Fenton氧化法是一種高效且經(jīng)濟的廢水高級氧化技術(shù)，過(guò)氧化氫和亞鐵離子反應產(chǎn)生強氧化性的羥基自由基（·OH），氧化降解廢水中污染物。Fenton氧化法具有氧化能力強、設備簡(jiǎn)單、易于操作、操作成本低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應用于造紙、印染、制藥等行業(yè)工業(yè)廢水處理。
1、Fenton（中文譯為芬頓）是為數不多的以人名命名的無(wú)機化學(xué)反應之一。
1893年,化學(xué)家Fenton HJ 發(fā)現，過(guò)氧化氫(H2O2) 與二價(jià)鐵離子Fe的混合溶液具有強氧化性，可以將當時(shí)很多已知的有機化合物如羧酸、醇、酯類(lèi)氧化為無(wú)機態(tài)，氧化效果十分顯著(zhù)。但此后半個(gè)多世紀中，這種氧化性試劑卻因為氧化性極強沒(méi)有被太多重視。但進(jìn)入20 世紀70 年代，芬頓試劑在環(huán)境化學(xué)中找到了它的位置，具有去除難降解有機污染物的高能力的芬頓試劑，在印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水、含硝基苯廢水、二苯胺廢水等廢水處理中體現了很廣泛的應用。當芬頓發(fā)現芬頓試劑時(shí)，尚不清楚過(guò)氧化氫與二價(jià)鐵離子反應到底生成了什么氧化劑具有如此強的氧化能力。二十多年后，有人假設可能反應中產(chǎn)生了羥基自由基，否則，氧化性不會(huì )有如此強。因此，以后人們采用了一個(gè)較廣泛引用的化學(xué)反應方程式來(lái)描述芬頓試劑中發(fā)生的化學(xué)反應：
Fe+H2O2→Fe+OH+ ·OH ①
從上式可以看出，1mol的H2O2與1mol的Fe反應后生成1mol的Fe，同時(shí)伴隨生成1mol的OH外加1mol的羥基自由基。正是羥基自由基的存在，使得芬頓試劑具有強的氧化能力。據計算在pH= 4 的溶液中，OH·自由基的氧化電勢高達2. 73 V。在自然界中，氧化能力在溶液中僅次于氟氣。因此，持久性有機物，特別是通常的試劑難以氧化的芳香類(lèi)化合物及一些雜環(huán)類(lèi)化合物，在芬頓試劑面前全部被無(wú)選擇氧化降解掉。1975 年,美國著(zhù)名環(huán)境化學(xué)家WallingC 系統研究了芬頓試劑中各類(lèi)自由基的種類(lèi)及Fe 在Fenton試劑中扮演的角色，得出如下化學(xué)反應方程：
H2O2 + Fe→ Fe + O2 + 2H ②
O2 + Fe→ Fe + O2· ③
可以看出,芬頓試劑中除了產(chǎn)生1 摩爾的OH·自由基外,還伴隨著(zhù)生成1 摩爾的過(guò)氧自由基O2·，但是過(guò)氧自由基的氧化電勢只有1.3 V左右，所以，在芬頓試劑中起主要氧化作用的是OH·自由基。
芬頓試劑法是針對一些特別難降解的機有污染物如高COD，利用硫酸亞鐵和雙氧水的強氧化還原性，生成反應強氧化性的羥基自由基，與難降解的有機物生成自由基，最后有效的氧化分解（芬頓（Fenton）試劑反應機理）。芬頓試劑的處理效果受到廢水污染物濃度，反應的pH值，硫酸亞鐵與雙氧水的比例，雙氧水的投加濃度的影響。
2、芬頓氧化加硫酸亞鐵后多久加入雙氧水
芬頓試劑的主要藥劑是硫酸亞鐵與雙氧水與堿。硫酸亞鐵與雙氧水的投加順序會(huì )影響到廢水的處理效果。先通過(guò)正交實(shí)驗將硫酸亞鐵與雙氧水的投加比例得出（一旦控制不好便容易返色）。再按照先調PH值，投加硫酸亞鐵，再投加雙氧水，再進(jìn)芬頓試劑投加順序與污泥沉降處理行pH值調節的順序進(jìn)行投加。在硫酸亞鐵投加后反應15分鐘左右，再進(jìn)行雙氧水的投加，反應20~40分鐘后再加入堿回調pH值，處理效果更佳。
3、芬頓氧化后污泥沉降如何處理
由于芬頓氧化過(guò)程中硫酸亞鐵的大量投加，使得硫酸亞鐵中鐵離子的大量沉淀，產(chǎn)了大量的鐵泥。甚至會(huì )造成大量的污泥懸浮物在廢水中難以沉降。出現這種情況的原因大多數是因硫酸亞鐵與雙氧水的投加比例沒(méi)有控制好，或雙氧水投加過(guò)量、反應不徹底導致。出現這種情況后可以通過(guò)投加絮凝劑（聚丙烯酰胺）進(jìn)行強化絮凝沉淀。或者通過(guò)投加石灰粉進(jìn)行PH值調節及助凝對懸浮物進(jìn)行凝聚沉淀。
一般在污水處理工程上，采用芬頓都有特殊的反應條件和足夠的反應時(shí)間，如果確定芬頓反應進(jìn)行徹底，可在水中投加非離子型的聚丙烯酰胺，它可以幫助污泥加速沉降。利用硫酸亞鐵芬頓對一些高色度與高COD廢水的去除率都可以達到90%-95%。
4、芬頓（Fenton）法作為廢水高級處理技術(shù)，利用Fe2+和H2O2之間的鏈反應催化生成具有強氧化性的羥基自由基(·OH)，可氧化各種有毒和難降解的有機化合物，針對高濃度難生物降解廢水處理，可作為生物前處理以改善水質(zhì)，提升廢水的可生化性，為后續的深度處理創(chuàng )造有利條件。
5、芬頓流化床反應器，又稱(chēng)為芬頓氧化塔、芬頓反應塔，是進(jìn)行芬頓反應對廢水進(jìn)行高級氧化的必要設備。水博網(wǎng)技術(shù)管理中心在傳統芬頓反應塔的基礎上，研發(fā)了具有獨特技術(shù)的芬頓流化床反應器，本設備利用流體化床方式使芬頓法所產(chǎn)生的Fe3+大部分以結晶或沉淀附著(zhù)在流化床芬頓載體表面，可大幅減少傳統芬頓法的加藥量產(chǎn)生的化學(xué)污泥量（H2O2加入量減少10%～20%，Fe2+加入量減少50%～70%，污泥量減少40%～50%）。
6、處理焦化廢水
煉焦廢水含有數十種無(wú)機和有機化合物，包括氨氮、硫氰化物、硫化物、氰化物、酚、苯胺、苯并比等，其中一些是高致癌物，屬于高污染難治理的工業(yè)廢水。
實(shí)驗人員研究了用芬頓法處理焦化廢水。探討了影響COD去除率的因素，確定了適宜的操作條件。在此條件下，焦化廢水COD去除率達88.9%. H202如分3批加入(總量不變)，COD去除率可提高至92%。實(shí)驗人員研究了芬頓氧化/混凝協(xié)同處理焦化廢水經(jīng)生物處理后的出水。結果表明，經(jīng)此處理后，出水可達國家二級排放標準。如后續再經(jīng)生物處理，最后出水將可穩定地達到國家一級排放標準。研究試驗中，還通過(guò)分析相對分子質(zhì)量分布和小分子有機物組成，揭示了焦化廢水生物處理后出水的物質(zhì)組成及其在芬頓氧化/混凝協(xié)同處理后的污染物變化規律。
7、處理垃圾滲濾液
城市垃圾滲濾液是一種組成成分復雜的污水，將會(huì )污染地下水，對城市環(huán)境構成嚴重威脅。由于其含有多種有毒有害的難降解有機物，不易用傳統的生化法來(lái)處理。不同的填埋場(chǎng)的垃圾滲濾液的組成、濃度不同。因此，對垃圾滲濾液的處理效率，實(shí)驗人員研究主要是從降低COD和去除的混合物中有機物分子量來(lái)考察。
垃圾滲透液中的應用，進(jìn)行了用芬頓法處理垃圾滲濾液的中型試驗，反應在連續的攪拌發(fā)生器中進(jìn)行，當試劑加入量適當時(shí)，COD的去除率可達67.5%，從而提高了可生化性，有利于進(jìn)一步的處理。
由以上對各種廢水的研究可知用芬頓試劑處理廢水的特點(diǎn)，一是反應啟動(dòng)快，反應在酸性的環(huán)境中，常溫常壓，條件溫和；二是不需要設計復雜的反應系統，設備簡(jiǎn)單、能耗小。實(shí)驗人員認為芬頓試劑氧化性強，反應過(guò)程中可以將污染物徹底地無(wú)害化，而且氧化劑H2O2，參加反應后的剩余物可以自行分解掉，不留殘余，同時(shí)也是良好的絮凝劑，效果好。
Fenton試劑在處理各種廢水的時(shí)候，其反應條件差別不大，這就方便了Fenton試劑的工業(yè)化應用。
絮凝反應沉淀池
催化氧化池處理后的廢水自流進(jìn)入絮凝反應沉淀池；廢水在進(jìn)入絮凝反應沉淀池前，設計投加堿NaOH/混凝劑PAC/凝聚劑PAM（由加藥裝置計量投加）進(jìn)行絮凝反應沉淀去除廢水中的部分膠狀體有機污染物、懸浮物, 其原理為絮凝反應沉淀分離，絮凝反應采用機械攪拌的型式。
絮凝反應沉淀池設計為重力式高效斜管沉淀池，采用重力分離原理進(jìn)行的沉淀澄清處理。重力式高效斜管沉淀池相對于一般的沉淀池加裝了高效的斜管填料，具有占地面積小，處理效率好，停留時(shí)間短等特點(diǎn)。絮凝反應沉淀池沉淀分離后的污泥由排泥泵提升進(jìn)入污泥濃縮池進(jìn)行濃縮處理。
絮凝反應沉淀池主體結構為Q235-A碳鋼（內襯玻璃鋼防腐）。絮凝反應沉淀池配套機械攪拌裝置采用軸裝式，具有反應時(shí)間短，反應效果好等特點(diǎn)。絮凝反應沉淀池內設置斜管填料、填料支架、出水堰板等附件。內部斜管填料為六角蜂窩填料，斜管填料主要用于工業(yè)和廢水的沉淀工藝，其主要特點(diǎn)為濕周大、水力半徑小、層流狀態(tài)好、顆粒沉淀不受絮流干擾。斜管填料采用FRP材質(zhì)，具有韌性強、組裝剛度好、不變形、不脆裂、抗老化、使用壽命長(cháng)。填料支架為網(wǎng)格型，為Q235-A碳鋼材質(zhì)（襯玻璃鋼防腐）。出水堰板為Q235-A碳鋼材質(zhì)（襯玻璃鋼防腐）。
