氨氮污水处理芬顿技术工艺介绍
过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化体系通常称为Fenton试剂。在催化剂作用下,过氧化氢能产生两种活泼的氢氧自由基,从而引发和传播自由其链反应,加快有机物和还原性物质的氧化。Fenton试剂一般在pH值 3.5下进行,在该pH值时其自由基生成速率最大。
1. Fenton试剂降解有机物的机理
Fenton试剂之所以具有非常高的氧化能力,是因为在Fe2+离子的催化作用下H2O2的分解活化能低(34.9 kJ/mol),能够分解产生羟基自基OH·。同其它一些氧化剂相比,羟基自由基具有更高的氧化电极电位,因而具有很强的氧化性能。
2. Fenton试剂的影响因素
Fenton试剂处理难降解有机废水的影响因素根据上述Fenton试剂反应的机理可知, OH·是氧化有机物的有效因子,而[Fe2+]、[H2O2]、[OH]决定了OH·的产量,因而决定了与有机物反应的程度。影响Fenton试剂处理难降解难氧化有机废水的因素包括pH值、H2O2投加量、催化剂投加量和反应温度等。
2.1 pH值
Fenton试剂是在pH是酸性条件下发生作用的,在中性和碱性环境中, Fe2+不能催化H2O2产生OH·。按照经典的Fenton试剂反应理论,pH值升高不仅抑制了OH·的产生, 而且使溶液中的Fe2+以氢氧化物的形式沉淀而失去催化能力。当pH值过低时, 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。即pH值的变化直接影响到Fe2+、Fe3+的络合平衡体系, 从而影响Fenton试剂的氧化能力。一般废水pH在3左右,降解率较高。
2.2 H2O2投加量
采用Fenton试剂处理废水的有效性和经济性主要取决于H2O2的投加量。一般地,随着H2O2用量的增加, 有机物降解率先增大, 而后出现下降。
2.3 催化剂投加量
FeSO4·7H2O是催化H2O2分解生成羟基自由基(OH·)最常用的催化剂。与H2O2相同, 一般情况下, 随着Fe2+用量的增加, 废水COD的去除率先增大, 而后呈下降趋势。其原因是: 在Fe2+浓度较低时, Fe2+的浓度增加, 单位量H2O2产生的OH·增加, 所产生的OH·全部参与了与有机物的反应;当Fe2+的浓度过高时,部分H2O2发生无效分解,释放出O2。
2.4 反应温度
对于一般的化学反应,随着反应温度的升高,反应物分子平均动能增大,反应速率加快。对于Fenton反应系统,温度升高,OH·的活性增大,有利于OH·与废水中有机物的反应,可提高废水COD的去除率;当温度过高时,会促使H2O2分解为O2和H2O,不利于OH·的生成,反而会降低废水COD的去除率。
技术优势
1、过氧化氢分解速度快,因而氧化速度较快,系统操作维护简便,处理效果好,处理成本低,运行稳定。
2、Fenton高级氧化技术对于毒性大、一般氧化剂难氧化或生物难降解的有机废水处理有较好的处理效果。
3、一些工业废水经物化、生化处理后,水中仍残留少量的生物难降解有机物,当水质不能满足排放要求时,可采用Fenton法对其进行深度处理。
工艺应用范围
1、有机、石油等化工废水的处理。
2、印染废水的处理。
3、制药废水的处理。
4、农药废水的处理。
5、含油废水的处理。
6、垃圾渗沥液的预处理。
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