水具有高色度、高有机物、高矿物油等特点, 一直是 影响和制约着正常钻井生产的不利因素, 经对川渝两 地钻井废水处理情况统计表明, 仅仅采用常规混凝法 处理, 不能满足钻井后期废水达标排放。目前对于钻 井废水深度处理研究中, Fenton试剂氧化处理技术机 理和试验报道较多。
案例
Fenton试剂具有强氧化性的实质是Fe2+和H2O2的链 反应催化生成氧化性很强的·OH, ·OH能够有效氧化 有机物, 对废水中的C-O、C=C进行加成, 促成双键分 裂, 改变其分子结构, 降解有机物, 从而降低COD值和 色度。
案例
实验选新津某井钻井废水。该井的钻井液为聚磺钻 井液, COD值为3600mg/L。经混凝处理后,取上层清 液作为试验用水, COD值为1640mg/L。取100ml试 验用水, 加入氧化剂和催化剂, 达到设定氧化时间, 取 中间液分析。
根据正交试验结果分析pH为4 、 H2O2（30%）加量 1mL、FeSO4·7H2O加量为0. 05g、反应时间为4h是 本次设计的最优组合。
案例
许多研究人员已经在野外和室内进行了一系列采用 高锰酸盐处理TCE 污染场地的研究。实验结果表明, pH 值在4~ 8时, 经KMnO4氧化处理8小时后大部分 的TCE都转化为CO2。
案例
臭氧主要用于去除低氧化态的氯代烯烃, 其主要机制 分为两类: 臭氧直接与C=C 发生反应, 或是通过·OH 的亲核取代反应, 反应式如下: 2O3 + 3H2O2→4O2 + 2·OH + 2H2O
案例
与传统的Fenton氧化法相比, 此类反应不仅不需要额 外加入Fe2+ , 而且最重要的是并非只在酸性条件下 (pH=2~4)才能发生反应。研究结果表明, Fentonlike法在天然pH条件下可直接氧化DNA PL相的TCE, 在通过7个孔隙体积的H2O2后, 残留在柱中的TCE DNA PL去除率可达到91% , 在柱顶部更高达97% 。
案例
案例
综上所述, 近10年来ISCO技术已经取得了重大进展, 并且成为现今发展最为迅速的土壤修复技术。从根 本上来说, 随着这项技术的不断发展和日益完善, 它 将会对实际污染场地的修复做出更大的贡献并降低 修复的成本。
案例
案例：Fenton试剂在钻井废水处理中的应用 钻井作业后期产生含有大量钻井液添加剂的钻井废
Fenton氧化法是一种高效的、应用最广泛的高级氧 化法，在处理一般氧化剂难氧化、难生物降解的有 毒有机物时具有独特的优势。
概述
1894年法国科学家H.J.H.Fenton在一项科学研究中 发现酸性水溶液中当亚铁离子和过氧化氢共存时可 以有效地将苹果酸氧化。这项研究发现为人们分析 还原性有机物和选择性氧化有机物提供了一种新的 方法。后人为了纪念这位伟大的科学家，将Fe2+／ H2O2命名为Fenton试剂，使用这种试剂的反应称为 Fenton反应。
案例
Fenton试剂处理源区前后含水层介质中微生物活性 的变化趋势
案例
过硫酸盐是近年来最新研究的一种ISCO氧化剂, 地 下水温度环境下(15℃), 过硫酸根离子(S2O82-)是带有 2个电子的强氧化剂。它在一些特定的催化剂的诱导 下, 可以生成硫酸根自由基(·SO4-)与·OH, 其反应式如 下： S2O82-+热→2·SO4S2O82- + M en+→·SO4-+M e(n+1)++SO42-
பைடு நூலகம் 案例
原位化学氧化(ISCO)就是将化学氧化剂注入到土壤 环境中, 通过它们与污染物之间的化学反应将土壤中 的污染物转化为无害的化学物质的方法。事实证明, 它能够有效地处理TCE污染的土壤。目前用于ISCO 的氧化剂主要有以下4种不同的类型: 高锰酸盐 (MnO4-), Fenton试剂(Fe2+／H2O2), 过硫酸盐(S2O82-) 和臭氧(O3)。
案例
H2O2曾作为氧气的来源应用于土壤生物修复过程中 以促进微生物的生长, 后来又作为氧化剂用于处理土 壤中的污染物, 近年来则更多地应用于氯代溶剂(TCE, PCE)的原位氧化处理。一些学者发现, Fe2+与H2O2 在酸性条件下( pH=2~3)会发生反应, 生成具有非选 择性强氧化还原能力的·OH, 并放出大量热。其反应 式如下: Fe2++H2O2→Fe3++·OH +OH-
一些学者研究发现臭氧也可以分解TCE。然而·OH 较低的浓度和与其它溶解物的反应仍然是一个问题。
案例
研究指出有4种途径可以提高臭氧的氧化能力: 1.pH 的变化; 2.添加·OH; 3.紫外射线;4.过氧化氢和紫外射 线的联合应用。结果表明当过氧化氢与臭氧以0.5~ 0.7:1(w/w)的比例加入的时候, 其氧化速率能够提高 2~3倍。由此证明,在特定环境下采用臭氧对TCE 进 行氧化, 是一种非常有前途的去除过程。
案例
铁催化过氧化氢主要分为2种类型: 利用溶解性铁作 为催化剂, 如Fe2+的Fenton氧化法, 此种方法最大的 局限就是pH值的范围; 以铁氧化物作为催化剂, 如 Fenton-like氧化法。近年来, Fenton-like氧化法已 经被逐渐应用于土壤和地下水的污染治理, 因为土壤 和含水层本身含有大量的天然铁矿物, 由其催化的 Fenton-like反应能够有效地修复TCE污染的土壤和 地下水。
化学氧化修复技术
概述
化学氧化修复技术是利用氧化剂的氧化性能，使污 染物氧化分解，转变成无毒或毒性较小的物质，从 而消除土壤环境中的污染。
氧化剂能使污染物转化或分解成毒性、迁移性或环 境有效性较低的形态。常用于修复的化学氧化剂包 括高锰酸钾、臭氧、过氧化氢和Fenton试剂等。
概述
高级氧化法主要指的是氧化剂在其它物质存在的情 况下分解产生羟基自由基(·OH)而发生自由基型反应， 这种情况下，污染物可直接或间接矿化为CO2和H2O。
案例
Fenton试剂催化氧化为基础, 将混凝、沉淀、氧化、 吸附、反渗透技术结合, 集成形成了一套处理钻井废 水的处理工艺。
最后
与·OH不同, ·SO4-更为稳定, 且适用的pH范围更为广 泛, 约在2.5~11之间。
案例
最近研究和发展的一种过硫酸盐活化技术是将H2O2 和Na2S2O8相结合的双氧化系统。在这个系统 中,H2O2在一些催化剂的激活作用下会生成·OH,·OH 会催化过硫酸盐生成·SO4- , 同样,·SO4-与水反应生 成·OH。这种连锁反应会保证整个系统中的氧化剂的 浓度保持在相对稳定的状态。这对于多种污染物混 合的DNA PL是一种有效的去除方法。
案例
此外在适当的环境下, Fenton 试剂处理过的源区同 样会导致氯代烯烃污染羽的减小。美国佐治亚州金 海湾(King Bay)的市立垃圾处理厂在对污染源处理 前, PCE污染源的浓度高达4500g/L, 其污染羽中的 VC浓度达到800g/L。经过Fenton试剂的原位化学氧 化, 源区的PCE浓度降低到100g /L以下, 且污染羽中 VC的浓度在处理6年后有明显减少。
案例
案例：三氯乙烯污染土壤和地下水污染源区的修复 研究进展
三氯乙烯(TCE)作为氯代溶剂被广泛应用于金属加工、 电子、干洗等行业, 由于其普遍应用而成为土壤和地 下水环境中最为广泛的污染物之一。TCE的密度大、 黏滞性低, 在地下迁移能力强, 甚至能够穿透土壤细 微孔隙, 而到达更深层的地下环境中, 且与水共存时 形成具有明显交界面的两个独立系统, 导致治理工作 更加困难。
概述
Fenton反应有以下优点：产生的·OH可迅速氧化去 除多种有机物，反应不会造成二次污染；H2O2环境 友好且易于处置，会缓慢分解为氧气和水，H2O2的 加入可以提供一部分溶氧，而且铁的来源丰富、无 毒、易于去除，减少了体系的处理成本，有较好的 经济效益。相对于其它高级氧化法，Fenton反应成 本较为低廉，有毒副产物产生的几率显著降低，缺 点是H2O2利用率低，有机物矿化不充分，运行成本 高。
案例
高锰酸盐作为一种强氧化剂, 通常以水溶液的形式注 入到土壤的受污染区域, 将污染物最终氧化为无害的 化学物质, 反应式如下: MnO4- + 4H+ + 3e-→MnO2 + 2H2O
KMnO4能够氧化多孔土壤介质中的TCE污染物。与 其他氧化剂相比, KMnO4在环境中的存在时间更为持 久, 且适用的pH 值更为广泛。