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芬顿反应器反应原理介绍

作者:admin    发布时间:2022-08-20      浏览次数 :3


芬顿反应器在去除难降解有机污染物,如印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中应用广泛。芬顿氧化法利用Fe2+和H2O2之间的链反应催化生成具有强氧化性的羟基自由基(.OH)可氧化各种有毒和难降解的有机化合物,针对高浓度难生物降解废水处理,可作为生物前处理以改善水质,提升废水的可生化性为后续的深度处理创造有利条件。

芬顿(Fenton)试剂的反应处理废水的过程主要为对污染物的有机氧化与混凝沉淀。

1、对污染物的有机氧化作用主要是因为硫酸亚铁中2价铁离子与双氧水(H2O2)的强氧化还用作用生成羟基自由基的过程。这其中·OH会进行一系列的游离基反应过程。

2、对污染物的混凝沉淀作用主要是因为硫酸亚铁中2价铁离子与废水反应生成氢氧化铁胶体,与废水中有机污染物产生网捕吸附絮凝的作用使其沉淀。

芬顿试剂的大致反应过程为:

Fe2+ +H2O2==Fe3+ +OH-+HO·
Fe3+ +H2O2+OH-==Fe2+ +H2O+HO·
Fe3+ +H2O2==Fe2+ +H+ +HO2
HO2+H2O2==H2O+O2↑+HO

[Fe(H2O)6]3++H2O→[Fe(H2O)5OH]2++H3O+
[Fe(H2O)5OH]2++H2O→[Fe(H2O)4(OH)2]++H3O+ 

根据反应化学方程式看,过氧化氢(H2O2)与二价铁离子Fe2+在酸性环境下产生羟基自由基·OH,Fenton反应通过H2O2和Fe2+作用产生·OH,可以看出,芬顿试剂中除了产生1 摩尔的·OH自由基外,还伴随着生成1摩尔的过氧自由基O2·,但是过氧自由基的氧化电势只有1.3 V左右,所以,在芬顿试剂中起主要氧化作用的是·OH自由基。H2O2 和Fe2+之间的反应很快, 因而Fenton反应可无选择氧化水中的大多数有机物。

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