Sử dụng phản ứng oxy hóa để phá hủy các chất độc hại là một phương pháp xử lý ô nhiễm có hiệu quả. Từ đầu những năm 70 người ta đã đưa ra một quy trình áp dụng nguyên tắc phản ứng Fenton để xử lý ô nhiễm nước thải mà theo đó hyđro peroxyt phản ứng với sắt (II) sunfat sẽ tạo ra gốc tự do hyđroxyl có khả năng phá hủy các chất hữu cơ. Trong một số trường hợp nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn, một số chất hữu cơ sẽ chuyển hóa thành CO2 và nước. Hiện nay các quy định bảo vệ môi trường càng trở nên khắt khe hơn vì vậy phương pháp Fenton lại càng được chú trọng.

Dùng cho phản ứng Fenton cần có xúc tác và chất oxy hóa. Chất xúc tác có thể là muối sắt hai hoặc sắt ba còn chất oxy hóa là hyđro peroxit. Phản ứng tạo ra gốc tự do hyđroxyl diễn ra như sau:

Fe2+ + H2O2 > Fe3+ + OH- + OH

Fe3+ + H2O2 -> Fe2+ + H+ + HOO

2H2O2 > H2O + OH. + HOO

Các gốc hyđroxyl OH. và perhyddroxyl HOO. mới tạo ra là những chất oxy hóa cực mạnh và tồn tại trong một thời gian rất ngắn. Đặc biệt gốc hyđroxyl (OH.) là một trong những chất oxy hóa mạnh nhất mà người ta từng biết đến và nó chỉ đứng sau flo mà thôi.
Gốc OH. có khả năng phá hủy một số axit hữu cơ, các ancol, alđehyt, chất thơm, thuốc nhuộm v.v… và tạo ra các chất không độc hại, như vậy sẽ giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường.
Phản ứng Fenton diễn ra thuận lợi ở nhiệt độ khoảng 5 – 20oC (nếu nhiệt độ quá cao H2O2 dễ phân hủy) và độ pH nhỏ hơn 3 (nếu cao hơn, FeIII sẽ kết tủa). Quy trình áp dụng phản ứng Fenton để xử lý nước thải như sau :
– Điều chỉnh pH của nước thải ở mức 3 – 5.
– Cho xúc tác sắt vào nước thải và Cho H2O2 vào một cách từ từ

Nói chung khi áp dụng quy trình phản ứng Fenton, nước thải cần có pH thấp để duy trì xúc tác sắt ở trong dung dịch, tạo điều kiện cho nó tham gia phản ứng. Trong trường hợp nước thải có độ pH trung hòa, người ta phải dùng một số loại tạo chelat như EDTA, DTPA… để duy trì xúc tác sắt ở trong dung dịch. áp dụng nguyên lý phản ứng Fenton người ta có thể dùng nguồn ánh sáng cực tím hay dùng điện phân cùng kết hợp với H2O2.Trong thực tế để xử lý nước thải ô nhiễm người ta có thể dùng các bình phản ứng hay xử lý tại chỗ. Trong trường hợp xử lý tại chỗ mà nước thải ngấm vào đất thì sau đó phải xúc bỏ phần đất nhiễm bẩn đi để tránh tình trạng các chất bẩn ngấm vào các mạch nước ngầm.

Phương pháp xử lý sử dụng phản ứng Fenton đạt hiệu quả phá hủy chất ô nhiễm rất cao, đạt khoảng 94%, trong trường hợp kết hợp với việc điện phân mức phá hủy có thể đạt mức 68 – 97% đối với các chất polyclo-biphenyl (PCB) và 94 – 99% đối với các chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC).

Xem thêm: 
Ưu điểm của công nghệ xử lý nước thải SBR
So sánh công nghệ Organica với công nghệ xử lý nước thải truyền thống