工業(yè)廢水處理Fenton氧化工藝

一、Fenton氧化工藝

Fenton氧化法是一種高級氧化技術。Fenton試劑含有Fe2+和H2O2，H2O2被Fe2+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。其反應機理如下：

Fenton高級處理技術的由傳統(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，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，因此，生化性較差，是一種比較難處理的廢水。直接應用傳統(tǒng)的厭氧水解―好氧法工藝，水中有機物很難降解，在傳統(tǒng)生化法的基礎上增加Fenton工藝對污水進行預處理，先投加的H2O2氧化劑與Fe2+，兩者在適當的pH下會反應產生氫氧自由基(?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，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用。

1.2 Fenton氧化工藝在印染廢水中的運用

印染行業(yè)產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、砂類等多種成分。印染廢水實際是一大類廢水，印染種類多，染色產品可分為棉、化纖、毛、麻、絲綢、針織等，因此廢水水質情況較為復雜。印染廢水生化性一般，經傳統(tǒng)生化處理，不能達到行業(yè)排放標準。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，反應時間120min時，COD的去除率能達到40%；微電解后的出水經Fenton試劑進一步氧化，在pH為3.0，H2O2投加量與Fe2+比例約1:1.5，COD的去除率能達到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，含有大量的化學成分與抗生素廢水等，廢水中COD、BOD、TN、TP、SS、色度都很高，并帶有有毒物質，也屬于難降解及有毒性廢水，水質成分復雜，可生化性差等。此類廢水應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，工序復雜，不能實現有機物和色度同時達標的目的。目前，應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值調制2.5-3.5左右，再進行硫酸亞鐵和H2O2的投加，反應后再投加石灰或NaOH將pH調至堿性，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，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。當溶液當中存在高濃度H+時，Fe3+就不能轉化為Fe2+，Fe2+的效果同時也會大大減小。經過相關研究數據表明在酸性情況下，特別是pH在3~5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，可以在短時間內進行降解。與此同時有機物的反應速度和Fe2+和H2O2的最初濃度是成正比關系的。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調控在3.5左右最好。

2、H2O2和Fe2+投加數量、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實際投加數量、時間、順序。

由于Fenton工藝比較難控制，經常會出現投加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。

一般實際操作是調節(jié)pH2.5左右，先加Fe2+后再進行H2O2投加，反應時間控制1h左右。Fe2+和H2O2的加藥量通常為摩爾比為1:1，H2O2與COD摩爾比約為2:1，具體需要做正交實驗來確定用量。Fenton反應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、制藥廢水領域運用效果良好，其演變的新工藝在傳統(tǒng)Fenton工藝基礎上，更加操作方便、投資成本降低、工藝先進。控制好Fenton氧化工藝的反應因素，也能更好的提升去除效果、可生化性效率。（來源：陜西蔚藍節(jié)能環(huán)境科技集團有限責任公司）