電fenton技術(shù)

1、1、電 Fent on 法的類型與機理1.1 EF-Fenton 法該法又稱 陰極電解 Fenton 法,其基本原理是 O2 在陰極還原為 H2O2, 并與 Fe2+ 發(fā)生 Fenton 反應生成 OH·,OH·繼而將有機物氧化為 CO2 和 H2O, 或者小分子有機物。O2+2e+2H+H2O2 (1)H2O2+Fe2+Fe3+OH-+OH·(2)OH·+有機物 CO2+H2O+ 小分子有機物(3)反應 (1)中的 O2 可以通過外界曝氣的方式引入至電解反應器的陰極,也可利用陽極依據(jù)反應式(4)或(5) 析出的 O2。2H2OO 2+4H+4e( 酸性

2、介質(zhì) ) (4)4OH- O2+2H2O+4e( 堿性介質(zhì) ) (5)該法中 Fe2+ 一般通過外部添加 ,反應開始后 Fe2+ 會被迅速氧化為 Fe3+, 但 Fe3+ 在直流電場的作用下遷移至陰極表面 ,并被重新還原為 Fe2+, 而 H2O2 可在陰極連續(xù)產(chǎn)生 ,這樣就保證了 Fenton 反應持續(xù)發(fā)生。 EF-Fenton 法中陽極通常為不溶性陽極材料 ,如石墨、鈦基氧化物電極或其他貴金屬材料 ,陰極通常為石墨、活性炭纖維等。當電化學反應器的陽極采用不溶性陽極材料時 ,陽極表面就可以產(chǎn)生 OH·,反應式如下 :2H2O-2e 2OH·+2H+(酸性介質(zhì) ) (6)O

3、H- e2OH·(堿性介質(zhì) ) (7)因此在 EF-Fenton 法中不但可通過Fenton 反應產(chǎn)生 OH·,陽極亦可精選文庫產(chǎn)生 OH·,這即是 EF-Fenton 法可高效降解有機物的原因。1.2 EF-Feox 法又稱犧牲陽極法 ,以鐵作為陽極材料 ,電解時鐵被氧化溶解生成 Fe2+, 與外部添加的 H2O2 或 O2 在陰極還原產(chǎn)生的 H2O2 發(fā)生 Fenton 反應生成 OH·。在 EF-Fenton 法和 EF-Feox 法中 ,反應過程結(jié)束后 ,水中的鐵離子必須被去除。一般通過調(diào)節(jié) pH 值使鐵離子形成沉淀。鐵離子沉淀過程可起到絮凝去除

4、以膠體形式存在的有機物及部分大分子有機物的作用。該法中由于陽極材料的溶解,因此需要經(jīng)常更換陽極材料 ;H2O2 由外部添加 ,故試劑費用較高。1.3 FSR 法FSR 法即 Fenton 污泥循環(huán)系統(tǒng) ,又稱 Fe3+ 循環(huán)法。該系統(tǒng)包括一個傳統(tǒng)的 Fenton 反應器和一個將Fe3+ 轉(zhuǎn)化為 Fe2+ 的電化學反應器。在 Fenton 反應器內(nèi) Fe2+ 轉(zhuǎn)化為 Fe3+, 在電化學反應器內(nèi) Fe3+ 被還原為 Fe2+, 然后重新進入 Fenton 反應器再次利用。該工藝可以實現(xiàn)鐵鹽的循環(huán)使用 ,避免了大量含鐵污泥的處置問題。另外 ,EF-Fenton法和 EF-Feox 法同樣也可通過增

5、加一個電化學反應器的方式實現(xiàn)鐵離子的循環(huán)。利用上述各種電 Fenton 法處理含有顆粒物或膠體物時 , 由于鐵鹽的存在 ,水中膠體脫穩(wěn) ,且少量鐵鹽形成沉淀起到絮凝作用 , 造成部分膠體態(tài)有機物和顆粒態(tài)有機物被吸附或網(wǎng)捕。 電解產(chǎn)生的氣體(H2、Cl2 、O2 等)與吸附有機物的沉淀結(jié)合 ,在浮力作用下 ,上升到液面 ,從而將部分膠體態(tài)有機物和顆粒態(tài)有機物從水中清除。2、與其他高級氧化技術(shù)的特點比較-2精選文庫濕式氧化 (WAO) 方法是在高溫 (150 350 )、高壓 (0.5 20 M·Pa)下利用O2 或空氣作為氧化劑 ,氧化水中呈溶解態(tài)或懸浮態(tài)的有機物或還原態(tài)的無機物 ,達

6、到去除污染物的目的。超臨界水氧化技術(shù)具有反應速度快、氧化效率高的特點,但是超臨界技術(shù)的發(fā)展還不夠完善,對反應條件和設備的要求也過高。與濕式氧化和超臨界氧化相比,電Fenton 法可以在常溫常壓下進行,且有機物礦化度更高 ;光化學 (催化 )氧化就是氧化劑在光的輻射下產(chǎn)生氧化能力較強的自由基,通過這些強氧化性的自由基來氧化污染物的過程,根據(jù)氧化劑的不同光氧化可分為 UV/H2O2 、UV/O3 、UV/H2O2/O3等系統(tǒng)。光化學 (催化 )氧化技術(shù)具有操作簡單、反應條件溫和的特點,但是也存在光能的利用率低以及催化劑價格昂貴的缺點 ;與普通 Femon 法比較 ,電 Femon 法雖然增加了能耗 ,但有機物氧化效率得到提高 ,且可節(jié)約試劑費用 ;與普通的電化學氧化相比 ,電 Femon 法由于鐵