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工业废水处理|Fenton(芬顿)及类Fenton(芬顿)氧化法技术介绍

文章编辑:新能环境人气:367发表时间:2020-01-02【

Fenton(芬顿)及类Fenton(芬顿)氧化法


典型的Fenton(芬顿)试剂是由Fe2+催化H2O2分解产生˙OH,从而引发有机物的氧化降解反应。由于Fenton(芬顿)法处理废水所需时间长,使用的试剂量多,而且过量的Fe2+将增大处理后废水中的COD并产生二次污染。


近年来,人们将紫外光、可见光等引入Fenton(芬顿)体系,并研究采用其他过渡金属替代Fe2+,这些方法可显著增强Fenton(芬顿)试剂对有机物的氧化降解能力,减少Fenton(芬顿)试剂的用量,降低处理成本,统称为类Fenton(芬顿)反应。


Fenton(芬顿)法反应条件温和,设备较为简单,适用范围广;既可作为单独处理技术应用,也可与其他方法联用,如与混凝沉淀法、活性碳法、生物处理法等联用,作为难降解有机废水的预处理或深度处理方法。


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Fenton(芬顿)氧化法在处理氰化物的应用  


氰化物是剧毒性的物质,在废水的排放中都要严格控制氰化物的含量。


芬顿试剂可有效地处理氰化物,处理过程中,游离的氰化物分两步被分解。


俄罗斯学者研究了采用Fenton(芬顿)试剂处理含有氰化物和硫氰化物的废水(质量浓度均为1000mg/L),前者氧化率为99.8%,后者氧化率为84.0%。


Fenton(芬顿)氧化法在处理酚类的应用  


酚类物质有较高的毒性,对人体有致癌作用,属于难降解的工业有机废水。芬顿试剂可用于处理苯酚、甲酚、氯代酚等多种酚类,效果均极好。在室温、pH=3-6和FeS04催化剂存在的情况下,H202可快速破坏酚结构,氧化过程中先将苯环分裂为二元酸,最后生成CO2和H2O。


用芬顿试剂氧化法处理对氨基酚(PAP),探讨了影响处理结果的因素。在选定的条件下,PAP去除率为96%-98%,废水色度明显变浅,降低了废水的生物毒害性,改善了废水的生物降解性能。除了可以直接降解氯酚类物质外,还可以用芬顿试剂氧化作为生物处理技术的前处理过程,使废水的毒性降低,可生化性提高。


Fenton(芬顿)氧化法在染料废水处理的应用  


(1)纺织印染废水的组成非常复杂,多数分子是以苯环为核心的稠环、杂环结构,属于高度稳定且有高致癌性的废水,它难以降解,并含有大量残余的染料和助剂。目前染料废水主要问题是残余染料所产生的色度。染料废水中颜色来源于染料分子的共扼体系,芬顿试剂在酸性条件下生成HO•能够氧化打破这种共扼结构,使之变成无色的有机分子进一步矿化。采用芬顿氧化法对染料废水进行处理具有高效低耗、无二次污染的优势。


(2) Fenton(芬顿)氧化法在处理染料中间体或染料助剂废水的应用,染料中间体废水中常含有大量的蒽醌、萘、苯的各种取代基衍生物,具有COD高、色度高等特点,是目前较难处理的工业废水之一。用芬顿试剂处理此类废水的集瑞环保实验人员研究也在陆续开展,并取得良好效果。


用芬顿试剂处理B一萘磺酸钠。先用Fecl3,进行混凝处理,后用芬顿试剂氧化。在适宜的条件下,废水的COD和色度去除率分别达到99.6%和95.3%,处理后废水可达到排放标准。


Fenton(芬顿)氧化法在处理农药(草甘膦)废水的应用  


农药废水是一种难治理的有机化工废水,具有COD高、毒性大、难生物降解等特点。近来针对这点,出现了一些用Fenton(芬顿)法进行处理的研究。用芬顿法与光芬顿法降解2,4-二氯苯氧乙烯(2,4-D),探索了反应条件对降解效果的影响。在2,4-D质量浓度为200mg/I,H202质量浓度为200mg/L,Fe2+质量浓度为40200mg/L,pH为3.5的情况下,可在10min内使农药的降解率达到85%,TOC去除率也可达到80%以上。


Fenton(芬顿)氧化法在处理焦化废水的应用  


炼焦废水含有数十种无机和有机化合物,包括氨氮、硫氰化物、硫化物、氰化物、酚、苯胺、苯并比等,其中一些是高致癌物,属于高污染难治理的工业废水。


实验人员研究了用芬顿法处理焦化废水。探讨了影响COD去除率的因素,确定了适宜的操作条件。在此条件下,焦化废水COD去除率达88.9%.H202如分3批加人(总量不变),COD去除率可提高至92%。


实验人员研究了芬顿氧化/混凝协同处理焦化废水经生物处理后的出水。结果表明,经此处理后,出水可达国家二级排放标准。如后续再经生物处理,最后出水将可稳定地达到国家一级排放标准。研究试验中,还通过分析相对分子质量分布和小分子有机物组成,揭示了焦化废水生物处理后出水的物质组成及其在芬顿氧化/混凝协同处理后的污染物变化规律。


Fenton(芬顿)氧化法在处理垃圾渗滤液的应用  


城市垃圾渗滤液是一种组成成分复杂的污水,将会污染地下水,对城市环境构成严重威胁。由于其含有多种有毒有害的难降解有机物,不易用传统的生化法来处理。不同的填埋场的垃圾渗滤液的组成、浓度不同。


垃圾渗透液中的应用,进行了用芬顿法处理垃圾渗滤液的中型试验,反应在连续的搅拌发生器中进行,当试剂加入量适当时,COD的去除率可达67.5%,从而提高了可生化性,有利于进一步的处理。


由以上对各种废水的研究可知用芬顿试剂处理废水的特点,一是反应启动快,反应在酸性的环境中,常温常压,条件温和;二是不需要设计复杂的反应系统,设备简单、能耗小。芬顿试剂氧化性强,反应过程中可以将污染物彻底地无害化,而且氧化剂H2O:参加反应后的剩余物可以自行分解掉,不留残余,同时也是良好的絮凝剂,效果好。


Fenton(芬顿)试剂在处理各种废水的时候,其反应条件差别不大,这就方便了Fenton(芬顿)试剂的工业化应用。

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