1、毕业论文文献综述环境工程FENTON试剂氧化处理印染废水研究摘要由于染料和印染工业的废水中含有的有机物具有含量高、成分复杂、色度深、难降解等特点，目前还没有比较有效的方法来处理此类废水。传统的处理方法如生化处理、混凝脱色、吸附脱色、膜技术等工艺对于染料污染物的矿化能力较差，而且容易引起二次污染。如今高级氧化技术被逐渐应用到印染废水处理中，其中，FENTON法价格低廉、无毒，几乎可使印染废水完全脱色和去除大部分的COD，逐渐成为染料降解和脱色的主要方法之一关键词印染废水FENTON试剂高级氧化降解脱色20世纪90年代以来我国纺织工业高速发展但是相关环境污染问题日益凸显据不完全统计我国印染废水排放
2、量约为每天3X1064X106M3印染厂每加工100M织物会产生35T废水按平均印染100M织物会产生废水5T计全国每年产生印染废水约为L6亿吨。为了净化印染废水以FENTON反应技术为代表的高级氧化技术近年来在国内外得到了普遍的重视并迅速发展1其主要特点是反应速度快所产生的羟基自由基具有极强的氧化性可以将污染物完全无机化使之转化为二氧化碳和水。21、关于FENTON反应技术11、传统FENTON反应FENTON反应是19世纪末期由法国科学家HJHFENTON发现并提出的他在一项实验研究中发现在酸性水溶液中当FE2和H2O2共存时可以有效地氧化酒石酸，这一发现为人们分析还原性有机物和选择性氧化
3、有机物提供了新的方法。后人为纪念这位科学家便将FE2和H202混合物的水溶液和相关反应分别命名为FENTON试剂和FENTON反应，其基本原理是FENTON试剂中的FE2催化分解H2O2产生的氢氧自由基OH将有机物降解为小分子有机物甚至矿化为二氧化碳和水等无机物。典型FENTON反应如化学反应式1和2所示。FE2H202FE3OHOH1FE3H202FE2H02H2FENTON试剂中的FE2与H202反应生成具有极高反应活性的OH，几乎可以氧化所有的有机物能够去除其他废水处理技术无法去除的难降解有机物。12、UVFENTON反应3FENTON试剂FE2H202是一种强氧化剂，常用于废水高级氧化
4、处理以去除COD、色度等，当辅助于2紫外光照射时，即UVFENTON反应极大地提高了传统的FENTON氧化的处理效率，同时减少了试剂的用量。H202在UV照射条件下，产生OHH202HV2OHFE2在UV光照条件下，可以部分转化为FE3，所转化的FE3在PH为55的介质中可以水解生成羟基化的FEOH2，FEOH2在紫外光作用下又可以转化为FE2，同时产生OHFEOH2FE2OH由于上式的存在使得过氧化氢的分解速率远大于亚铁离子或紫外催化过氧化氢分解速率的简单加和。UVFENTON反应氧化有机物的一般历程为FE2H202FE3OHOHFE3H202FE2H02HFE2OHFE3OHRH0HRH2
5、ORFE3RFE2R02R00CO2H2O同时有机物在氧化过程中，会产生中间产物草酸，草酸和铁离子混合后，可形成稳定的草酸铁络合物FEC2O4、FEC2O42、FEC2O43，它们是光化学活性很高的物质。在紫外光的照射下，草酸铁络合物极易发生光降解反应2FEC2O4N（32N）2FE22N1C2O422CO2光还原生成的FE2与H202再进行FENTON反应。42、其他高级氧化技术21、光催化氧化法1972年，FUJISHIMA和HONDA5发现了TIO2电极上光催化分解水的现象，标志着光催化研究的开始，并将此技术用于处理废水，目前研究最多的是半导体光催化剂二氧化钛锐钛矿型TIO2。与金属相比
6、，半导体能带是不连续的，在填满电子的低能价带和空的高能导带之间存在一个禁带。当催化剂受到紫外光照射时，光催化剂表面产生电子一空穴对，当存在合适的俘获剂或表面缺陷时，电子一空穴的复合会受到抑制，而复合前，在光催化剂表面发生氧化一还原反应。空穴具有很强的氧化能力，使水在半导体表面形成氧化能力极强的羟基自由基OH，羟基自由基再与水中有机污染物发生氧化反应，最终生成CO2，H2O及无机盐等物质。6程沧沧等7用125W荧光灯和TIO2催化氧化某丝绸厂实际印染废水COD420MGL，色度200倍30MIN，脱色率100，COD去除率856。吴峰等8用絮凝一光催化氧化二级串联法对模拟活性宁波大学学院本科毕业
7、设计（论文）3艳红X一3B染料废水进行试验处理，取得了脱色率100、COD去除率80的效果。922、臭氧氧化法臭氧是一种强氧化剂，与有机物反应迅速，不产生二次污染，在污水处理中可有效地消毒、除色、去除有机物和降低COD等。但单纯的使用臭氧氧化法处理废水存在O3利用率低、氧化能力不足、其氧化反应具有选择性等问题。近年来发展了旨在提高臭氧氧化效率的相关组合技术，其中O3H2O2法、O3UV法、O3UVH2O法等组合方式不仅可以提高氧化速率和效率，而且能够氧化单独作用时难以氧化降解的有机物。10臭氧通过以下两种途径氧化分解有机物111酸性条件下直接与有机物发生亲核或亲电反应，将其降解；2在碱、光照或
8、其它因素作用下，产生活泼的羟基自由基，通过OH氧化有机物。紫外光的照射，可进一步激活O3分子，促使O3产生更多的OH，同时也可活化基质，使污染物得到彻底的氧化去除。1223、二氧化氯催化氧化法二氧化氯催化氧化的原理就是在一定的反应环境和催化剂存在条件下，利用二氧化氯的强氧化性在常温常压下直接将有机污染物氧化成二氧化碳和水，或将大分子有机污染物氧化成小分子有机污染物。13二氧化氯催化氧化具有如下特征1酸性条件下的强氧化性CLO2以分子的形式溶解在水中，不易发生水解反应。在酸性条件下，发生如下的氧化反应CLO2十4H5ECLH2O因此，在酸性条件下1个CLO2分子能得到5个电子，其氧化还原电位高于
9、15V，是一种强氧化剂。同时，CLO2易溶于水，溶解度相当于氯气的5倍，因此更适合液相氧化反应。2催化剂能大大提高反应速度除了酸性反应环境外还需要合适的催化剂以降低反应活化能。目前，常用的催化剂为铜、镍等过渡金属。一般采用活性炭为载体，通过硝酸盐浸溃和烧结的方法得到催化剂。3氧化的选择性CLO2的氧化还原电位决定了其氧化过程具有一定的选择性。一般而言，CLO2在水中不与饱和脂肪族反应而易与不饱和有机化合物反应。在印染废水中不饱和有机化合物往往较易溶于水而构成可溶性COD并且大多含有双键发色团，如偶氮基、亚硝基、硫化羟基亚氨基等。这些基团一方面使得4废水的色度偏高另一方面含有这些基团的有机物大都
10、具有一定的生物毒性，因此也使得废水的可生化性变差经过CLO2氧化后，不饱和有机化合物中的不饱和键被氧化或者打断从而达到脱色和提高可生化性的目的。4无二次污染CLO2本身无三致效应致癌、致畸、致突变效应，同时在氧化过程中也不与有机物发生氯代反应生成可产生“三致作用”的有机氯化物或其它有毒类物质，因此不会产生二次污染。143FENTON试剂在印染废水中的一些应用15FENTON试剂可用于直接、活性、酸性、分散等染料染色废水的脱色，同时可降低染色废水的COD值目前，在印染废水方面研究比较多的是使脱色率和COD值达到理想状态的反应参数，比如PH值、FENTON试剂配比、反应温度等，并对反应级数作了一些
11、探讨，不再单用FENTON试剂，而是将其与光、电、超声波等技术相结合，引入了类FENTON法的概念，提高了FENTON试剂的利用率。FENTON试剂处理50MGL酸性黄7脱色速度快且脱色率高达99916。处理50MGL活性黑5，在反应的第1MIN脱色率可达9617。MMURUGANANDHAM18对FENTON试剂处理活性黄4的条件H202、FE2的量和PH值进行研究后发现，在最佳条件下，光FENTON法比FENTON法效率更高，最终的颜色残留率不会超过2。李太友19等人以H2O2草酸铁络合物作为光氧化剂，利用太阳光对直接耐酸大红4BS进行了降解实验结果表明在晴天光照15MIN或阴天光照304
12、0MIN的条件下，浓度为50MGL的直接耐酸大红4BS溶液可褪至无色，并且PH值为24时的降解效果最佳。朱洪涛20等人比较了FENTON试剂法、UV/H2O2法和UVFENTON试剂法对直接冻黄染料废水处理的效果，实验表明UVFENTON法对染料废水的处理效果最好。4目前FENTON反应技术在纺织染料降解方面的缺陷FENTON反应技术在纺织染料降解方面应用广泛尤其在水溶性阴离子偶氮染料降解处理过程中的应用尤为突出值得注意的是尽管近20年来FENTON反应技术在纺织染料降解方面发挥着极大的作用，但是它也存在一些缺点A在应用此技术时需将染料废水的PH值调至25的范围内；B处理结束以后的铁离子大部分
13、留在水体中不仅会造成2次污染而且更重要的是生成的含铁污泥难以处理；CH2O2的利用率较低。为了解决上述问题目前国内外的研究者已经开始将铁离子固定于不同的载体表面形成非均相宁波大学学院本科毕业设计（论文）5FENTON催化氧化体系，并将其应用于纺织染料的脱色降解反应过程中。可以认为，这种新技术将在纺织染料降解方面发挥重要的作用且具有光明的发展前景。参考文献1朱朝海，侯轶难降解毒性有机污染物废水高级氧化技术J环境保护，1998，1129312杜芳，董永春，韩振邦FENTON反应技术在纺织染料氧化降解中的应用进展J针织工业，2008,1058603MARCOSLUCASA，JOSAPERESDEGR
14、ADATIONOFREACTIVEBLACK5BYFENTON/UVCANDFERRIOXALATE/H2O2/SOLARLIGHTPROCESSESJDYESANDPIGMENTS，2007,7436226294朱洪涛UVFENTON催化氧化处理印染废水的实验研究J工业水处理，2006,26353555FUJISHIMAA，HONDAKELECTROCHEMICALPHOTOLYSISOFWATERATASEMICONDUCTORELECTODENATURE，1972，238535837386彭晓春，陈新庚，黄鹄等NTIO2光催化机理及其在环境保护中的应用研究进展环境污染技术与设备，2002
15、，33167程沧沧，肖忠海，胡德文半导体催化氧化法处理印染废水的研究J重庆环境科学，2001，23361628吴峰，邓南圣，罗凡絮凝一光氧化法处理染料废水试验研究J化工环保，L998，L83L361389郑广宏，夏邦天，许臻光化学氧化技术处理印染废水研究进展J水处理技术，2008,3425810文卓琼，王九思，郭立新，等高级氧化技术在水处理中的应用J2010,117353711徐新华，赵伟荣水与废水的臭氧处理M北京化学工业出版社，2003808212江举辉，虞继顺，李武，等臭氧协同产生OH的高级氧化过程研究进展及影响因素的探讨JL工业安全与环保，2001，2712162O13肖光参水和废水中二
16、氧化氯的氧化还原反应评述J，无机盐工业，2001，0414石磊二氧化氯催化氧化技术在印染废水深度处理中的应用分析J，工程技术，2010640340415刘红玉，李戎FENTON反应及其在印染废水处理由的应用进展J印染助剂，62010,27971016TANTAKN，CHAUDARISDEGRADATIONOFAZODYESBYSEQUENTIALFENTON，SOXIDATIONANDAEROBICBIOLOGICALTREATMENTJJOURNALOFHAZARDOUSMATERIALS，2006，L36369870517LUCASMS，DIASAA，SAMPAIOA，ETA1DEGRAD
17、ATIONOFATEXTILEREACTIVEAZODYEBYACOMBINEDCHEMICALEBI0L0GICALPROCESSFENTON，SREAGENTYEASTJWATERRESEARCH，2007，41L103110918MURUGANANDHAMM，SWAMINATHANMDECOLOURISATIONOFREACTIVEORANGE4BYFENTONANDPHOTOFENTONOXIDATIONTECHNOLOGYJDYESANDPIGMENTS，2004，6331532119李太友，刘琼玉日光H2O2草酸铁络合物光解水溶液中的直接耐酸大红J化工环保，2001，212848720朱洪涛，宋立民UVFENTON试剂法处理直接冻黄染料废水的实验研究J化学工程师，2005103739
