Anwendungen der Fenton-Reaktion:
Dieses Verfahren kann bei Abwässern, kontaminierten Böden und Schlämmen mit folgenden Maßnahmen eingesetzt werden:
- Zerstörung von organischen Schadstoffen
- Reduzierung der Toxizität
- Verbesserung der biologischen Abbaubarkeit
- BOD/COD-Entfernung
- Geruchs- und Farbentfernung
- Zerstörung von Harz in radioaktiv kontaminierten Schlämmen
Wie funktioniert die Fenton-Reaktion?
Nach der Zugabe von Eisen und Wasserstoffperoxid reagieren diese miteinander und erzeugen Hydroxylradikale, wie die folgenden Gleichungen zeigen:
Fe2+ + H2O2 —-> Fe3+ + .OH + OH-
Fe3+ + H2O2 —-> Fe2+ + .OOH + H+
Der typische Bereich für die Eisendosis ist 1 Teil Fe pro 5-25 Teile H2O2.
Danach reagieren die Hydroxylradikale mit den Schadstoffen und oxidieren diese. Derzeit können die Hydroxylradikale auf 4 Arten mit den Schadstoffen reagieren:
- Addition: .OH + C6H6 —-> (OH)C6H6
- Wasserstoffabstraktion: OH + CH3OH —-> CH2OH + H2O
- Elektronentransfer: .OH + 4- —-> 3- + OH-
- Radikalwechselwirkung: .OH + .OH —-> H2O2
Bei der Fenton-Reaktion werden alle Parameter so eingestellt, dass die beiden ersten Reaktionsarten zwischen dem Schadstoff und den Hydroxylradikalen gefördert werden.
Anforderungen an die Reaktion:
- Einstellung des pH-Werts auf 3-5: Bei einem zu hohen pH-Wert fällt das Eisen in Fe(OH)3 aus und zersetzt das H2O2 zu Sauerstoff. Grundsätzlich liegt der optimale pH-Wert zwischen 3 und 6. Es ist sehr wichtig, auf den doppelten pH-Abfall durch die Zugabe von Eisen und H2O2 zu achten, wie Sie in der folgenden Tabelle sehen können. Der FeSO4-Katalysator, der Rest-H2SO4 enthält, und die H2O2-Zugabe sind nämlich für die Aufspaltung des organischen Materials in organische Säuren verantwortlich.
- Zugabe des Eisenkatalysators als FeSO4-Lösung
- Langsame Zugabe von H2O2: Um den Anstieg des pH-Wertes und der Temperatur während der Reaktion zu kontrollieren, ist es besser, die Reaktion Schritt für Schritt mit einer kontinuierlichen Einstellung durchzuführen.