本课题从芬顿试剂对不同成分的印染污水的处理效果着手，以芬顿试剂应用的多方面条件和常见处理对象为研究对象，分析芬顿试剂对印染废水的处理效果，总结归纳废水处理过程中的配比变化，尝试得出最佳的运行芬顿试剂的流程，降低废水处理的运行成本。

一、调查研究或实践的内容和方法

首先：通过互联网、图书馆等信息资源，查阅国内外有关芬顿试剂应用的文献资料。调查国内情况，通过取样，获得关于国内印染污水排放的现状和污水种类的第一手资料，并且进一步探索存在的问题。法国化学家Fenton HJ在1893年发现，在酸性条件下，过氧化氢和二价铁离子的混合溶剂具有强氧化性。后人为了纪念这一发现，将芬顿试剂介导的反应称为芬顿反应。Fenton试剂氧化法的主要原理是利用亚铁离子作为过氧化氢分解的催化剂，反应过程中产生具有极强氧化能力的羟基自由基（标准电极电位为2.80）。羟基自由基进攻有机质分子，从而破坏有机质分子并使其矿化直至转化为CO2等无机质。Fenton试剂除了通过氧化作用去除有机物，还通过铁离子络合物的吸附混凝作用去除有机物。后续常与曝气生物滤池（Biological Aerated Filter，简称BAF）联用，可进一步去除废水中的有机物，降低（Chemical Oxygen Demand，简称COD）和色度。Fenton氧化一般用于处理有机物浓度较高的废水，作为废水预处理或者中水回用系统的浓水深度处理。当COD含量超过 150mg/L，根据不同的硫酸亚铁、双氧水和硫酸的投加配比，可将废水COD降低至80mg/L以下。在色度去除方面，运用芬顿试剂可以获得95%或者更高的废水脱色率,处理含次甲基与偶氮的废水，可去除97%左右的色度，效果显著。Fenton氧化法投资较低、运行成本较高，通过添加一定量的催化剂可减少加药量。此法在造纸、化学品、印染、日用化工、皮革等工业污水处理中均适用。本次课题正是研究了如何在国内处理印染废水的技术下将Fenton试剂应用于印染废水的实际运行成本有效降低。

其次：借助于大学里的实验室，多次重复关于芬顿试剂处理不同印染废水的实验，观察实验结果和记录实验数据，分析结果并归纳，从多方面多角度对实验结果数据进行评估，总结处理印染废水的优化方法以及降低运行Fenton试剂成本的方案。

最后：结合理论依据和实际分析结果，再一次用改良后的运行方案多次实验，达到预期目标。

二、分析芬顿试剂对印染废水的处理效果

直到20世纪70年代，芬顿试剂才在环境化学中找到合适的应用空间，具有去除难以降解有机污染物的高能力的芬顿试剂，在含油废水、印染废水、焦化废水、含酚废水、含硝基废水等废水处理中得到了广泛的应用。采用芬顿试剂处理工业废水可以独立进行，直至达到排放标准，也可以作为其他废水处理法的预处理过程，或者是在其他方法处理后进行精处理，最终达到排放标准。芬顿试剂处理工业废水具有很多优势，一是反应在酸性的环境中进行，常温常压即可反应，芬顿试剂反应启动快，反应条件温和；二是反应设备简单、能耗低，经济性好。芬顿试剂氧化性极强，反应过程中能将污染物彻底无害化，环保且无污染。过氧化氢参加反应后残余物质可以自行分解，同时芬顿试剂的反应条件差别很小，方便复制推广。

在我国印染工业带来的环境问题日益严峻，污染问题已成为制约我国印染工业发展的瓶颈，很多工厂因为废水排放不达标而被关停整改。我国国内多数印染厂采用物化和生化相结合的方法处理印染废水，由于印染废水中的染料稳定性高、水溶性大、难降解，此方法难以取得令人满意的效果。高级氧化技术具有广谱、高效的优点，本课题拟采用芬顿试剂法处理印染废水。

课题将亚甲基蓝视为某种印染废水中的主要成分，通过测量亚甲基蓝在溶液中的浓度从而判断芬顿试剂对印染废水的降解效率。共有三个变量，亚铁离子浓度、双氧水浓度、pH值。通过控制变量的方法，依次确定每个变量的最有效浓度的大致范围，最后得出每个变量最优化情况的整合，得出总体最佳方案。

三、研究结论和反思

芬顿处理系统的运行效果及运行成本与来水的COD及pH等水质条件息息相关，直接影响系统能否正常运行。在运行过程中应尽量降低进入芬顿反应系统的COD，在不增加成本的基础上，通过筛选高效的气浮絮凝剂，提高系统COD去除率，尽量将气浮出水的COD降低，这样芬顿反应所需的药剂量也可以相应降低，将其成本控制在较低水平。通过采用聚硅铁代替硫酸铝作为絮凝剂，可以有效降低出水的pH值，可以有效减少调节pH值的浓硫酸用量，甚至可以不用，这样可以有效降低深度处理的成本。

为使Fenton氧化反应在实际工程中获得最大效率,同时达到节省费用、合理预测、确定反应条件、药品投加量等要求, Fenton氧化反应的机理研究仍然需要详细探讨。对其反应动力学的深入探讨与研究,可促进和改善该工艺在实际中的应用。在实验过程中我们选取了H2O2 用量、FeSO4用量及pH这几个变量作为衡量芬顿试剂功效的指标。我们共确定了以下三个变量进行分析：亚铁离子浓度、双氧水浓度、pH值。对变量进行逐个分析，并得出在每个变量大概为多少的情况下降解率达到最高。

【注】

1.本课题采访及请教过的重点对象通过请教东华大学有过废水处理经验的老师，我对芬顿试剂的应用有了更加全面的了解，从反应机理到设备装置，了解了高级氧化法对废水处理的优势，对我将芬顿试剂法应用到印染废水中的研究得到了极大的启发。通过请教，我深入地了解了印染工业和染整工艺，在老师的帮助下获得了大量的实验样本，为开展实验研究打下了良好的基础。在老师的帮助下，我得以利用东华大学化工生物学院的实验设备进行实验测试研究，保证了课题研究的进展。

2.参考文献

（1）杨林等.Fenton强化微电解工艺处理靛蓝牛仔布印染废水研究［J］．安全与环境学报，2012，12(3):54 -57．　 

（2）Prabir Ghosh，Lalit Kumar Thakur，Amar  Nath  Samanta．　 Electro － Fenton treatment of synthetic organicdyes: Influence of operational parameters and kinetic study［J］．Korean Journal of Chemical Engineering，2012，29(9):1203－1210．

（3）Puthussery, J., Seefeld, S., Berry, N., Gibbs, M. & Law, M. Colloidal  Iron Pyrite (FeS2) Nanocrystal Inks for Thin-Film Photovoltaics. Journal of the American Chemical Society 133, 716–719, doi: 10.1021/ja1096368(2010).

（4）林丽英.高级氧化技术在印染废水处理中应用的探讨[J].辽宁化 工,2014(01):37-38+41