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      Fenton氧化法--一種高效經濟的高級氧化技術

      發布時間:2018-04-21 10:54??文章來源:www.cwgfz.com??文章作者:高級氧化技術工程

        Fenton氧化法是一種高效且經濟的廢水高級氧化技術,過氧化氫和亞鐵離子反應產生強氧化性的羥基自由基(˙OH),氧化降解廢水中污染物。Fenton氧化法具有氧化能力強、設備簡單、易于操作、操作成本低等優點,廣泛應用于造紙、印染、制藥等行業工業廢水處理。


      Fenton氧化法
       

        1、Fenton氧化法

        Fenton(中文譯為芬頓)是為數不多的以人名命名的無機化學反應之一。1893年,化學家FentonHJ發現,過氧化氫(H2O2)與二價鐵離子Fe的混合溶液具有強氧化性,可以將當時很多已知的有機化合物如羧酸、醇、酯類氧化為無機態,氧化效果十分顯著。但此后半個多世紀中,這種氧化性試劑卻因為氧化性極強沒有被太多重視。但進入20世紀70年代,芬頓試劑在環境化學中找到了它的位置,具有去除難降解有機污染物的高能力的芬頓試劑,在印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水、含硝基苯廢水、二苯胺廢水等廢水處理中體現了很廣泛的應用。當芬頓發現芬頓試劑時,尚不清楚過氧化氫與二價鐵離子反應到底生成了什么氧化劑具有如此強的氧化能力。二十多年后,有人假設可能反應中產生了羥基自由基,否則,氧化性不會有如此強。因此,以后人們采用了一個較廣泛引用的化學反應方程式來描述芬頓試劑中發生的化學反應:

        Fe+H2O2→Fe+OH+˙OH①

        從上式可以看出,1mol的H2O2與1mol的Fe反應后生成1mol的Fe,同時伴隨生成1mol的OH外加1mol的羥基自由基。正是羥基自由基的存在,使得芬頓試劑具有強的氧化能力。據計算在pH=4的溶液中,OH˙自由基的氧化電勢高達2.73V。在自然界中,氧化能力在溶液中僅次于氟氣。因此,持久性有機物,特別是通常的試劑難以氧化的芳香類化合物及一些雜環類化合物,在芬頓試劑面前全部被無選擇氧化降解掉。1975年,美國著名環境化學家WallingC系統研究了芬頓試劑中各類自由基的種類及Fe在Fenton試劑中扮演的角色,得出如下化學反應方程:

        H2O2+Fe→Fe+O2+2H②

        O2+Fe→Fe+O2˙③

        可以看出,芬頓試劑中除了產生1摩爾的OH˙自由基外,還伴隨著生成1摩爾的過氧自由基O2˙,但是過氧自由基的氧化電勢只有1.3V左右,所以,在芬頓試劑中起主要氧化作用的是OH˙自由基。

        芬頓試劑法是針對一些特別難降解的機有污染物如高COD,利用硫酸亞鐵和雙氧水的強氧化還原性,生成反應強氧化性的羥基自由基,與難降解的有機物生成自由基,最后有效的氧化分解(芬頓(Fenton)試劑反應機理)。芬頓試劑的處理效果受到廢水污染物濃度,反應的pH值,硫酸亞鐵與雙氧水的比例,雙氧水的投加濃度的影響。

        2、芬頓氧化加硫酸亞鐵后多久加入雙氧水

        芬頓試劑的主要藥劑是硫酸亞鐵與雙氧水與堿。硫酸亞鐵與雙氧水的投加順序會影響到廢水的處理效果。先通過正交實驗將硫酸亞鐵與雙氧水的投加比例得出(一旦控制不好便容易返色)。再按照先調PH值,投加硫酸亞鐵,再投加雙氧水,再進芬頓試劑投加順序與污泥沉降處理行pH值調節的順序進行投加。在硫酸亞鐵投加后反應15分鐘左右,再進行雙氧水的投加,反應20~40分鐘后再加入堿回調pH值,處理效果更佳。

        3、芬頓氧化后污泥沉降如何處理

        由于芬頓氧化過程中硫酸亞鐵的大量投加,使得硫酸亞鐵中鐵離子的大量沉淀,產了大量的鐵泥。甚至會造成大量的污泥懸浮物在廢水中難以沉降。出現這種情況的原因大多數是因硫酸亞鐵與雙氧水的投加比例沒有控制好,或雙氧水投加過量、反應不徹底導致。出現這種情況后可以通過投加絮凝劑(聚丙烯酰胺)進行強化絮凝沉淀?;蛘咄ㄟ^投加石灰粉進行PH值調節及助凝對懸浮物進行凝聚沉淀。

        一般在污水處理工程上,采用芬頓都有特殊的反應條件和足夠的反應時間,如果確定芬頓反應進行徹底,可在水中投加非離子型的聚丙烯酰胺,它可以幫助污泥加速沉降。利用硫酸亞鐵芬頓對一些高色度與高COD廢水的去除率都可以達到90%-95%。

        芬頓(Fenton)法作為廢水高級氧化技術,利用Fe2+和H2O2之間的鏈反應催化生成具有強氧化性的羥基自由基(˙OH),可氧化各種有毒和難降解的有機化合物,針對高濃度難生物降解廢水處理,可作為生物前處理以改善水質,提升廢水的可生化性,為后續的深度處理創造有利條件。

        德蘭梅勒專業提供電化學氧化高級技術、濕式氧化技術、光催化氧化技術、臭氧催化氧化技術、UV聯合工藝氧化技術、高級生物氧化技術,技術廣泛應用于工業有機廢水處理、抗生素制藥廢水、含氰廢水處理及其他水處理除氧工藝流程的應用。