Fenton法,從廣義上說(shuō)是利用催化劑或光輻射、或電化學(xué)作用，通過(guò)H2O2產(chǎn)生羥基自由基(·OH)處理有機(jī)物的技術(shù)。

1. 傳統(tǒng)Fenton法

Fenton試劑的實(shí)質(zhì)是二價(jià)鐵離子(Fe2+)和過(guò)氧化氫之間的鏈反應(yīng)催化生成OH自由基，具有較強(qiáng)的氧化能力，其氧化電位僅次于氟，高達(dá)2.80eV。 另外, 羥基自由基具有很高的電負(fù)性或親電性 ,其電子親和能力達(dá) 569.3kJ ，具有很強(qiáng)的加成反應(yīng)特性， 因而 Fenton試劑可無(wú)選擇氧化水中的大多數(shù)有機(jī)物， 特別適用于生物難降解或一般化學(xué)氧化難以湊效的有機(jī)廢水的氧化處理，F(xiàn)enton試劑在處理有機(jī)廢水時(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生鐵水絡(luò)合物,主要反應(yīng)式如下：

[Fe(H2O)6]3++H2O→[Fe(H2O)5OH]2++H3O+

[Fe(H2O)5OH]2++H2O→[Fe(H2O)4(OH)2]+ H3O+

當(dāng)pH為3～7時(shí),上述絡(luò)合物變成：

2[Fe(H2O)5OH]2+→[Fe(H2O)8(OH)2]4++2H2O

[Fe(H2O)8(OH)2]4++H2O→[Fe2(H2O)7(OH)3]3++H3O+

[Fe2(H2O)7(OH)3]3++[Fe(H2O)5OH]2+→[Fe3(H2O)7(OH)4]5++5H2O

以上反應(yīng)方程式表達(dá)了Fenton試劑所具有的絮凝功能。Fenton試劑所具有的這種絮凝/沉淀功能是Fenton試劑降解CODcr的重要組成部分，可以看出利用Fenton試劑處理廢水所取得的處理效果，并不是單純的因?yàn)榱u基自由基的作用，這種絮凝/沉降功能同樣起到了重要的作用。

傳統(tǒng)Fenton法在黑暗中就能力破壞有機(jī)物，具有設(shè)備投資省的優(yōu)點(diǎn)，但其存在兩個(gè)致命的缺點(diǎn)：一是不能充分礦化有機(jī)物，初始物質(zhì)部分轉(zhuǎn)化為某些中間產(chǎn)物，這些中間產(chǎn)或與Fe3+形成絡(luò)合物，或與·OH的生成路線發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)，并可能對(duì)環(huán)境造成的更大危害；二是H2O2的利用率不高，致使處理成本很高。

利用Fe(Ⅲ)鹽溶液,可溶性鐵，鐵的氧化礦物(如赤鐵礦,針鐵礦等)，石墨，鐵錳的氧化礦物同樣可使H2O2催化分解產(chǎn)生·OH，達(dá)到降解有機(jī)物目的，以這類催化劑組成的Fenton體系,成為類Fenton體系，如用Fe3+代替Fe2+,由于Fe2+是即時(shí)產(chǎn)生的，減少了·OH被Fe2+還原的機(jī)會(huì)，可提高·OH的利用效率。若在Fenton體系中加入某些絡(luò)合劑(如C2O42-、EDTA等),可增加對(duì)有機(jī)物的去除率。

2. Photo-Fento法 

2.1 UV-Fenton法：把光引進(jìn)Fenton試劑可以克服普通Fenton試劑的缺點(diǎn)，也稱為光助Fenton法，UV/Fenton法，但并不是普通Fenton與UV/ H2O2簡(jiǎn)單的復(fù)合：

（1）Fe3+和Fe2+能保持良好的循環(huán)反應(yīng), 提高了傳統(tǒng)Fenton試劑的效率；

（2）紫外光和Fe2+對(duì)H2O2催化分解存在協(xié)同效應(yīng)，這主要是由于鐵的某些羥基絡(luò)合物可發(fā)生光敏化反應(yīng)生成·OH所致，F(xiàn)e(OH)2+→Fe2++·OH

（3）使有機(jī)物礦化程度更充分；

（4）有機(jī)物在紫外線作用下可部分降解；但UV/Fenton法只適宜于處理中低濃度的有機(jī)廢水，反應(yīng)裝置復(fù)雜，處理費(fèi)用高。

2.2 UV-vis/H2O2/草酸鐵絡(luò)合物法：草酸鹽和檸檬酸鹽引入 Photo-Fenton 反應(yīng)體系，水中Ｆｅ(Ⅲ)的草酸鹽和檸檬酸鹽具有很高的光化學(xué)活性，可有效提高 Photo-Fenton 反應(yīng)體系對(duì)紫外線利用效果和有機(jī)物的降解效率。一般說(shuō)來(lái)，pH值在3～4.9時(shí),草酸鐵絡(luò)合物效果好；pH值在4.0～8.0時(shí)，F(xiàn)e(Ⅲ)檸檬酸鹽絡(luò)合物的效果好。但因前者具有含F(xiàn)e3+的其他絡(luò)合物所不具備的光譜特性,所以UV-vis草酸鐵絡(luò)合物H2O2法更具發(fā)展前景。

UV-vis草酸鐵絡(luò)合物H2O2法與UV/Fenton法相比優(yōu)越性主要表現(xiàn)在：

（1）具有極高的利用紫外線和可見(jiàn)光的能力，可處理高濃度有機(jī)廢水；

（2）羥自由基·OH的產(chǎn)生速率高，節(jié)約H2O2用量。但依然存在對(duì)可見(jiàn)光的利用能力不是很強(qiáng)，草酸鐵絡(luò)合Fe(C2O4)33-可生成CO2,CO2轉(zhuǎn)化成對(duì)·OH有清除作用的CO32-和HCO3-等弱點(diǎn)。

3.電-Fenton

該法綜合了電化學(xué)過(guò)程和Fenton氧化過(guò)程,充分利用了二者的氧化能力。電Fenton技術(shù)相對(duì)與傳統(tǒng)Fenton具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）自動(dòng)產(chǎn)生H2O2的機(jī)制較完善；

（2）噴灑在陰極上的氧氣或空氣可提高反應(yīng)溶液的混和作用；

（3）Fe2+可由陰極再生，污泥常量少；

（4）有機(jī)物降解因素多，羥基自由基·OH的間接氧化，陽(yáng)極的直接氧化，電混凝和電絮凝。

4.Fenton法和其它方法聯(lián)合

Fenton試劑對(duì)難生物降解廢水、有毒廢水、和生物抑制性廢水有著穩(wěn)定、有效的去除功能，如單獨(dú)使用則處理費(fèi)用往往會(huì)很高，如果將Fenton氧化或光Fenton氧化技術(shù)作為難降解有機(jī)廢水的預(yù)處理或深度處理方法，再與其他處理方法(如生物法、混凝法等)聯(lián)用,則可以降低廢水處理成本，提高處理效率。

4.1Fenton試劑+生物法：目前Fenton試劑最常用的是與生物處理方法聯(lián)用，F(xiàn)enton試劑和生化法聯(lián)合處理主要適用于以下四種類型的廢水

（1）難生物降解廢水；

(2)含有少量難生物降解有機(jī)物可生化廢水；

（3）抑制性廢水；

（4）污染物的生物降解中間產(chǎn)物具有抑制性廢水。

4.2Fenton+超聲波

超聲化學(xué)的主要作用原理是超聲作用下液體的聲空化即液體中的氣泡在超聲作用下在極短的時(shí)間內(nèi)崩潰，在空化泡崩潰的瞬間，會(huì)在其周圍極小空間范圍內(nèi)產(chǎn)生出高溫和高壓，高溫度變化率，并伴有強(qiáng)烈的沖擊波和時(shí)速高達(dá)400kmh的射流，這些極端環(huán)境足以將泡內(nèi)氣體和液體交界面的介質(zhì)加熱分解為強(qiáng)氧化性的物質(zhì)如·O,·OH,·HO2等，從而促進(jìn)有機(jī)物的“水相燃燒”反應(yīng)。超聲波處理和Fenton試劑強(qiáng)化雙低頻超聲波氧化技術(shù)都具有明顯的協(xié)同效應(yīng)。

4.3Fenton試劑+混凝法

低劑量Fenton氧化－混凝法特別適合處理成分復(fù)雜的染料廢水，廢水處理后CODcr和色度去除率分別可以達(dá)84％和95％，且成本低，操作簡(jiǎn)便，但不能有效去除CODcr采用Fenton試劑進(jìn)行預(yù)氧化處理,可以大大提高后續(xù)混凝處理的處理效果，該兩段工藝對(duì)含活性染料廢水具有很好的脫色和CODcr去除效果。

4.4Fenton試劑+活性炭

活性炭作為優(yōu)良的吸附劑廣泛用于水處理。在廢水處理中,活性炭吸附一般只適用濃度較低的廢水和深度廢水處理對(duì)水中存在的小分子有機(jī)物有較好的吸附效果。但對(duì)于一些廢水中存在大分子，但CODcr不是很高卻不能適用。Fenton試劑+活性炭法卻很有效的去除水中有機(jī)物：Fenton試劑摧毀大分子有機(jī)物變成小分子有機(jī)物，然后活性炭吸附。

前人的研究結(jié)果已證實(shí)了Fenton法是一種具有很大應(yīng)用潛力的廢水處理技術(shù)。該方法具有方便快捷，易于操作等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)外，尤其是歐洲，F(xiàn)enton氧化法處理廢水早已經(jīng)在一些對(duì)經(jīng)濟(jì)成本不敏感的工業(yè)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用，隨著研究的深入，F(xiàn)enton法得以不斷的改進(jìn)和發(fā)展,出現(xiàn)了各種組合體系?？偟膩?lái)看,是由普通Fenton法朝光化學(xué)，電化學(xué)，和其它方法聯(lián)用三個(gè)個(gè)方向發(fā)展的。光Fenton法的主要優(yōu)點(diǎn)是有機(jī)物礦化程度好,其發(fā)展方向應(yīng)是加強(qiáng)對(duì)聚光式反應(yīng)器的研制,以便提高光量子的利用效率，用太陽(yáng)光替代紫外光，降低成本。電Fenton法的主要優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)產(chǎn)生H2O2的機(jī)制較完善，但目前還處于試驗(yàn)開(kāi)發(fā)階段，其發(fā)展方向應(yīng)該是：設(shè)計(jì)合理的電解池結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)對(duì)三維電極的研究，提高電流效率、降低能耗；加強(qiáng)對(duì)EF-Fenton法中陰極材料的研制。與其他高級(jí)氧化工藝一樣，F(xiàn)enton法的發(fā)展方向應(yīng)該是提高有機(jī)物的礦化程度和降低運(yùn)行的成本。另外,研究其與其他處理過(guò)程的組合工藝也是近年來(lái)研究者關(guān)注的目前Fenton與其它方法聯(lián)用的實(shí)驗(yàn)僅局限于經(jīng)Fenton試劑預(yù)處理后廢水的可生化性提高，而實(shí)驗(yàn)廢水主要是自配的含已知的一類污染物，很少考慮不同物質(zhì)之間的相互影響，因此有必要把實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向?qū)?shí)際廢水進(jìn)行系統(tǒng)的研究，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模擬，為實(shí)際的應(yīng)用提供可信數(shù)據(jù)。隨著研究的深入，F(xiàn)enton試劑氧化法會(huì)成為更有效的廢水處理技術(shù)。