芬頓反應(yīng)塔

芬頓反應(yīng)塔，又稱為芬頓流化床反應(yīng)器、芬頓反應(yīng)器、芬頓設(shè)備，是進(jìn)行芬頓反應(yīng)對(duì)廢水進(jìn)行高級(jí)氧化的必要設(shè)備。芬頓反應(yīng)塔是應(yīng)用于高cod、高濃度、難降解工業(yè)有機(jī)廢水的高級(jí)氧化設(shè)備,可去除COD、色度等,比如：制藥、印染、焦化、石油、樹(shù)脂、精細(xì)化工等行業(yè)。

一、設(shè)備概述

我公司在傳統(tǒng)芬頓反應(yīng)塔的基礎(chǔ)上，研發(fā)了具有先進(jìn)技術(shù)的芬頓反應(yīng)塔，本設(shè)備利用流化床方式使芬頓法所產(chǎn)生的Fe3+大部分以結(jié)晶或沉淀附著在流化床芬頓載體表面，可大幅減少傳統(tǒng)芬頓法的加藥量產(chǎn)生的化學(xué)污泥量(H202加入量減少10%~20%，Fe2+加入量減少50%~70%，污泥量減少40%~50%)，同時(shí)在載體表面形成的鐵氧化物具有異相催化效果，而流化床技術(shù)也促進(jìn)了化學(xué)氧化反應(yīng)速率及傳質(zhì)效應(yīng)，使COD的去除率有效提升10%~20%，處理運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省30%~50%。

芬頓反應(yīng)塔，過(guò)氧化氫(H2O2)與二價(jià)鐵離子(Fe2+)的混合溶液把大分子氧化成小分子把小分子氧化成二氧化碳和水，同時(shí)FeSO4可以被氧化成3價(jià)鐵離子，有一定的絮凝的作用，3價(jià)鐵離子變成氫氧化鐵，有一定的網(wǎng)捕作用，從而達(dá)到處理水的目的。芬頓試劑在環(huán)境化學(xué)中找到了它的位置，具有去除難降解有機(jī)污染物的高能力的芬頓試劑，在印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水、含硝基苯廢水、二苯胺廢水等廢水處理中體現(xiàn)了很廣泛的應(yīng)用。

二、工藝原理

一般的芬頓反應(yīng)塔高級(jí)氧化技術(shù)可分為4個(gè)階段：①加酸調(diào)節(jié)溶液ph值階段②加芬頓試劑氧化階段③加堿回調(diào)溶液ph值階段④絮凝沉淀階段。芬頓法在醫(yī)藥、化工等工業(yè)廢水中應(yīng)用較多，但是在堿性難處理工業(yè)廢水的處理中應(yīng)用比較少。

Fenton氧化法是在酸性條件下，H202在Fe2+存在下生成強(qiáng)氧化能力的羥基自由基(·OH)，并發(fā)更多的其他活性氧，以實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物的降解。其氧化過(guò)程為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。其中以·OH產(chǎn)生為鏈的開(kāi)始，而其他活性氧和反應(yīng)中間體構(gòu)成了鏈的節(jié)點(diǎn)，各活性氧被消耗，反應(yīng)鏈終止。其反應(yīng)機(jī)理較為復(fù)雜，這些活性氧僅供有機(jī)分子并使其礦化為CO2和H2O等無(wú)機(jī)物，從而使Fenton氧化法成為重要的高級(jí)氧化技術(shù)之一。

三、控制條件

芬頓反應(yīng)塔處理廢水的控制條件

1、pH 值的范圍

進(jìn)水pH值一般為3到4之間，效果佳。由于氧化的實(shí)質(zhì)是羥基自由(OH)。OH 可與大多數(shù)有機(jī)物作用使其降解低，pH 過(guò)高容易生成 Fe（OH） + 、膠體或者無(wú)定型的 Fe 2 O 3 沉淀，因而導(dǎo)致體系催活性下降或者消失，不利于(OH)的生成。反之 pH 過(guò)低時(shí)，H + 是(OH)的清除劑，H 2 O 2 分解緩慢也不利于(OH)的生成。

2、反應(yīng)時(shí)間

反應(yīng)時(shí)間從 30min 到 120min，COD Cr 、逐步升高，此后再延長(zhǎng)時(shí)間對(duì)出水效果影響大不。

3、Fe 2+ 離子濃度

隨著 Fe 2+ 離子濃度增大 COD Cr 、脫色率、去除率逐步升高，但是過(guò)高的 Fe 2+離子濃度，出水一開(kāi)始就會(huì)產(chǎn)生大量的羥基自由基OH，OH 同有機(jī)物反應(yīng)慢，會(huì)造成OH 的積聚，結(jié)果導(dǎo)致OH 的減少，并且 Fe 2+ 會(huì)消耗部分 H 2 O 2 ，因此當(dāng)應(yīng)根據(jù)水質(zhì)水量控制 Fe 2+ 的濃度。

4、雙氧水的投加量

雙氧水投加量過(guò)高，不但不能產(chǎn)生更多的羥基自由基，反應(yīng)一開(kāi)始就把 Fe 2+氧化成 Fe 3+ ，使氧化的 Fe 3+ 的催化下進(jìn)行，既消耗了雙氧水 ，又抑制了羥基自由基的產(chǎn)生，同時(shí)過(guò)量的雙氧水會(huì)影響后續(xù)絮凝沉淀效果。

四、主要特點(diǎn)

芬頓反應(yīng)塔，投資省；占地小；處理效率高；運(yùn)行費(fèi)用低；易自控；氧化能力強(qiáng)，運(yùn)行費(fèi)相對(duì)低；pH值正常；反應(yīng)時(shí)間少等。

芬頓塔，又叫做芬頓氧化設(shè)備，是對(duì)廢水進(jìn)行氧化的必要設(shè)備，芬頓設(shè)備工藝的優(yōu)點(diǎn)如下：

①對(duì)環(huán)境友善：處理后不像其它的化學(xué)藥品，如漂白水(次氯酸鈉)，易產(chǎn)生氯化有機(jī)物等毒性物質(zhì)，對(duì)環(huán)境造成傷害。

②占地空間小：有機(jī)物氧化的速度相當(dāng)快，所需的停留時(shí)間短,約0、5~2小時(shí)即可，不像一般的生物處理約需12~24小時(shí)，因時(shí)間短，相對(duì)反應(yīng)槽容積不需太大，可節(jié)省空間。

③操作彈性大：可依進(jìn)流水水質(zhì)的好壞來(lái)改變操作條件，提高處理量。而一般的生物處理難以彈性操作。針對(duì)較高的污染量只需提高亞鐵及H2O2加藥量及適當(dāng)?shù)?/span>pH控制即可。

④初設(shè)成本低：與一般的生物處理系統(tǒng)相較，約只須其投資成本的1/3~1/4。

⑤氧化能力強(qiáng)：所產(chǎn)生的氫氧自由基(OH)氧化能力相當(dāng)強(qiáng)。可處理多種毒性物質(zhì)，如氯乙烯、BTEX、氯苯、酚、多氯聯(lián)苯、TCE、DCE、PCE等，另EDTA和酮類MTBE、MEK等亦有效。

五、適應(yīng)范圍

芬頓反應(yīng)塔，在去除難降解有機(jī)污染物，如印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水、含硝基苯廢水、二苯胺廢水等廢水處理中體現(xiàn)了很廣泛的應(yīng)用。針對(duì)高濃度難生物降解廢水處理，可作為生物前處理以改善水質(zhì)，提升廢水的可生化性，為后場(chǎng)的深度處理創(chuàng)造有利條件。芬頓反應(yīng)器，特別適用于生物難降解或一般化學(xué)氧化難以奏效的有機(jī)廢水如垃圾滲濾液的深度處理。

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