時伴隨生成1摩爾的OH和1摩爾的羥基自由基。正是羥基自由基的存在，賦予了芬頓試劑強大的氧化能力。在pH = 4的溶液中，羥基自由基的氧化電勢高達2.73 V，在自然界中僅次於氟氣，使得芬頓試劑能夠將持久性有機物，尤其是通常難以被氧化的芳香類化合物及一些雜環類化合物無選擇性地氧化降解。

1975年，美國著名環境化學家Walling C系統地研究了芬頓試劑中的自由基種類及Fe在芬頓試劑中的角色，並得出化學反應方程H2O2 + Fe→ Fe + O2 + 2H和O2 + Fe→ Fe + O2·。這些方程式表明，芬頓試劑除了產生1摩爾的OH·自由基外，還伴隨著生成1摩爾的過氧自由基O2·，但過氧自由基的氧化電勢較低，只有1.3 V左右。因此，在芬頓試劑中起主要氧化作用的是OH·自由基。

2009年，芬頓試劑和反應還進入了安徽省的高考題，以有機污染物濃度隨時間的變化曲線表現芬頓反應的降解速率受溶液溫度和pH影響的效果。這種開放性的問題設計不僅考查了化學反應速率，更強調了實驗探究思維、變數控制方法和科學視野拓展的需要。

④ 芬頓工藝原理

芬頓工藝原理：就是過氧化氫(H2O2)與二價鐵離子的混合溶液具有強氧化性，可以將當時很多已知的有機化合物如羧酸、醇、酯類氧化為無機態，氧化效果十分顯著。具有去除難降解有機污染物的高能力的芬頓試劑，在印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水、含硝基苯廢水、二苯胺廢水等廢水處理中體現了很廣泛的應用。

芬頓氧化法主要適用於含難降解有機物廢水的處理，如造紙工業廢水、染整工業廢水、煤化工廢水、石油化工廢水、精細化工廢水、發酵工業廢水、垃圾滲濾液等廢水及工業園區集中廢水處理廠廢水等的處理。

芬頓氧化法用於生化處理預處理時，可設置粗、細格柵、沉砂池、沉澱池或混凝沉澱池，去除漂浮物、砂礫和懸浮物等易去除污染物；芬頓氧化法用於廢水深度處理時，宜設置混凝沉澱或/和過濾工序進行預處理。用於生化處理的預處理時，若進水水質水量變化較大，芬頓氧化工藝前應設置調節池。

芬頓氧化法廢水處理工程工藝流程主要包括調酸、催化劑混合、氧化反應、中和、固液分離、葯劑投配及污泥處理系統，工藝流程。

⑤ 芬頓反應原理

H2O2在Fe2+存在下生成強氧化能力的羥基自由基(·OH，並引發更多的其他活性氧，以實現對有機物的降解，其氧化過程為鏈式反應。
其中以·OH產生為鏈的開始，而其他活性氧和反應中間體構成了鏈的節點，各活性氧被消耗，反應鏈終止。
其反應機理較為復雜，這些活性氧僅供有機分子並使其礦化為CO2和H2O等無機物，從而使Fenton氧化法成為重要的高級氧化技術之一。

⑥ 芬頓（fenton）反應原理

原理：

H2O2在Fe2+存在下生成強氧化能力的羥基自由基(·OH，並引發更多的其他活性氧回，以實現對有機答物的降解，其氧化過程為鏈式反應。

其中以·OH產生為鏈的開始，而其他活性氧和反應中間體構成了鏈的節點，各活性氧被消耗，反應鏈終止。

其反應機理較為復雜，這些活性氧僅供有機分子並使其礦化為CO2和H2O等無機物。從而使Fenton氧化法成為重要的高級氧化技術之一。

(6)芬頓氧化法處理苯胺廢水擴展閱讀

芬頓反應的作用：

1、處理染料中間體廢水：染料中間體廢水中常含有大量的蒽醌、萘、苯的各種取代基衍生物，具有COD高、色度高等特點，是目前較難處理的工業廢水之一。用芬頓試劑處理此類廢水的研究也在陸續開展。

2、處理農葯廢水：農葯廢水是一種難治理的有機化工廢水，具有COD高、毒性大、難生物降解等特點。近來針對這點，出現了一些用Fenton法進行處理的研究。

3、處理焦化廢水：煉焦廢水含有數十種無機和有機化合物，包括氨氮、硫氰化物、硫化物、氰化物、酚、苯胺、苯並芘等，其中一些是高致癌物，屬於高污染難治理的工業廢水。

參考資料來源：網路-芬頓法