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工業(yè)廢水處理Fenton氧化工藝

2022-12-06 14:14:26 7

一、Fenton氧化工藝

Fenton氧化法是一種高級氧化技術(shù)。Fenton試劑含有Fe2+H2O2H2O2Fe2+催化分解生成?OH,并引發(fā)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(yīng)機理如下:

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Fenton高級處理技術(shù)的由傳統(tǒng)Fenton法演變?yōu)殍F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(chǎn)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(zhì),及微量的汞、酚等,廢水色度很高,且于造紙廢水營養(yǎng)不均衡,缺乏氮、磷等微生物必須的營養(yǎng)物質(zhì),因此,生化性較差,是一種比較難處理的廢水。直接應(yīng)用傳統(tǒng)的厭氧水解―好氧法工藝,水中有機物很難降解,在傳統(tǒng)生化法的基礎(chǔ)上增加Fenton工藝對污水進行預(yù)處理,先投加的H2O2氧化劑與Fe2+,兩者在適當(dāng)?shù)?/span>pH下會反應(yīng)產(chǎn)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(yīng),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(fā)色物質(zhì)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(yīng)用。

1.2 Fenton氧化工藝在印染廢水中的運用

印染行業(yè)產(chǎn)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(zhì)、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(chǎn)品可分為棉、化纖、毛、麻、絲綢、針織等,因此廢水水質(zhì)情況較為復(fù)雜。印染廢水生化性一般,經(jīng)傳統(tǒng)生化處理,不能達(dá)到行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)。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(jù)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(yè)廢水微電解鐵碳體積比為1:1,進水pH3.0,反應(yīng)時間120min時,COD的去除率能達(dá)到40%;微電解后的出水經(jīng)Fenton試劑進一步氧化,在pH3.0,H2O2投加量與Fe2+比例約1:1.5COD的去除率能達(dá)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(xué)成分與抗生素廢水等,廢水中COD、BODTN、TP、SS、色度都很高,并帶有有毒物質(zhì),也屬于難降解及有毒性廢水,水質(zhì)成分復(fù)雜,可生化性差等。此類廢水應(yīng)盡可能多的去除有機污染物,傳統(tǒng)多采用厭氧高溫發(fā)酵等工藝,但投資成本高,工序復(fù)雜,不能實現(xiàn)有機物和色度同時達(dá)標(biāo)的目的。目前,應(yīng)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(diào)制2.5-3.5左右,再進行硫酸亞鐵和H2O2的投加,反應(yīng)后再投加石灰或NaOHpH調(diào)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(yù)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(yīng)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(yīng),pH的增高會使得?OH的生成受到限制,同時也會發(fā)生氫氧化鐵沉淀的情況,讓Fe2+的能力不能得到發(fā)揮。當(dāng)溶液當(dāng)中存在高濃度H+時,Fe3+就不能轉(zhuǎn)化為Fe2+,Fe2+的效果同時也會大大減小。經(jīng)過相關(guān)研究數(shù)據(jù)表明在酸性情況下,特別是pH3~5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(nèi)進行降解。與此同時有機物的反應(yīng)速度和Fe2+H2O2的最初濃度是成正比關(guān)系的。在進行工業(yè)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(diào)控在3.5左右最好。

2、H2O2Fe2+投加數(shù)量、時間、順序影響

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

由于Fenton工藝比較難控制,經(jīng)常會出現(xiàn)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(diào)節(jié)pH2.5左右,先加Fe2+后再進行H2O2投加,反應(yīng)時間控制1h左右。Fe2+H2O2的加藥量通常為摩爾比為1:1,H2O2COD摩爾比約為2:1,具體需要做正交實驗來確定用量。Fenton反應(yīng)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(jié)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(lǐng)域運用效果良好,其演變的新工藝在傳統(tǒng)Fenton工藝基礎(chǔ)上,更加操作方便、投資成本降低、工藝先進??刂坪?/span>Fenton氧化工藝的反應(yīng)因素,也能更好的提升去除效果、可生化性效率。(來源:陜西蔚藍(lán)節(jié)能環(huán)境科技集團有限責(zé)任公司)

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