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摘要：在工业废水处理过程中，采用Fenton（芬顿）氧化工艺法能够取得良好的处理效果，既能够降低工业废水的毒性作用，而且能够提高生物降解性。本文将试论工业废水处理过程中的芬顿氧化工艺的具体应用。
关键词：工业废水处理；芬顿氧化工艺；应用
随着我国工业的日益发展，废水中的一些有毒物质或者难以被降解的成分日趋增多，传统生物处理办法无法达到理想效果。调查研究显示，高效率处理工业废水对水污染的保护具有重要价值[1]。目前来看，大多数工业废水具有成分复杂和可生化性差等特点，因此给生化处理带来一定程度难度。想要有效处理工业废水，必须提高相应处理技术。芬顿氧化工艺方法是一种高级氧化技术，通过催化生产氧化自由基，使得工业废水被有效处理。芬顿氧化工业方法具有以下优势而被广泛用于工业废水处理之中：其一，操作便捷；其二，反应快；其三，造价低等。芬顿氧化工艺法在工业废水的处理过程中具有较高价值，因此受到相关工作人员的高度重视。
1.废水处理办法分析
现阶段来看，废水处理办法一般包括以下三种：其一，物理处理办法（主要通过物理作用对工业废水通畅采用贮池存放方法以均化，从而使得工业废水的浊度和生化需氧量逐渐变得均匀，降低水的污染浓度值，减轻处理负荷）；其二，化学处理办法（通过化学和性质作用进行分离，将有害物逐渐转为无害物）；其三，生物处理办法（通过微生物的代谢作用，使得废水逐渐溶解，从未将有害物逐渐转为无害物）。废水污染是多种类型的，往往需要通过多种处理方法采能够达到要求。
2.芬顿试剂的作用机理和反应影响因素分析
2.1作用机理分析
芬顿试剂具有较强的氧化能力，主要是因为其中含有过氧化氢和Fe2＋。芬顿试剂反应速度非常快，但是有关资料显示，芬顿实际的不同反应条件，决定其速度反应也不尽相同。芬顿试剂反应体系较为复杂，主要是因为过氧化氢在Fe2＋反应下生成羟基自由基，羟基自由基具有较高亲电性，电子亲和表达能力高达570Kj[2]。因此，芬顿试剂能够氧化水中的多数有机物，能够处理生物降解难以及一般物理办法无法有效处理的废水。
2.2反应影响因素分析
首先，影响芬顿氧化工艺的因素是pH值。Fe2＋在水中的表达形式与pH值密切相关，芬顿试剂能够在酸性条件下发挥出有关作用，但是在碱性条件下无法催化过氧化氢生成羟基自由基。有学者认为，当pH值在2~4范围内时，处理工业废水的效果较为理想[3]。
其次，影响芬顿氧化工艺的因素是反应温度。温度升高后羟基自由基的活性显著增大，便于羟基自由基与废水中的有机物互为反应，从而不断提高废水COD去除率，但是如果温度过高会导致过氧化氢分解成水或氧气，不利于羟基自由基的生成。有学者发现，处理洗胶废水的最为理想温度是85°C，国外学者用芬顿试剂处理三氯酚废水时温度低于60°C，温度对反应有正效应，如果高于60°C将不利于反应的进行[4-5]。以上研究结果不尽相同，可能是因为废水具有不同的成分所致，因此需根据废水的具体组成予以个性化研究。
然后，影响芬顿氧化工艺的因素是过氧化氢的投加方式。保持过氧化氢的总投加量不便情况下，将过氧化氢均匀的分批次投加能够不断提高工业废水的处理效果，主要是因为分批次投加过氧化氢时过氧化氢与Fe2＋的比值相对而言更低，继而使得过氧化氢产生羟基自由基的概率增加，继而不断提高过氧化氢的综合利用效率和总体氧化效果。
然后，影响芬顿氧化工艺的因素是反应时间。芬顿试剂在处理有机废水过程中在反应的最开始阶段时，COD去除率随着时间的延长而增大，随着时间的推移，COD去除率接近最大值，然后基本维持稳定。芬顿实际处理难以降解的废水时，反应时间与废水pH值以及催化剂的浓度和催化剂的种类等密切相关。
最后，影响芬顿氧化工艺的因素是催化剂的投加量。
芬顿实际反应的常用催化剂是： 其一，FeSO4 •7H20；其二，Fe2＋/TiO2；其三，Cu2＋等。在具体处理工业废水中，可根据废水的种类选择不同的催化剂。有学者认为，随着Fe2＋浓度的增加，COD去除率呈现先增大后下降发展趋势。当Fe2＋浓度增加时，单位量过氧化氢产生的羟基自由基产生增加，产生的羟基自由基全部参与有机物反应之中；当Fe2＋浓度过高时，部分过氧化氢发生无效分解，继而释放出氧气。
3.芬顿氧化工艺在工业废水处理中的具体应用
3.1医药废水
某制药公司产生的医药废水污染浓度高且可生化性差，主要污染物有：其一，有机物；其二，无机盐。有学者对该公司的医药废水进行芬顿氧化工艺实验研究，发现实验最优条件表现为：（1）pH值为4；（2）铁碳质量比为1:3；（3）总磷去除率为30%；（4）盐度去除率为15.1%。投加8%过氧化氢进行芬顿氧化工艺氧化反应120分钟。在芬顿氧化工艺处预处理后，总磷去除率高达59%。某生物医药公司生产纳他霉素和乳酸练球霉素，生产废水采用物化预处理工艺。雾化预处理采用芬顿氧化工艺联合混凝沉淀法，持续运行物化系统，芬顿氧化池内加入300mg/L过氧化氢，将混凝池的pH值调节为10.1，待进水pH值在2.6~3.1时，物化系统运行至第48~104d时COD去除率为9.6%。单独使用芬顿氧化工艺方法时，COD去除率为27.3%。因此得出结论，单独使用芬顿氧化工艺方法的废水COD去除率比较高[6]。
3.2染料废水
某染料生产公司生产废水中的盐类物质含量比较高，COD为2620mg/L~3000mg/L。对该类型废水采用芬顿氧化工艺方法，反应条件为：（1）pH值为4；（2）过氧化氢浓度为35%；（3）反应时间为5~9h。实验结果显示芬顿氧化工艺方法处理后COD去除率提高55.6%左右。有学者对亚甲基蓝（浓度为10mg/L）模拟废水实验，分别采用芬顿氧化工艺方法和铁碳微电解法，结果显示芬顿氧化工艺方法去除亚甲基蓝的概率为48%~82%，铁碳微电解法去除亚甲基蓝的概率为10%~12%。
3.3苯胺类废水
某工厂生产的废水主要成分是：（1）氰化物；（2）苯胺类物质。调查研究显示，该废水的COD浓度高达36000mg/L~45200mg/L。有学者利用芬顿氧化法（废水pH值为4，反应时间为80min，投加30%过氧化氢，反应1h）加以处理，连续反应48h后COD去除率高达52%，苯胺去除率高达75%。
4.结束语
综上所述，常见废水处理办法有物理处理办法、化学处理办法和生物处理办法，芬顿氧化工艺处理技术对一般物理处理办法以及难以降解的有机物具有良好效果，从而成为未来处理工业废水的主要处理方式之一。芬顿试剂受到多种因素影响（如pH值、过氧化氢的投加方式、反应温度以及催化剂的投加量等）。芬顿氧化工艺在处理工业废水中具有较高价值。
参考文献
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[2]贾胜娟,杨春风,赵东胜等.Fenton氧化技术在废水处理中的研究与应用进展[J].工业水处理,2008,28(10):5-9.
[3]王德龙,汪廷洪,张宇飞等.O3/Fenton氧化法在钻井废水处理中的应用研究[J].西南石油大学学报(自然科学版),2010,32(5):146-149.
[4]罗小燕,陈云嫩,段武林等.Fenton法在无机废水处理中的应用进展[J].有色金属工程,2015,5(6):78-83.
[5]申哲民,贾金平,徐向荣等.三维电极法和Fenton试剂法对染料废水处理的效果比较[J].上海交通大学学报,2000,34(11):1531-1534.
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