Fenton試劑(Fe2+H202)是一種強氧化劑,常用于廢水高級處理,以去除COD、色度、泡沫等。Fenton試劑法實際上是均相催化氧化工藝中的一種,1991年Zeep研究在紫外光照射下的Fenton反應,結果發現Fenton體系中的有機物在光照下反應大大加快,也就是當輔助以紫外線或可見光輻射,即UV/Fenton技術,可以極大地提高傳統Fenton氧化還原的處理效率,同時減少Fenton試劑的用量。
UV/Fenton的反應機理:H202在UV光照條件下,產生·OH,Fe2在Uv光照條件下,可以部分轉化為Fe3,轉化的Fe3在pH5.5的介質中可以水解生成羥基化的Fe(OH),Fe(OH)在紫外線光作用下又可轉化為Fe2,同時產生·OH。由于上述反應過程的存在,使得過氧化氫的分解速率遠大于亞鐵離子催化過氧化氫的分解速率。
Fenton試劑在光照條件下氧化有機物的一般歷程為:
在氧化有機物的過程中,會產生中間產物草酸,草酸和鐵離子混合可形成穩定的草酸鐵絡合物,草酸鐵絡合物是一種光學活性很高的物質,在光照條件下,極易發生光降解反應:
2Fe(C204) (3-2n)一2Fe2+(2n一1)C204一+2CO2
光還原生成的Fe2與H2O2,再進行Fenton反應。
陳琳,雷樂成等采用UV/Fent0n系統處理含對氯苯酚廢水,認為uV和Fenton試劑之間存在協同效應,在總酚降解中,光助Fenton和Fenton的處理效果接近;而在CODcr的去除中,光助Fenton法對CODcr的去除率明顯高于Fenton;同時并認為雙氧水濃度對總酚降解的影響不明顯,而在CODcr的降解中影響較大。
黃益宏進行了UV/Fenton法處理高濃度香料廢水,試驗表明,pH,H2O2投加量,Fe2投加量,光照反應時間均會對處理效果產生極大的影響。由表1可見,UV/Fenton法比單獨使用Fenton法效果好很多,主要是光助下H2o2的分解速率遠大于單獨使用Fe2催化H2O2的分解速率。
Fenton試劑對于難生物降解、有毒有害廢水有著穩定、高效的去除功能,且設備簡單、操作方便。Fenton法大致經歷了從普通Fenton法到UV/Fenton法再到UV。Vis/H202/草酸鐵絡合物法的歷程,張琳等認為uv.vis/H2o2/草酸鐵絡合物法較UV/Fenton法優越。據Wil1.I.B.S的研究,即使光強改變也不會明顯影響光Fenton反應對苯酚模擬廢水的降解速率,這對光Fenton工藝處理難降解廢水的實際應用來說是很有利的。由于單獨采用Fenton試劑徹底降解污染物所需的投加藥劑量大,處理費用往往極高,在實踐中很難采用,為此有人提出了Fenton試劑與生物法聯合處理有機廢水思路,主要是兩大方向:即將Fenton工藝作為廢水的預處理方式或深度處理方式。趙由才認為在Fenton試劑預處理中必須通過降低非目標物質與Fenton試劑反應活性來減少化學試劑的藥劑量以降低藥劑使用量;在生物方法的后續處理中應該為Fenton試劑單獨處理創造最佳條件,以去除剩余污染物使出水達標排放。這樣可以大大減少處理費用,對Fenton工藝實際應用于處理香料廢水有著重要的意義。