芦成琛，崔灿灿，梁 辛，刘宏远，吴玉超，颉亚玮
（浙江工业大学 土木工程学院）
（浙江环境监测工程有限公司）
（浙江工业大学 设计与建筑学院）
（开源环境科技集团有限公司）
Fenton与Fe
2+
/PDS对染料废水中有机组分去除特性
芦成琛1 ， 崔灿灿2 ， 梁 辛3 ， 刘宏远1 ， 吴玉超4 ， 颉亚玮1
（1. 浙江工业大学 土木工程学院，浙江 杭州 310023；2. 浙江环境监测工程有限公司，
浙江 杭州 311121；3. 浙江工业大学 设计与建筑学院，浙江 杭州 310023；4. 开源环境
科技集团有限公司，浙江 杭州 311200）
摘 要： 采用 Fe
2+
/H
2
O（2 Fenton）和 Fe
2+
/过二硫酸盐（PDS）处理染料废水的生物处理出水，考
察了两种高级氧化工艺对有机物的去除特性。结果表明，亲水性组分是废水中的主要有机物，且以
分子质量（MW）>10 ku的有机物为主。优化条件下，Fenton对总有机碳（TOC）的去除率（66.45%）显
著优于Fe
2+
/PDS（31.74%），且Fenton对亲水性组分尤其是亲水中性组分的去除更有效。分子质量分
布和三维荧光光谱分析结果表明，Fenton能有效去除各分子质量区间的有机物，破坏其分子结构。
而Fe
2+
/PDS出水主要为溶解性微生物代谢产物，经Fe
2+
/PDS处理后废水中MW>10 ku的物质被转化
为MW<1 ku的物质。傅里叶变换离子回旋共振质谱分析表明，Fenton对木质素类有机物的去除效
果优于Fe
2+
/PDS工艺，而Fe
2+
/PDS出水中有机物的分子总数显著增加。
关键词： 染料废水； Fenton； 过二硫酸盐； 溶解性有机物； 分子质量分布； 傅里叶变
换离子回旋共振质谱
中图分类号：TU992 文献标识码：A 文章编号：1000 - 4602（2025）17 - 0028 - 09
Removal Characteristics of Organic Components in Dye Wastewater by Fenton
and Fe
2+
/Peroxydisulfate Advanced Oxidation Process
LU Cheng‑chen
1
， CUI Can‑can
2
， LIANG Xin
3
， LIU Hong‑yuan
1
， WU Yu‑chao
4
，
XIE Ya‑wei
1
（1. College of Civil Engineering， Zhejiang University of Technology， Hangzhou 310023， China；
2. Zhejiang Environmental Monitoring Engineering Co. Ltd.， Hangzhou 311121， China；
3. College of Design and Architecture， Zhejiang University of Technology， Hangzhou 310023，
China；4. Kaiyuan Environment Technology Group Co. Ltd.， Hangzhou 311200， China）
Abstract： Fe
2+
/H
2
O
2
(Fenton) and Fe
2+
/peroxydisulfate (PDS) were used to treat the effluent from
biological treatment of dye wastewater, to explore the removal characteristics of organic matter by both
advanced oxidation technology. The results indicated that hydrophilic components were the main organic
compounds in the wastewater, and composed mainly of organic compounds with a molecular weight (MW)
greater than 10 ku. Under optimized conditions, the removal of total organic carbon (TOC) from
wastewater by Fenton (66.45%) was significantly better than Fe
2+
/PDS (31.74%), and Fenton was more
effective in removing hydrophilic components, especially hydrophilic neutral components. The results of
DOI：10. 19853/j. zgjsps. 1000-4602. 2025. 17. 004
基金项目：国家自然科学基金资助项目（52170093）；浙江省自然科学基金资助项目（LY22E080010）
通信作者：颉亚玮 E-mail：xyw@zjut.edu.cn
·28·芦成琛，等：Fenton与Fe
2+
/PDS对染料废水中有机组分去除特性
第 41 卷 第 17 期
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molecular weight distribution，three‑dimensional fluorescence spectroscopy and other analysis showed
that Fenton could effectively remove organic matters in all molecular mass intervals and destroy their
molecular structures. Howevers, Fe
2+
/PDS effluent was mainly dissolved microbial metabolites, and the
organic matter of MW>10 ku in the wastewater was converted to the matter of MW<1 ku after Fe
2+
/PDS
treatment. Using Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry analysis, it was found that
the Fenton process demonstrated superior removal efficiency for lignin‑like organic compounds compared
to the Fe²⁺/PDS system, whereas the Fe²⁺/PDS treatment resulted in a significant increase in molecular
population of organic matters in effluent.
Key words： dye wastewater; Fenton; peroxydisulfate; dissolved organic matter; molecular
weight distribution; FT-ICR MS
染料工业是我国的支柱产业，目前我国的染料
生产能力、产量、出口量均处于世界首位。然而染
料生产过程会产生大量废水，其具有色度高、生物
降解性差等特点。除此之外，染料废水中残留的偶
氮类染料、芳香族卤化物还具有致癌性和诱变性。
因此，染料废水的高效处理越来越受到人们关注。
由于染料废水中常常存在染料中间体和具有
高化学稳定性的难生物降解物质，因此，即使经过
较长流程的生物处理，其出水仍残留较高浓度的有
机物，不仅影响达标排放，还可能对水体造成不利
影响，危害生态安全。鉴于此，高级氧化（AOPs）等
技术被用于染料废水的深度处理［1-3］ 。基于·OH和
SO
4 ·-
的高级氧化技术是其典型代表。·OH 的氧化
还原电位较高（E=1. 95~2. 8 V），其可以和有机化合
物发生非选择性反应。与·OH 相比，SO
4 ·-
因具有更
高的氧化还原电位和更长的寿命而被关注。
Fenton是最重要和典型的基于·OH的高级氧化
技术之一，通过 Fe
2+
催化 H
2
O
2
产生·OH 能够有效去
除多种有机污染物，如酚类、染料、三卤甲烷等［4］。
类似地，Fe
2+
也能够活化过硫酸盐产生SO
4 ·-
，实现对
甲氧苄啶、环丙沙星、双酚 A、乙酰氨基酚和橙黄Ⅱ
等有机污染物的高效去除［5-7］ 。
虽然高级氧化技术对模拟废水中的多种有机
物都有很好的去除效果，但是在实际应用和研究中
发现，由于废水组分的复杂性，常用的高级氧化技
术对有机物总量（TOC 或 COD）的去除效果并不理
想。换言之，虽然上述两种自由基对有机物的氧化
选择性弱，但是当其应用于实际废水的处理时，对
有机物的氧化事实上呈现出了一定的差异性，而对
这种差异性的认识是进一步提升高级氧化处理效
果的基础。基于此，以某染料生产企业二级生物处
理出水为研究对象，通过不同方法分离废水中的有
机组分，解析 Fenton 和 Fe
2+
/PDS 两种工艺对各有机
组分的氧化特性，以期为高级氧化工艺的应用提供
支撑。
1 材料
