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    芬頓氧化工藝處理工業廢水

     

    一、Fenton氧化工藝

          Fenton氧化法是一種高級氧化技術。Fenton試劑含有Fe2+和H2O2,H2O2被Fe2+催化分解生成•OH,并引發更多的自由基,所以它具有很強的氧化能力,在所有氧化劑中排第二,僅次于氟。其反應機理如下:

          Fenton高級處理技術的由傳統Fenton法演變為鐵碳微電解-Fenton法、流體化床-Fenton法等。

     

    1、Fenton氧化工藝在實際廢水處理中的運用

          1.1 Fenton氧化工藝在造紙廠污水處理中的使用

          造紙廠運行時污水產量較大,廢水種類也較多,水體含有大量的紙漿纖維等難降解有機物、有機氯化物等毒性物質,及微量的汞、酚等,廢水色度很高,且于造紙廢水營養不均衡,缺乏氮、磷等微生物必須的營養物質,因此,生化性較差,是一種比較難處理的廢水。直接應用傳統的厭氧水解—好氧法工藝,水中有機物很難降解,在傳統生化法的基礎上增加Fenton工藝對污水進行預處理,先投加的H2O2氧化劑與Fe2+,兩者在適當的pH下會反應產生氫氧自由基(•OH),而氫氧自由基的高氧化能力與廢水中的難降解有機物反應,可分解氧化有機物,進而降低廢水中生物難分解的COD,將廢水的可生化行提高。氫氧自由基的強氧化性可以對著色基團中的發色物質進行根除,從而使顏色變淡。所以Fenton污水處理工藝在造紙廢水中得到了很好的應用。

     

          1.2 Fenton氧化工藝在印染廢水中的運用

          印染行業產生的廢水色度較為偏高,有著較高濃度的COD,同時鹽的含量也偏高,生化性較差,廢水中含有染料、漿料、助劑、油劑、酸堿、纖維物質、砂類等多種成分。印染廢水實際是一大類廢水,印染種類多,染色產品可分為棉、化纖、毛、麻、絲綢、針織等,因此廢水水質情況較為復雜。印染廢水生化性一般,經傳統生化處理,不能達到行業排放標準。為解決印染廢水的脫色問題,為確保脫色效果,在生化后可加Fenton氧化法進行脫色。根據Fenton工藝的演變工藝鐵碳微電解——Fenton氧化工藝來進行廢水的處理,此類工業廢水微電解鐵碳體積比為1:1,進水pH3.0,反應時間120min時,COD的去除率能達到40%;微電解后的出水經Fenton試劑進一步氧化,在pH為3.0,H2O2投加量與Fe2+比例約1:1.5,COD的去除率能達到70%,BOD/COD比值能提高80%左右。

     

          1.3 Fenton氧化工藝在生物制藥廢水中的運用

          生物制藥廢水屬于高濃度有機廢水,含有大量的化學成分與抗生素廢水等,廢水中COD、BOD、TN、TP、SS、色度都很高,并帶有有毒物質,也屬于難降解及有毒性廢水,水質成分復雜,可生化性差等。此類廢水應盡可能多的去除有機污染物,傳統多采用厭氧高溫發酵等工藝,但投資成本高,工序復雜,不能實現有機物和色度同時達標的目的。目前,應用比較廣泛的工藝有Fenton法與混凝法(聚合硫酸鐵)+生化法處理。其操作步驟為將廢水的pH值調制2.5-3.5左右,再進行硫酸亞鐵和H2O2的投加,反應后再投加石灰或NaOH將pH調至堿性,使得剩余H2O2分解,剩余鐵離子與石灰生成氫氧化鐵沉淀。由于原水總氮含量較高,在Fenton預處理提升可生化后采用兩級硝化——反硝化工藝有效脫氮。

     

    二、Fenton氧化法處理工藝的反應因素

          1、pH原因

          在酸性狀況下,Fenton污染物處理工藝才能做出反應,pH的增高會使得•OH的生成受到限制,同時也會發生氫氧化鐵沉淀的情況,讓Fe2+的能力不能得到發揮。當溶液當中存在高濃度H+時,Fe3+就不能轉化為Fe2+,Fe2+的效果同時也會大大減小。經過相關研究數據表明在酸性情況下,特別是pH在3~5之間的時候,Fenton污染物處理工藝就會有著較強的氧化作用,此時有機物的降解速度也會慢慢放緩,可以在短時間內進行降解。與此同時有機物的反應速度和Fe2+和H2O2的最初濃度是成正比關系的。在進行工業廢水處理期間使用Fenton污染物處理工藝,必須要將廢水的ph調控在3.5左右最好。

     

          2、H2O2和Fe2+投加數量、時間、順序影響

          使用Fenton污染物處理工藝來進行工業污水處理期間,必須要考慮到Fenton實際投加數量、時間、順序。

          由于Fenton工藝比較難控制,經常會出現投加Fe2+后再進行H2O2投加,廢水會立刻變成黑色,如果先投加H2O2后再進行Fe2+投加,廢水會變成紅色至深紅色,且COD去除率不高。

          一般實際操作是調節pH2.5左右,先加Fe2+后再進行H2O2投加,反應時間控制1h左右。Fe2+和H2O2的加藥量通常為摩爾比為1:1,H2O2與COD摩爾比約為2:1,具體需要做正交實驗來確定用量。Fenton反應過后最好投加聚合硫酸鐵等混凝劑進行二次尾水脫色。

     

    三、結束語

          Fenton氧化法是一種成熟的、可靠的難降解有機廢水處理工藝,在造紙、印染、制藥廢水領域運用效果良好,其演變的新工藝在傳統Fenton工藝基礎上,更加操作方便、投資成本降低、工藝先進??刂坪肍enton氧化工藝的反應因素,也能更好的提升去除效果、可生化性效率。

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