Fenton反應：在酸性條件下，H₂0₂與Fe²⁺反應產(chǎn)生羥基自由基，其具有超強的氧化能力（僅次于氟），能把難降解的有機物迅速氧化分解。

反應方程式：H₂0₂+Fe²⁺ →Fe³⁺+OH-+·OH

其中：Fe²⁺是催化劑，H₂0₂是氧化劑，·OH是產(chǎn)生的羥基自由基,羥基自由基存活時(shí)間很短，且極不穩定，生成后有兩個(gè)用途：

1、沒(méi)有碰到污染物，自然分解，造成浪費；

2、接觸到污染物，發(fā)揮氧化作用。

羥基自由基是芬頓反應的核心，技術(shù)創(chuàng )新路線(xiàn)都是沿著(zhù)以上2個(gè)方面進(jìn)行。

芬頓技術(shù)的發(fā)展：

第一代芬頓（又稱(chēng)土芬頓），配套構筑物一般是混凝土澆注，僅有均相反應

優(yōu)點(diǎn)：投資成本低

缺點(diǎn)：COD去除率一般30%~40%，營(yíng)運成本高，污泥量大，容易返色（如雙氧水與硫酸亞鐵的投加量與投加比例控制不好，或三價(jià)鐵不沉淀容易導致廢水呈現出微黃色或黃褐色）。

瓶頸1：Fe²⁺為催化劑，使H₂O₂產(chǎn)生成?OH及OH-，但后續Fe(OH)₃、Fe(OH)₂的產(chǎn)生也伴隨著(zhù)大量污泥。

瓶頸2：COD達到一定的去除率后，無(wú)法再繼續去除。

傳統芬頓只有均相反應（液態(tài)硫酸亞鐵與液態(tài)雙氧水發(fā)生反應生成羥基自由基），羥基自由基大部分都是被自然分解掉，利用率不高，因此，在傳統芬頓的基礎上，芬頓技術(shù)的創(chuàng )新主要在2方面：

1、生成更多的羥基自由基；

2、提高羥基自由基的被利用率；

第二代芬頓（流化床芬頓），配套反應器+填料，均相反應+非均相反應

在傳統芬頓均相反應的基礎上，流化床芬頓增加了非均相反應（固態(tài)羥基氧化鐵與液態(tài)雙氧水發(fā)生反應），以生成更多的羥基自由基，達到降低硫酸亞鐵、雙氧水等藥劑使用量及降低污泥產(chǎn)生量，從而提高芬頓反應的效率。

流化床芬頓配套反應器，反應器內設置有用于推助反應的填料床（填料一般選擇石英砂或鐵碳類(lèi)填料），外源添加的硫酸亞鐵及雙氧水進(jìn)行催化氧化反應所產(chǎn)生的三價(jià)鐵大部份在填料表面上結晶或沉淀，形成固體顆粒，通過(guò)射流泵、循環(huán)水泵增加回流比，從而將大量固體顆粒懸浮于運動(dòng)的流體之中，使顆粒具有流體的某些表觀(guān)特征，這種流-固接觸狀態(tài)稱(chēng)為固體流態(tài)化，即流化床。

非均相反應：反應器內設有填料，硫酸亞鐵及雙氧水反應所產(chǎn)生的羥基氧化鐵（FeOOH）大部份在填料表面上結晶或沉淀，形成固體顆粒，該固體顆粒與雙氧水發(fā)生非均相反應產(chǎn)生羥基自由基：FeOOH + H₂0₂→·OH

相較于均相反應，非均相反應效率較低。如下圖所示：晶體外部紅色圈圈部分即為羥基氧化鐵，隨著(zhù)附在填料上的羥基氧化鐵越來(lái)越多，晶體顆粒越來(lái)越大，當顆粒大到一定程度時(shí)，就會(huì )出現板結，因此，需要定期更換填料。