fenton氧化设计参考

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1、Fenton家族废水高级氧化处理技术FentonFamily-AdvancedOxidationTechnologiesforWastewaterTreatment一、技术简述目前有很多产业的废水处理场，需增设废水高级处理单元才能达到当地政府的放流水标准，至今已发展的废水高级处理技术包括臭氧氧化法、活性碳吸附法、薄膜分离法、湿式氧化法及Fenton氧化法等，其中以Fenton氧化法（H2O2/Fe2+）被认为是一种最有效、简单且经济的方法，其他方法则因初设成本或操作成本太高而较难被业者接受。Fenton氧化法虽有高效率、低操作费的优点，但同时因其会产生大量的铁污泥，成为应用时

2、的一大缺点。自1994年起以Fenton氧化法产生·OH(hydroxylradical)的原理为基础，开发改良低污泥的废水高级氧化处理技术，我们称此为Fenton家族（FentonFamily）高级氧化处理技术。Fenton氧化法的反应式如式(1)，所产生·OH的氧化能力在所有氧化剂中排第二，仅次于氟。H2O2 + Fe2+ → ·OH + OH- + Fe3+ → Fe(OH)3↓     (1)影响Fenton法氧化反应效果与速率的因子有下列几项：1.反应物本身的特性2.H2O2的剂量3.Fe2+的浓度4.pH值 Fenton法反应的pH值一般约在3～4。5.反应时间6

3、.温度等。Fenton家族处理技术乃针对Fenton法污泥产量太多的缺点加以改良，利用电场或结晶技术来提升处理效果及降低化学污泥产量，使适用范围大为增加。Fenton家族高级处理技术的演进由传统Fenton法、电解氧化-Fenton法（简称FentonⅡ）、电解还原-Fenton法（简称FentonⅢ）、至流体化床-Fenton法（简称FentonⅣ）。下图为Fenton家族高级处理技术发展历程，FentonⅢ及FentonⅣ分别为目前高浓度与低浓度废水的重点低污泥处理技术。Fenton家族高级处理技术发展历程Fenton家族处理技术与其它高级处理技术的比较项目比较基准：CO

4、D＝200mg/L处理至COD＝100mg/L薄膜分离法活性碳吸附法化学混凝法臭氧氧化法传统Fenton法电解还原-Fenton法流体化床-Fenton法特点提浓污染物吸附有机物混凝有机物氧化有机物氧化有机物氧化有机物氧化有机物COD去除率(％)90~9520~7520~5030~6065~8570~9070~90设备成本(万元/m3)0.5~10.225~0.3750.05~0.1250.5~10.05~0.1250.125~0.3750.0625~0.175操作成本(元/m3)3.75~8.753~100.75~3.756.25~8.752.5~6.251~3.752~3

5、.75操作成本(元/kgCOD)37.5~87.525~1007.5~37.562.5~87.525~62.520~37.525~37.5技术差异性需处理提浓液需再生活性碳需处理污泥需处理O3废气需处理污泥污泥量较传统Fenton少80％污泥量较传统Fenton少70％下图为Fenton家族处理技术的应用方式，其中电解还原-Fenton法(FentonⅢ)适用于高浓度生物难分解废水(COD>1000mg/L)的处理，可作为生物前处理以改善水质，提升后续生物处理能力；流体化床-Fenton法(FentonⅣ)适用于低浓度生物难分解废水(COD<1000mg/L，一般用于COD<

6、500mg/L)的处理，可用于生物后的处理，以加强对放流水水质的把关工作。Fenton家族处理技术的应用方式二、技术重点1、电解还原-Fenton法电解还原-Fenton法是利用电解还原的方法使Fe3+在阴极再还原为Fe2+催化剂，反应pH约操作在1.5左右，特别适合处理高COD且难生物分解的有机废液，阴极反应如式(2)，因此原先式(1)的反应可修正为式(3)，即反应过程几乎不会产生铁污泥。反应过程中，H2O2直接连续添加于电解还原槽并与电解产生的Fe2+反应，用以氧化废水中的有机物，而反应产生的Fe3+又可直接于阴极还原成Fe2+并源源不断的参与反应，使得H2O2的氧化效率

7、提高，降低H2O2的加药量及降低操作成本。此外，在阳极发生之电极氧化作用亦可去除部份有机物。反应完成后的Fe2+与Fe3+混合溶液可作为铁系混凝剂使用。对高浓度COD废液(COD>1000mg/L)而言，电解还原-Fenton法的处理效果往往优于Fenton法，这可能是因为Fenton法氧化有机物的后段中间产物多是简单的有机酸(如醋酸、草酸、甲酸)，·OH对这些分子态有机酸的反应速率较低，尤其当水中存在无机离子(如PO43-、Cl-、HCO3-)时，无机离子便会与·OH产生竞争反应而使得COD去除率降低