工业污水深度处理

工业污水深度处理技术--芬顿氧化法

1、芬顿氧化法简介

芬顿氧化法可作为废水生化处理前的预处理工艺，也可作为废水生化处理后的深度处理工艺。该方法主要适用于含难降解有机物废水的处理，如造纸工业废水、煤化工业废水、石油化工废水、精细化工废水、发酵工业废水、垃圾渗滤液等废水，以及对工业园区集中废水处理厂等废水的处理。

2、芬顿氧化法原理

芬顿药剂主要组成包括硫酸亚铁与过氧化氢，这两种药剂也常被单独用于废水处理中，硫酸亚铁主要作为还原剂、混凝剂使用，而过氧化氢则作为强氧化剂使用。硫酸亚铁中2价铁离子与过氧化氢(H2O2)的强氧化还用作用生成羟基自由基的过程。两者组合技术则为高级强氧化技术。

芬顿氧化法是在酸性条件下，其H2O2在Fe2＋存在下生成强氧化能力的羟基自由基OH·，并引发更多其他活性氧，以实现对有机物的降解，其氧化过程为链式反应。其中以OH产生作为链的开始，而其他活性氧和反应中间体构成了链的节点，各活性氧被消耗，反应链终止。其反应机理较为复杂，这些活性氧仅供有机分子并使其转化为CO2 和H20等无机物，从而使Fenton氧化法成为重要的高级氧化技术之一。

3、进水水质要求

芬顿氧化法进水应符合以下条件

（1）在酸性条件下易产生有毒有害气体的污染物（如硫离子、氰根离子等）不应进入芬顿氧化工艺单元；

（2）进水中悬浮物含量宜＜200mg/L；

（3）应控制进水中 Cl-、H2PO3-、HC03-、油类和其他影响芬顿氧化反应的无机离子或污染物浓度，其限制浓度应根据试验结果确定。

4、芬顿氧化法进水不符合条件时

应根据进水水质采取相应的预处理措施：

（1）芬顿氧化法用于生化处理预处理时，可设置粗、细格栅、沉砂池、沉淀池或混凝沉淀池，去除漂浮物、砂砾和悬浮物等易去除污染物；芬顿氧化法用于废水深度处理时，宜设置混凝沉淀或过滤工序进行预处理；

（2）进水中溶解性磷酸盐浓度过高时，宜投加熟石灰，通过混凝沉淀去除部分溶解性磷酸盐；

（3）进水中含油类时，宜设置隔油池除油；

（4）进水中含硫离子时，应采取化学沉淀或化学氧化法去除；进水中含氰离子时，应采取化学氧化法去除；

（5）进水中含有其他影响芬顿氧化反应的物质时，应根据水质采取相应的去除措施，以消除对芬顿氧化反应的影响。

芬顿氧化法用于生化处理的预处理时，若进水水质水量变化较大，芬顿氧化工艺前应设置调节池。

5、温度对芬顿反应的影响

温度是芬顿反应的重要影响因素之一。一般化学反应随着温度的升高会加快反应速度，芬顿反应也不例外，温度升高会加快OH·的生成速度，有助于OH·与有机物反应，提高氧化效果和COD的去除率。但对于芬顿试剂这样复杂的反应体系来说，温度升高不仅会加速正反应的进行，也加速副反应，同时会加速H2O2的分解，而分解得到的02和H20，不利于OH·的生成。

不同种类工业废水中的芬顿反应，其适合的温度，也存在一定差异。处理聚丙烯酰胺水溶液时，温度应控制在30℃至50℃；洗胶废水处理时温度为85℃；处理三氯（苯）酚时，当温度低于60℃时， 有助于反应地进行，当高于60℃时，则不利于反应。

6、pH值对芬顿反应的影响

一般来说，芬顿试剂是在酸性条件下发生反应的，在中性和碱性的环境中，Fe2＋不能催化氧化H202 产生OH·，而且会产生氢氧化铁沉淀，从而失去催化能力；当溶液中的H＋浓度过高，Fe3＋不能顺利地被还原为Fe2+，催化反应受阻。

芬顿试剂在酸性条件下，特别是pH在3—5 时氧化能力很强，此时有机物降解速率快，能够在短短几分钟内降解，有机物的反应速率常数正比于Fe2＋和过氧化氢的初始浓度。采用芬顿工艺时，建议将废水调节到2—4，理论上pH值在3—5时为佳。工业调节pH常用的酸：硫酸、盐酸、草酸；常用的碱：石灰、氢氧化钠（烧碱）。