搜索
一、fenton概述1894年，化学家Fenton首次发现有机物在(H2O2)与Fe组成的混合溶液中能被迅速氧化，并把这种体系称为标准Fenton试剂，可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，氧化效果十分明显。Fenton试剂是由H2O2和Fe混合得到的一种强氧化剂，特别适用于某些难治理的或对生物有毒性的工业废水的处理。由于具有反应迅速、温度和压力等反应条件缓和且无二次污染等优点，近30年来，其在工业废水处理中的应用越来越受到国内外的广泛重视。Fenton法主要有普通fenton法、电fenton法、流体化床fenton法、光fenton法、超声fenton法等。二、fenton试剂反应机理目前，一般的文献中描述，fenton的氧化机理认为•OH是氧化主体。后期研究，在整个降解动力学方程外除了有•OH氧化的贡献外，还同时伴随eaq-的还原降解的贡献。除此之外，许多人提出了不同的Fe、PH、H2O2反应途径和中间产物。Fenton反应会产生被水包围并与Fe疏松连接的•OH它能氧化大多数有机物。Fenton反应产生亚铁离子，H2O2反应产生铁水络和物。证明Fenton试剂具有一定得絮凝沉淀功能，Fenton试剂所具有的这种絮凝沉淀功能是Fenton试剂降解COD的重要组成部分。三、影响fenton试剂处理难降解有机废水的因素1、pH值Fe在溶液中的存在形式受制于溶液的pH值，所以Fenton试剂只在酸性条件下发生作用，在中性和碱性环境中，Fe不能催化H202产生·OH。pH值升高不仅抑制·OH的产生，而且使溶液中的Fe2+以氢氧化物的形成沉淀而失去催化功能。当pH过低时，溶液中的H+浓度过高，反应受到抑制。Fe3+不能顺利的被还原Fe2+，催化反应受阻。一般废水pH在3-5范围时，COD去除率较高，但针对不同废水，其适宜的pH范围不尽相同，并且也不是所有废水都必须在酸性条件下才能被降解。2、试剂配比在Fenton反应中，Fe起到催化剂的作用，是催化H202产生自由基的必要条件。在无Fe条件下，H202难于分解产生自由基。当Fe浓度很低时，反应速度很慢，自由基的产生量小，产生速度慢，整个过程受到限制。当Fe浓度过高时，会将H202还原且被氧化成Fe，造成色度增加。3、反应温度根据反应动力学原理，随着温度的增加，反应速度加快。但对于Fenton试剂这样的复杂反映体系，温度升高，不仅加速正反应的进行，也加速副反应。因此，温度对Fenton试剂处理废水的影响复杂。适当的温度可以激活·OH自由基，温度过高会使H202分解成H2O和O2。4、投加方式Fenton试剂在不同的Fe/H202比值下具有不同的处理功能。FeSO4大于H202时，Fenton试剂具有化学絮凝作用。当后者大于前者时，Fenton试剂具有化学氧化功能。因此，将整个反应过程分为两步进行，两步中考察不同的侧重点，可能具有实际意义。5、动力学影响Fenton试剂化学氧化过程可用m级反应动力学模型表示；反应速率常数和温度、FeSO4和H202的初始浓度有关，而且和H202比较起来，Fenton氧化对FeSO4的依赖更大。此外，影响Fenton试剂处理程度的因素还有诸如有机物的浓度、停留时间、压力等，因此，在工程实践中需要综合考虑多种因素以确定最佳的处理工艺，才能取得良好的经济运行效果。6、催化剂种类7、反应时间四、影响因素设计参考五、fenton法在废水处理中的应用研究（6）焦化废水（7）煤化工废水六、项目案例1、增塑剂生产废水增塑剂生产废水酸性强，有机物浓度高，且含强氧化性物质。产生废水量Q=100m3/d，COD=6000-8000mg/L，BOD5=2500-3000mg/L，Ph=2-3，氨氮＜5mg/L,生产废油2-5g/L，双氧水＜0.1%。出水达到《污水综合排放标准》GB8978-1996三级标准。确定工艺流程：2、垃圾渗滤液广西桂林平山堆肥厂垃圾渗滤液处理改造项目新增的FENTON系统，处理能力为300m3/d。设计进、出水参数表废水种类水量（m3/D）（m3/h）CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）进水30012.5500300400出水30012.51003030（1）原有处理系统工艺流程本项目原有处理系统工艺流程如下页图所示：（2）新增FENTON系统工艺流程本项目拟定在二沉池出水增加一套FENTON系统，FENTON系统工艺流程如下图所示：（3）设备描述及技术规格1)Fenton氧化塔供料泵型号离心泵材质普通材质数量2台，1用1备规格Q=12.5m3/h,H=12m功率2.2kW2)Fenton氧化塔材质壳体：不锈钢316L布水系统：不锈钢316L固液分离系统：PP载体：3000kg石英砂（~Ф0.5mm）型号Ф1.5×7m数量1套配套设备循环泵型号离心泵材质过流部分：不锈钢316L数量4台，2用2备规格Q=50m3/h,H=12m功率3kW3)中和脱气池材质不锈钢304数量1座水力停留时间43min水面超高取0.5m有效容积9m3尺寸2×1.5×3.5m配套设备穿孔管2组4)混凝反应池材质不锈钢304数量1座水力停留时间22min水面超高取0.5m有效容积4.5m3尺寸1.5×1.0×3.5m配套设备穿孔管1组5)终沉池材质不锈钢304数量1座水力停留时间3h表面水力负荷1.02m3/(m2·h)水面超高取0.5m尺寸3.5×3.5×3.5m配套设备斜板数量11m3污泥泵型号离心泵材质壳体：碳钢+防腐叶轮、泵轴：不锈钢数量2台，1用1备规格Q=10m3/h,H=10m功率0.75kW6)H2O2加药系统A双氧水溶解池材质不锈钢304数量1只尺寸1.0×1.0×1.5mB加药泵型号计量泵数量2台，1用1备规格Q＝1.5-90L/h，P=0.5MPa功率0.18kW7)FeSO4加药系统A硫酸亚铁溶解池材质不锈钢304数量1座（分2格）尺寸2.0×2.0×1.5mB加药泵型号计量泵数量2台，1用1备规格Q＝1.5-900L/h，P=0.5MPa功率0.75kW8)液碱加药系统A液碱溶解池材质不锈钢304数量1只尺寸1.0×1.0×1.5mB加药泵型号计量泵数量2台，1用1备规格Q＝1.5-90L/h，P=0.5MPa功率0.18kW9)PAM加药系统(共用原有系统)A加药泵型号计量泵数量2台，1用1备规格Q＝1.5-90L/h，P=0.5MPa功率0.18kW设备一览表序号项目名称规格或型号单位数量材质备注1Fenton供料泵Q=12.5m3/h,H=12，功率2.2kw台2离心泵2Fenton氧化塔Ф1.5×7m套1不锈钢3163Fenton循环泵Q=50m3/h,H=12，功率3kw台4离心泵5中和脱气池2×1.5×3.5座1不锈钢3046混凝反应池1.5×1.0×3.5座1不锈钢3047终沉池3.5×3.5×3.5座1不锈钢3048终沉池斜板11m3套19污泥泵Q=10m3/h,H=10m台1离心泵10双氧水溶解池1.0×1.0×1.5座1不锈钢30411液碱溶解池1.0×1.0×1.5座1不锈钢30412硫酸亚铁溶解池2.0×2.0×1.5座2不锈钢30413双氧水加药泵Q＝1.5-90L/h，P=0.5MPa，功率0.18kw台2计量泵14液碱加药泵Q＝1.5-90L/h，P=0.5MPa，功率0.18kw台2计量泵15硫酸亚铁加药泵Q＝1.5-900L/h，P=0.5MPa，功率0.75kw台2计量泵16PAM加药泵Q＝1.5-90L/h，P=0.5MPa，功率0.18kw台2计量泵17管道阀门批118电气仪表批13、高浓度化工废水废水含有大量的邻硝基甲苯、邻硝基溴苯、邻硝基苯甲醇、邻硝基苯甲醛、邻硝基苯甲酸等硝基苯类副产物，COD、色度值高，pH值为2.5～3.0。根据水质特点，采用芬顿试剂-微电解工艺进行预处理后，再采用厌氧滤池(AF)-序批式活性污泥法(SBR)工艺对该类废水进行处理[20]，工艺流程如图1所示：这个工艺流程在实际运用中取得了良好的效果，出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级排放标准。处理每立方米废水运行费用约为2.80元，如果处理后废水回用，则处理每立方米废水运行费用约为0.9元。