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摘 要：本文采用芬顿氧化和微电解-芬顿氧化组合工艺对化工废水处理效果的差异性进行研究。结果表明：微电解-芬顿氧化组合工艺处理效果明显好于直接芬顿氧化。当电解时间1.5h，mCOD：mH2O2=1：4时，去除效率最好，为56.5%。
关键词：芬顿氧化 微电解 化工废水
一、方法选择
化工废水成分复杂，多含有有毒、有害物质，难以降解。目前处理方法有絮凝、电化学、微电解、芬顿氧化，生化处理等。本文采用微电解-芬顿氧化组合工艺对化工废水处理效果进行了研究，该方法具有反应速度快、处理效率高、抗干扰能力强、对有毒有害污染物转化较彻底、设备简便、维护费用低廉等优势，被业内广泛应用于难降解有机废水的预处理工艺中。
二、方法原理
微电解技术原理： 将铁屑和碳颗粒浸没在酸性废水中，会形成无数个微原电池。反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液，铁离子有混凝作用，它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸，形成比较稳定的絮凝物（也叫铁泥）而去除，其反应过程如下：
阳极（Fe）： Fe- 2e→ Fe2+，
阴极（C） ： 2H++2e→ 2[H]→H2，
若有曝气可防止铁屑板结。还会发生下面的反应：
O2+ 4H+ +4e→2H2O；
O2+ 2H2O+ 4e→4OH-；
2Fe2++O2+4H+→2H2O+ Fe3+。
反應中生成的OH-是出水pH值升高的原因，而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐渐水解生成聚合度大的Fe（OH）3胶体絮凝剂，可以有效地吸附、凝聚水中的污染物，从而增强对废水的净化效果。
芬顿氧化技术原理：由H2O2和Fe2+所配成的混合溶液，羟基化反应过程主要是在Fe2+的作用下使H2O2分解释放出羟基游离基，活性的羟基游离基容易加成到芳环上从而发生羟基化反应。其分解过程如下：
Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OH
Fe3++H2O2→Fe2++·HO2+H+
Fe2++·HO2→Fe3++OH-
Fe3++·HO2→Fe2++O2+H+
·OH+H2O2→H2O+·HO2
·OH→·O2-+ H+
·O2-+H2O2→O2++·OH+ OH-
经过上述反应生成了一系列的自由基，如·OH、·HO2、·O2-等，其中羟基自由基是最活泼的氧化剂之一，其氧化还原电位为：·OH + H++e→H2O， Φ0=2.80V.这些自由基进一步与有机物发生作用：
R-H+·OH→R+ H2O
X-+·OH→·X+ OH-
生成的R和·X进一步与自由基反应，使有机物矿化或转化为易于降解的小分子物质。
三、影响因素
电解停留时间是微电解工艺设计的一个重要影响因素[1]，停留时间的长短决定了氧化还原等作用时间的长短，停留时间越长，氧化-还原等作用也进行得越彻底，当停留时间过长时，铁的腐蚀量增加，从而使溶出的Fe2+大量增加，并氧化成为Fe3+，造成色度的增加及后续处理等种种问题。
对芬顿氧化法而言，H2O2的用量直接影响了羟基自由基（·OH）的产生量，适量的H2O2有利于促进·OH的产生，但过量的H2O2将出现无效分解，并导致废水COD值增加。因此，电解时间和加药量是影响本实验处理效果的关键因素。
本实验以山东某化工有限公司生产废水进行实验，分别采用芬顿氧化和微电解-芬顿氧化组合工艺（2-8）对其水样的处理效果进行研究。废水水质：pH≤2，COD（mg/L） ≤6700
四、实验流程
1.直接芬顿氧化
2.微电解-芬顿氧化组合工艺
3.实验结果及讨论
3.1实验结果
3.2结果讨论
由图1可知，电解1.5h，mCOD：mH2O2=1：4时去除效果最好，去除率可达到56.5%。
五、结论
1.加药量相同情况下，微电解-芬顿氧化组合工艺的去除率明显高于直接芬顿氧化。
2.电解1.5h，mCOD：mH2O2=1：4时去除效果最好。去除率可达到56.5%。
图1 电解时间对去除率变化曲线图
图1 不同时间和加药量对去除率变化曲线图
参考文献
[1] 张春永，徐飞高，袁春伟.双氧水强化微电解法模拟降解苯酚的研究[J]. 江苏环境科技，2004，17（1）：9-14
[2] 李得生，谭磊，王宝山，等. Feton试剂强化铁碳微电解预处理高浓度有机废水[J]中国给水排水.2006.22（17）：81-84
关键词：芬顿氧化 微电解 化工废水
一、方法选择
化工废水成分复杂，多含有有毒、有害物质，难以降解。目前处理方法有絮凝、电化学、微电解、芬顿氧化，生化处理等。本文采用微电解-芬顿氧化组合工艺对化工废水处理效果进行了研究，该方法具有反应速度快、处理效率高、抗干扰能力强、对有毒有害污染物转化较彻底、设备简便、维护费用低廉等优势，被业内广泛应用于难降解有机废水的预处理工艺中。
二、方法原理
微电解技术原理： 将铁屑和碳颗粒浸没在酸性废水中，会形成无数个微原电池。反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液，铁离子有混凝作用，它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸，形成比较稳定的絮凝物（也叫铁泥）而去除，其反应过程如下：
阳极（Fe）： Fe- 2e→ Fe2+，
阴极（C） ： 2H++2e→ 2[H]→H2，
若有曝气可防止铁屑板结。还会发生下面的反应：
O2+ 4H+ +4e→2H2O；
O2+ 2H2O+ 4e→4OH-；
2Fe2++O2+4H+→2H2O+ Fe3+。
反應中生成的OH-是出水pH值升高的原因，而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐渐水解生成聚合度大的Fe（OH）3胶体絮凝剂，可以有效地吸附、凝聚水中的污染物，从而增强对废水的净化效果。
芬顿氧化技术原理：由H2O2和Fe2+所配成的混合溶液，羟基化反应过程主要是在Fe2+的作用下使H2O2分解释放出羟基游离基，活性的羟基游离基容易加成到芳环上从而发生羟基化反应。其分解过程如下：
Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OH
Fe3++H2O2→Fe2++·HO2+H+
Fe2++·HO2→Fe3++OH-
Fe3++·HO2→Fe2++O2+H+
·OH+H2O2→H2O+·HO2
·OH→·O2-+ H+
·O2-+H2O2→O2++·OH+ OH-
经过上述反应生成了一系列的自由基，如·OH、·HO2、·O2-等，其中羟基自由基是最活泼的氧化剂之一，其氧化还原电位为：·OH + H++e→H2O， Φ0=2.80V.这些自由基进一步与有机物发生作用：
R-H+·OH→R+ H2O
X-+·OH→·X+ OH-
生成的R和·X进一步与自由基反应，使有机物矿化或转化为易于降解的小分子物质。
三、影响因素
电解停留时间是微电解工艺设计的一个重要影响因素[1]，停留时间的长短决定了氧化还原等作用时间的长短，停留时间越长，氧化-还原等作用也进行得越彻底，当停留时间过长时，铁的腐蚀量增加，从而使溶出的Fe2+大量增加，并氧化成为Fe3+，造成色度的增加及后续处理等种种问题。
对芬顿氧化法而言，H2O2的用量直接影响了羟基自由基（·OH）的产生量，适量的H2O2有利于促进·OH的产生，但过量的H2O2将出现无效分解，并导致废水COD值增加。因此，电解时间和加药量是影响本实验处理效果的关键因素。
本实验以山东某化工有限公司生产废水进行实验，分别采用芬顿氧化和微电解-芬顿氧化组合工艺（2-8）对其水样的处理效果进行研究。废水水质：pH≤2，COD（mg/L） ≤6700
四、实验流程
1.直接芬顿氧化
2.微电解-芬顿氧化组合工艺
3.实验结果及讨论
3.1实验结果
3.2结果讨论
由图1可知，电解1.5h，mCOD：mH2O2=1：4时去除效果最好，去除率可达到56.5%。
五、结论
1.加药量相同情况下，微电解-芬顿氧化组合工艺的去除率明显高于直接芬顿氧化。
2.电解1.5h，mCOD：mH2O2=1：4时去除效果最好。去除率可达到56.5%。
图1 电解时间对去除率变化曲线图
图1 不同时间和加药量对去除率变化曲线图
参考文献
[1] 张春永，徐飞高，袁春伟.双氧水强化微电解法模拟降解苯酚的研究[J]. 江苏环境科技，2004，17（1）：9-14
[2] 李得生，谭磊，王宝山，等. Feton试剂强化铁碳微电解预处理高浓度有机废水[J]中国给水排水.2006.22（17）：81-84