微波強化Fenton氧化法水處理技術的研究進展

　　摘要：微波強化Fenton氧化法是一種先進的氧化技術，在水處理領域有著廣泛的應用。本文綜述了微波強化Fenton氧化法的反應機理及實驗條件對處理效果的影響。綜述了該方法在制藥廢水、印染廢水、焦化廢水、草漿造紙廢水、垃圾滲濾液、聚合物驅采油廢水以及TNT廢水等生化降解廢水中的處理條件和廢物清除率的研究進展，展望了水處理方法的發(fā)展方向。
　　關鍵詞：微波；Fenton；水處理
　　中圖分類號： X52文獻標識碼：A文章編號：2095-672X（2018）03-0082-02
　　DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.046
　　Abstract： Microwave-enhanced Fenton oxidation is an advanced oxidation technology and has been widely used in the field of water treatment. This paper reviews the reaction mechanism of microwave-enhanced Fenton oxidation and the effect of experimental conditions on the treatment effect. The research progress in the treatment conditions and waste removal rate of biodegradation wastewater such as pharmaceutical wastewater， printing and dyeing wastewater， coking wastewater， straw pulp papermaking wastewater， landfill leachate， polymer flooding wastewater and TNT wastewater are reviewed. The water Development of treatment methods.
　　Key words： Microwave； Fenton； Water treatment
　　隨著工業(yè)的發(fā)展，一些合成成分由于結構復雜而難以降解，污水中的污染物越來越復雜，對環(huán)境和人體健康造成長期的危害[1-2]，因此有效地控制水污染具有十分重要的意義。傳統(tǒng)的生物處理運行穩(wěn)定性差，受到水質和其他因素的影響，不能完全氧化分解廢水中復雜的化學成分。同時，廢水中的有毒物質也會影響微生物的處理能力，甚至殺死微生物，自然界本身的自凈能力，尋找一種經(jīng)濟高效的水處理技術已成為當前污水處理領域的研究熱點。Fenton試劑是一種強氧化劑，常用于處理很難被生物降解或被有機化合物氧化的廢物處理問題，該反應具有反應速度快、條件溫和等優(yōu)點。但Fenton試劑在廢水處理過程中降解部分化合物的去除率低，而微波輔助Fenton試劑即微波強化Fenton氧化法，能強化氧化反應，并以其處理效率高、操作簡單具有良好的應用前景[3-4]。
　　1 微波強化Fenton氧化法的反應原理
　　自20世紀60年代以來，F(xiàn)enton被引入水處理領域。Fenton試劑依靠Fe2+和H2O2反應產(chǎn)生高度氧化的羥基自由基能有效氧化有機物，氧化能力僅次于氟。Fenton試劑可以降低廢水的色度和化學需氧量值，改善廢水的生化循環(huán)。另一方面，反應中產(chǎn)生的復合物具有絮凝和吸附作用去除水中的一些有機物[5-6]。微波是一種電磁波，不改變分子結構，通過改變離子遷移和偶極旋轉的條件來促進分子運動。與傳統(tǒng)加熱方式相比，微波電磁能直接輻射到介質中，內(nèi)外加熱均勻，不產(chǎn)生溫度梯度，傳熱效率高，可以加快有機合成的速度，大大縮短反應時間。微波的非熱效應容易破壞分子化學鍵，降低反應活化能，使有機污染物易于降解，提高有機物去除率，不產(chǎn)生二次污染，減少有害物質對環(huán)境的危害。近年來，微波和Fenton結合在一起能加強化污水處理能力，該技術在環(huán)境保護領域的應用越來越廣泛。
　　2 微波強化Fenton氧化法處理效果影響因素
　　影響微波強化Fenton氧化法的因素有體系的水質的酸堿性（pH值）、用料的配比（H2O2與Fe2+比例），微波的輻照時間和功率等。操作條件會對化學反應的速度以及廢水的處理效率產(chǎn)生不同的影響。廢水中的化學物質及其含量差異，微波強化Fenton氧化法各影響因素之間的配比也不同，需要通過具體的實驗來加以確定。水的酸堿程度（pH值）會對微波強化Fenton氧化法對廢水的處理效果產(chǎn)生很大的影響，F(xiàn)enton氧化最適應的處理條件是酸性，堿性條件下則會生成氫氧化物沉淀，從而影響Fenton氧化的反應速度。化學用料的投放比（H2O2與Fe2+）影響微波強化Fenton氧化法的處理效果和反應速度，如果Fe2+濃度過大，會加快H2O2的消耗速度就會降低微波強化Fenton氧化法的處理速度；反之，F(xiàn)e2+濃度過低也不利于反應的進行，因此要選取一個最佳的H2O2與Fe2+投放配比[7]。微波輻照時間也會對反應效率產(chǎn)生影響，隨著輻照時間的延長，反應效率會隨之增加，達到一定界限值后處理效率就會趨于平緩，具體的反應時間要根據(jù)廢水的水質確定。隨著微波功率的升高，化學需氧量值的去除率會隨之升高，當升高到一定值時，去除效果會趨于平穩(wěn)，最佳的微波功率值取決于廢水的水質。pH值、H2O2與Fe2+比例、微波的輻照時間和功率都在不同程度上影響微波強化Fenton氧化法對廢水的處理效率。
　　3 微波強化Fenton氧化法在現(xiàn)實中的應用
　　3.1 處理藥品生產(chǎn)廢水的條件和廢物清除率
　　制藥廢水成分復雜，毒性大，可生化性差，屬于難處理的高濃度有機廢水。微波強化Fenton氧化法能夠提高降解效率，提高廢水的可生化性，化學需氧量值去除率可達到58%，廢水的可生化性明顯提高。處理的最佳條件為pH值為4.42，H2O2投加量為1300mg/L，F(xiàn)e2+的投加量為4900mg/L， 微波功率300 W和輻照時間6 min。

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