一、fenton氧化工艺
fenton氧化法是一种氧化技术。fenton试剂含有fe2 和h2o2,h2o2被fe2 催化分解生成•oh,并引发更多的自由基,所以它具有很强的氧化能力,在所有氧化剂中排第二,仅次于氟。其反应机理如下:
fenton处理技术的由传统fenton法演变为铁碳微电解-fenton法、流体化床-fenton法等。
1、fenton氧化工艺在实际废水处理中的运用
1.1 fenton氧化工艺在造纸厂污水处理中的使用
造纸厂运行时污水产量较大,废水种类也较多,水体含有大量的纸浆纤维等难降解有机物、有机氯化物等毒性物质,及微量的汞、酚等,废水色度很高,且于造纸废水营养不均衡,缺乏氮、磷等微生物必须的营养物质,因此,生化性较差,是一种比较难处理的废水。直接应用传统的厌氧水解—好氧法工艺,水中有机物很难降解,在传统生化法的基础上增加fenton工艺对污水进行预处理,先投加的h2o2氧化剂与fe2 ,两者在适当的ph下会反应产生氢氧自由基(•oh),而氢氧自由基的高氧化能力与废水中的难降解有机物反应,可分解氧化有机物,进而降低废水中生物难分解的cod,将废水的可生化行提高。氢氧自由基的强氧化性可以对着色基团中的发色物质进行根除,从而使颜色变淡。所以fenton污水处理工艺在造纸废水中得到了很好的应用。
1.2 fenton氧化工艺在印染废水中的运用
印染行业产生的废水色度较为偏高,有着较高浓度的cod,同时盐的含量也偏高,生化性较差,废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维物质、砂类等多种成分。印染废水实际是一大类废水,印染种类多,染色产品可分为棉、化纤、毛、麻、丝绸、针织等,因此废水水质情况较为复杂。印染废水生化性一般,经传统生化处理,不能达到行业排放标准。为解决印染废水的脱色问题,为确保脱色效果,在生化后可加fenton氧化法进行脱色。根据fenton工艺的演变工艺铁碳微电解——fenton氧化工艺来进行废水的处理,此类工业废水微电解铁碳体积比为1:1,进水ph3.0,反应时间120min时,cod的去除率能达到40%;微电解后的出水经fenton试剂进一步氧化,在ph为3.0,h2o2投加量与fe2 比例约1:1.5,cod的去除率能达到70%,bod/cod比值能提高80%左右。
1.3 fenton氧化工艺在生物制药废水中的运用
生物制药废水属于高浓度有机废水,含有大量的化学成分与抗生素废水等,废水中cod、bod、tn、tp、ss、色度都很高,并带有有毒物质,也属于难降解及有毒性废水,水质成分复杂,可生化性差等。此类废水应尽可能多的去除有机污染物,传统多采用厌氧高温发酵等工艺,但投资成本高,工序复杂,不能实现有机物和色度同时达标的目的。目前,应用比较广泛的工艺有fenton法与混凝法(聚合硫酸铁) 生化法处理。其操作步骤为将废水的ph值调制2.5-3.5左右,再进行硫酸亚铁和h2o2的投加,反应后再投加石灰或naoh将ph调至碱性,使得剩余h2o2分解,剩余铁离子与石灰生成氢氧化铁沉淀。由于原水总氮含量较高,在fenton预处理提升可生化后采用两级硝化——反硝化工艺有效脱氮。
二、fenton氧化法处理工艺的反应因素
1、ph原因
在酸性状况下,fenton污染物处理工艺才能做出反应,ph的增高会使得•oh的生成受到限制,同时也会发生氢氧化铁沉淀的情况,让fe2 的能力不能得到发挥。当溶液当中存在高浓度h 时,fe3 就不能转化为fe2 ,fe2 的效果同时也会大大减小。经过相关研究数据表明在酸性情况下,特别是ph在3~5之间的时候,fenton污染物处理工艺就会有着较强的氧化作用,此时有机物的降解速度也会慢慢放缓,可以在短时间内进行降解。与此同时有机物的反应速度和fe2 和h2o2的初浓度是成正比关系的。在进行工业废水处理期间使用fenton污染物处理工艺,必须要将废水的ph调控在3.5左右好。
2、h2o2和fe2 投加数量、时间、顺序影响
使用fenton污染物处理工艺来进行工业污水处理期间,必须要考虑到fenton实际投加数量、时间、顺序。
由于fenton工艺比较难控制,经常会出现投加fe2 后再进行h2o2投加,废水会立刻变成黑色,如果先投加h2o2后再进行fe2 投加,废水会变成红色至深红色,且cod去除率不高。
一般实际操作是调节ph2.5左右,先加fe2 后再进行h2o2投加,反应时间控制1h左右。fe2 和h2o2的加药量通常为摩尔比为1:1,h2o2与cod摩尔比约为2:1,具体需要做正交实验来确定用量。fenton反应过后好投加聚合硫酸铁等混凝剂进行二次尾水脱色。
三、结束语
fenton氧化法是一种成熟的、可靠的难降解有机废水处理工艺,在造纸、印染、制药废水领域运用效果良好,其演变的新工艺在传统fenton工艺基础上,更加操作方便、投资成本降低、工艺先进。控制好fenton氧化工艺的反应因素,也能更好的提升去除效果、可生化性效率。