Fenton反應：在酸性條件下，H₂0₂與Fe²⁺反應產(chǎn)生羥基自由基，其具有超強的氧化能力（僅次于氟），能把難降解的有機物迅速氧化分解。

反應方程式：H₂0₂+Fe²⁺ →Fe³⁺+OH-+·OH

其中：Fe²⁺是催化劑，H₂0₂是氧化劑，·OH是產(chǎn)生的羥基自由基,羥基自由基存活時(shí)間很短，且極不穩定，生成后有兩個(gè)用途：

1、沒(méi)有碰到污染物，自然分解，造成浪費；

2、接觸到污染物，發(fā)揮氧化作用。

羥基自由基是芬頓反應的核心，技術(shù)創(chuàng )新路線(xiàn)都是沿著(zhù)以上2個(gè)方面進(jìn)行。

芬頓技術(shù)的發(fā)展：

第一代芬頓（又稱(chēng)土芬頓），配套構筑物一般是混凝土澆注，僅有均相反應

優(yōu)點(diǎn)：投資成本低

缺點(diǎn)：COD去除率一般30%~40%，營(yíng)運成本高，污泥量大，容易返色（如雙氧水與硫酸亞鐵的投加量與投加比例控制不好，或三價(jià)鐵不沉淀容易導致廢水呈現出微黃色或黃褐色）。

瓶頸1：Fe²⁺為催化劑，使H₂O₂產(chǎn)生成?OH及OH-，但后續Fe(OH)₃、Fe(OH)₂的產(chǎn)生也伴隨著(zhù)大量污泥。

瓶頸2：COD達到一定的去除率后，無(wú)法再繼續去除。

傳統芬頓只有均相反應（液態(tài)硫酸亞鐵與液態(tài)雙氧水發(fā)生反應生成羥基自由基），羥基自由基大部分都是被自然分解掉，利用率不高，因此，在傳統芬頓的基礎上，芬頓技術(shù)的創(chuàng )新主要在2方面：

1、生成更多的羥基自由基；

2、提高羥基自由基的被利用率；

第二代芬頓（流化床芬頓），配套反應器+填料，均相反應+非均相反應

在傳統芬頓均相反應的基礎上，流化床芬頓增加了非均相反應（固態(tài)羥基氧化鐵與液態(tài)雙氧水發(fā)生反應），以生成更多的羥基自由基，達到降低硫酸亞鐵、雙氧水等藥劑使用量及降低污泥產(chǎn)生量，從而提高芬頓反應的效率。

流化床芬頓配套反應器，反應器內設置有用于推助反應的填料床（填料一般選擇石英砂或鐵碳類(lèi)填料），外源添加的硫酸亞鐵及雙氧水進(jìn)行催化氧化反應所產(chǎn)生的三價(jià)鐵大部份在填料表面上結晶或沉淀，形成固體顆粒，通過(guò)射流泵、循環(huán)水泵增加回流比，從而將大量固體顆粒懸浮于運動(dòng)的流體之中，使顆粒具有流體的某些表觀(guān)特征，這種流-固接觸狀態(tài)稱(chēng)為固體流態(tài)化，即流化床。

非均相反應：反應器內設有填料，硫酸亞鐵及雙氧水反應所產(chǎn)生的羥基氧化鐵（FeOOH）大部份在填料表面上結晶或沉淀，形成固體顆粒，該固體顆粒與雙氧水發(fā)生非均相反應產(chǎn)生羥基自由基：FeOOH + H₂0₂→·OH

相較于均相反應，非均相反應效率較低。如下圖所示：晶體外部紅色圈圈部分即為羥基氧化鐵，隨著(zhù)附在填料上的羥基氧化鐵越來(lái)越多，晶體顆粒越來(lái)越大，當顆粒大到一定程度時(shí)，就會(huì )出現板結，因此，需要定期更換填料。

圖：芬頓流化床反應器內羥基氧化鐵大部份在填料表面上結晶或沉淀

流化床芬頓對傳統芬頓氧化法作了兩方面改良：

1）利用填料表面形成的鐵氧化物增加非均相反應，提高羥基自由基的產(chǎn)量，從而提高芬頓反應效率；

2）通過(guò)芬頓反應器內流化狀態(tài)促進(jìn)化學(xué)氧化反應及傳質(zhì)效率，即通過(guò)重新循環(huán)反應與芬頓體系形成協(xié)同作用，達到結合均相化學(xué)氧化（芬頓法）、非均相化學(xué)氧化（H₂O₂/FeOOH）、流體化床結晶及FeOOH的還原溶解等功能，使COD去除率提升，減少加藥量、減少污泥產(chǎn)量。

流化床芬頓以此優(yōu)勢替代傳統芬頓在深度處理中應用，但依然存在2個(gè)問(wèn)題：

1、在工程運行一段時(shí)間后，隨著(zhù)晶體顆粒逐漸變大，需要定期清理及更換填料，從而定期產(chǎn)生耗材成本；

2、填料如果沒(méi)有得到及時(shí)清理和更換，非常容易發(fā)生板結及堵塞，造成運行效率不高及運行成本較高；

第三代芬頓（磁芬頓技術(shù)）：配套反應器+無(wú)填料，僅均相反應

與芬頓流化床通過(guò)增加非均相反應以生成更多羥基自由基技術(shù)路線(xiàn)不同，磁芬頓是提高羥基自由基與污染物的接觸幾率，增加羥基自由基的利用率，從而提高芬頓反應效率。磁芬頓的技術(shù)機理主要有以下方面：

1）經(jīng)生化處理后的污水，COD大多是屬于極難降解的可溶性有機物，濃度極低（100mg/L即萬(wàn)分之一），此時(shí)污水內部的結構：COD被大量的水分子包圍，羥基自由基很難接觸到COD。

傳統芬頓/流化床芬頓：采用飽和攻擊的方法，用幾倍于COD的雙氧水去氧化（通俗理解為使用蠻力），2個(gè)明顯特征：雙氧水一定是過(guò)量投加，反應后一定需要進(jìn)行脫氣；

磁芬頓：先將廢水磁化，改變污染物分子與水分子之間的排列次序，使羥基自由基很容易接觸到COD，采用定點(diǎn)清除的方法去氧化COD（通俗理解為使用巧力），因此雙氧水的消耗量極低，只有流化床芬頓的30-40%，后續無(wú)需脫氣。

圖：傳統芬頓羥基自由基很難接觸污染物，自然分解較多，利用率不高

圖：磁芬頓大大增加羥基自由基與污染物的接觸幾率，利用率大幅提高

2）無(wú)需使用石英砂或鐵碳類(lèi)填料

經(jīng)過(guò)磁化后的污水，更有利于羥基自由基發(fā)揮氧化作用，大幅降低硫酸亞鐵和雙氧水的用量，提高污染物處理的廣譜性；磁芬頓在較寬的pH范圍內，將羥基自由基和污染物的高效接觸，大幅提高芬頓反應的效率，磁芬頓技術(shù)是對傳統芬頓（均相催化氧化）技術(shù)的提升，是高級氧化技術(shù)的豐富和發(fā)展。

相比第二代芬頓，磁芬頓技術(shù)最大的區別在于：無(wú)需使用填料，沒(méi)有非均相反應，大幅提高羥基自由基的利用率；

從磁芬頓與流化床芬頓的反應器外觀(guān)可以比較容易得出以下對比結論：

1、磁芬頓反應器高度比較矮，因為無(wú)需在反應器內部安裝填料（芬頓流化床反應器內約50%空間用于填充填料）；

2、磁芬頓反應器沒(méi)有爬梯和扶梯，設備零故障（芬頓流化床反應器須經(jīng)常檢修及更換填料，因此需配備爬梯）；

3、磁芬頓反應器沒(méi)有回流泵/曝氣（芬頓流化床反應器需配備回流泵及曝氣，以讓反應器內部的填料充分流動(dòng)）；

4、磁芬頓無(wú)需配備脫氣工藝（芬頓流化床脫氣主要用于吹脫雙氧水，磁芬頓雙氧水投加量小，不過(guò)量，無(wú)需吹脫）；

Super Cheap 磁芬頓技術(shù)，具有“無(wú)需使用填料，運行成本超低，反應器零故障”三大特點(diǎn)，已經(jīng)在全國諸多工業(yè)污水處理中得到實(shí)際驗證，歡迎客戶(hù)前來(lái)考察。