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如何运用Fenton法处理高难度化工废水处理

关注:日期:2017-03-09

随着工业的快速发展,一些难降解高浓度有机废水成为化工废水处理的难点之一;在不断探索中,高级氧化技术兴起,通常认为凡反应涉及水中羟基自由基的氧化过程即为高级氧化过程,其根据自由基产生方式和反应条件分为多类,熟知的有臭氧氧化、光化学氧化、过氧化氢氧化、湿式催化氧化、电化学氧化等。现在简单分享Fenton法有关知识,供参考交流。

一、芬顿法基础概览

对于芬顿法的基本概念想必大家也都略知一二,普通芬顿法即以亚铁盐作为催化剂与双氧水进行氧化反应用以处理废水。其反应机理如下:

其中第二个方程式是一个快速反应,除产生羟基自由基之外,还可生成另一种自由基HO2˙,反应中Fe2+起激发和传递作用。

对于芬顿法,影响反应效果与速率的因素有反应物本身的特性、H2O2的剂量、Fe2+的浓度、pH值、反应时间及温度等。反应物结构的不同,使其与H2O2反应的难易程度有绝对关系;Fe2+浓度则影响反应时间的长短。因此,相关学者提出芬顿法的pH值一般约控制在2-4之间,一般反应在室温下进行即可。

在利用芬顿法进行废水处理时,硫酸亚铁与双氧水的投加顺序会影响到废水的处理效果。一般先通过正交实验得出硫酸亚铁与双氧水的投加比例。再按照先调pH值,投加硫酸亚铁,再投加双氧水,待反应一段时间后再进行加碱(如氢氧化钠)回调pH值的步骤进行,回调之后最好加些絮凝剂。

某造纸废水Fenton法深度处理流程

在双氧水与硫酸亚铁配比上十分关键,若H2O2投加太多会造成氧化剂的浪费,亦会使污泥出现上浮,Fe2+投加过量,污泥则不易混凝,也会发生返色现象。

Fenton工艺主要用于生物方式无法延续处理的有COD处理需求的废水。该法可广泛应用于电镀、造纸、印染等行业的废水预处理及化工废水处理中,但由于废水处理特性不同,亦或同一类型废水因其他因素的不同,故两者的投加比例需要通过实验加以确定。水世界通过查阅相关资料获悉,在芬顿反应中,理论上通常按双氧水:COD(质量比)=1:1比例,硫酸亚铁与双氧水的投加比例则需要依据实际情况通过正交实验确定。

二、技术发展

通过查阅相关文献获悉,由于普通芬顿法存在过氧化氢的利用率低、有机物矿化不充分的缺陷,所以类芬顿法开始逐步发展。研究者将紫外线或可见光引入了标准的芬顿体系中,可大大提高其对有机物的处理效率,这一方法称作光-芬顿法。

电-芬顿法即在电解槽中通过电解反应生成H2O2或Fe2+,以此形成芬顿试剂,该法综合了电化学反应和芬顿氧化,充分利用了二者的氧化能力。

此外,超声—芬顿法(将超声波技术与芬顿法相结合),微波—芬顿法也在研究当中。

芬顿法在难降解废水处理、脱色和中水回用中具有较大优势,但也存在污水系统结垢较严重、处理成本高,H2O2有一定安全隐患等问题。


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