Electro-Fentonin jätevedenpuhdistuslaitteet perustuvat pääasiassa Fentonin katalyyttisen hapetuksen periaatteisiin, jotka edustavat edistynyttä hapetusprosessia, jota käytetään korkean pitoisuuden omaavien, myrkyllisten ja orgaanisten jätevesien hajottamiseen ja käsittelyyn.
Ranskalainen tiedemies Fenton keksi Fentonin reagenssimenetelmän vuonna 1894. Fentonin reagenssireaktion ydin on hydroksyyliradikaalien (•OH) katalyyttinen muodostuminen H2O2:sta Fe2+:n läsnä ollessa. Elektro-Fenton-teknologian tutkimus alkoi 1980-luvulla keinona voittaa perinteisten Fenton-menetelmien rajoitukset ja parantaa vedenkäsittelyn tehokkuutta. Elektro-Fenton-teknologiaan kuuluu Fe2+:n ja H2O2:n jatkuva tuotanto sähkökemiallisin keinoin, jolloin molemmat reagoivat välittömästi muodostaen erittäin aktiivisia hydroksyyliradikaaleja, mikä johtaa orgaanisten yhdisteiden hajoamiseen.
Pohjimmiltaan se tuottaa suoraan Fenton-reagensseja elektrolyysiprosessin aikana. Elektro-Fenton-reaktion perusperiaate on hapen liukeneminen sopivan katodimateriaalin pinnalle, mikä johtaa vetyperoksidin (H2O2) sähkökemialliseen muodostumiseen. Tuotettu H2O2 voi sitten reagoida liuoksessa olevan Fe2+-katalyytin kanssa ja tuottaa voimakkaan hapettimen, hydroksyyliradikaalit (•OH), Fenton-reaktion kautta. •OH:n muodostuminen elektro-Fenton-prosessilla on vahvistettu kemiallisilla koetintesteillä ja spektroskooppisilla tekniikoilla, kuten spin-ansastuksella. Käytännön sovelluksissa •OH:n epäselektiivistä voimakasta hapetuskykyä hyödynnetään vaikeasti hajoavien orgaanisten yhdisteiden tehokkaaseen poistamiseen.
O2 + 2H+ + 2e → H2O2;
H₂O₂ + Fe₂+ → [Fe(OH)₂]₂+ → Fe₃⁺ + •OH + OH⁻.
Electro-Fenton-teknologiaa voidaan ensisijaisesti käyttää kaatopaikkojen suotoveden, väkevien nesteiden ja teollisuusjätevesien esikäsittelyyn esimerkiksi kemian-, lääke-, torjunta-aine-, värjäys-, tekstiili- ja galvanointiteollisuudessa. Sitä voidaan käyttää yhdessä elektrokatalyyttisten edistyneiden hapetuslaitteiden kanssa jäteveden biohajoavuuden merkittäväksi parantamiseksi samalla, kun CODCr:tä poistetaan. Lisäksi sitä käytetään kaatopaikkojen suotoveden, väkevien nesteiden ja teollisuusjätevesien syväkäsittelyyn kemian-, lääke-, torjunta-aine-, värjäys-, tekstiili-, galvanointiteollisuudessa jne., jolloin CODCr:n määrä vähenee suoraan päästönormien täyttämiseksi. Sitä voidaan myös yhdistää "pulssitettuihin elektro-Fenton-laitteisiin" kokonaiskäyttökustannusten alentamiseksi.
Julkaisun aika: 07.09.2023
