涂裝廢水是制造業(yè)中典型的難降解工業(yè)廢水，含有高分子樹脂、顏料、磷酸鹽等復(fù)雜污染物，具有COD高、可生化性差的特點。Fenton氧化技術(shù)因其強氧化能力，成為處理此類廢水的有效手段。本文結(jié)合最新研究進展，探討Fenton技術(shù)在涂裝廢水降解中的應(yīng)用與優(yōu)化方向。

一、Fenton技術(shù)原理與優(yōu)勢

Fenton試劑由H?O?和Fe2?組成，在酸性條件下（pH=2~4）發(fā)生鏈式反應(yīng)，生成具有強氧化能力的羥基自由基（·OH）?！H可攻擊有機物分子中的C—C鍵、C—N鍵等化學(xué)鍵，將其分解為小分子有機物或最終礦化為CO?和H?O。該技術(shù)的核心優(yōu)勢在于：

高效氧化能力：·OH的標準氧化還原電位高達2.8V，可降解傳統(tǒng)生物法難以處理的頑固污染物；

無二次污染：反應(yīng)最終產(chǎn)物為H?O和Fe(OH)?沉淀，避免了有毒副產(chǎn)物的生成；

經(jīng)濟性：相比臭氧氧化或電化學(xué)法，F(xiàn)enton試劑成本低廉，操作簡便。

二、涂裝廢水處理中的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

實際工程中，F(xiàn)enton工藝的效果受多重因素影響：

pH值控制：低pH（2~3）有利于Fe2?催化H?O?分解生成·OH，但pH過低會導(dǎo)致Fe3?沉淀，影響催化循環(huán)；

H?O?投加量：過量H?O?會消耗·OH（發(fā)生副反應(yīng)：H?O? + ·OH → H?O + HO?·），需通過實驗確定最佳投加比（通常n(H?O?/Fe2?)=3~10）；

反應(yīng)時間：COD去除率隨反應(yīng)時間延長而提高，但超過一定閾值后趨于穩(wěn)定（一般60~90min）。

研究表明，在pH=3、H?O?投加量為1.7g/L、FeSO?·7H?O為1.75g/L的條件下，反應(yīng)10min可使涂裝廢水COD去除率達70%以上（王小曉等，2024）。

三、工藝優(yōu)化與組合技術(shù)

單一Fenton工藝存在鐵泥產(chǎn)量大、能耗高等問題，需結(jié)合其他技術(shù)形成協(xié)同體系：

Fenton-混凝沉淀：先通過Fenton氧化破壞有機物結(jié)構(gòu)，再投加PAC/PAM絮凝劑去除懸浮物和殘留污染物。實際案例顯示，該組合工藝可使COD總?cè)コ侍嵘?0%~90%（涂裝廢水案例，COD從3000~20000mg/L降至1200~4000mg/L）。

電-Fenton技術(shù)：外加電流促進Fe3?/Fe2?循環(huán)，提高H?O?利用率，降低藥劑成本。

類Fenton試劑：采用Fe3?、Cu2?等替代Fe2?，或結(jié)合紫外光（UV-Fenton）、超聲波（US-Fenton）增強·OH生成效率。

四、工程應(yīng)用與挑戰(zhàn)

在江蘇某電動自行車涂裝廢水處理項目中，采用“Fenton氧化+混凝沉淀”工藝，通過小試確定最佳反應(yīng)條件（pH=3.5、H?O?/Fe2?=5），最終出水COD穩(wěn)定低于500mg/L，達到三級排放標準。然而，該技術(shù)仍面臨以下挑戰(zhàn)：

鐵泥處置：反應(yīng)生成的Fe(OH)?污泥需進一步脫水處理；

pH調(diào)節(jié)成本：需消耗大量酸堿試劑維持反應(yīng)條件；

復(fù)雜廢水適應(yīng)性：高濃度表面活性劑可能抑制·OH的鏈式反應(yīng)。

五、未來發(fā)展方向

催化劑改性：開發(fā)負載型Fe基催化劑（如Fe?O?@活性炭）提高活性組分回收率；

工藝集成：耦合生物法（如厭氧-好氧工藝）實現(xiàn)深度脫碳除氮；

智能化控制：基于在線監(jiān)測（如COD、pH傳感器）動態(tài)優(yōu)化投藥量。

Fenton技術(shù)憑借其高效性和經(jīng)濟性，在涂裝廢水處理領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊前景。通過工藝優(yōu)化與技術(shù)創(chuàng)新，有望進一步降低處理成本，推動工業(yè)廢水治理的綠色升級。