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1、一、fenton概述1894年,化学家Fenton首次发现有机物在与Fe组成的混合溶液中能被迅速氧化,并把这种体系称为标准Fenton试剂,可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态,氧化效果十分明显.Fenton试剂是由H2O2和Fe混合得到的一种强氧化剂,特别适用于某些难治理的或对生物有毒性的工业废水的处理.由于具有反应迅速、温度和压力等反应条件缓和且无二次污染等优点,近30年来,其在工业废水处理中的应用越来越受到国内外的广泛重视.Fenton法主要有普通fenton法、电fenton法、流体化床fenton法、光fenton法、超声fenton法等.二、fenton试剂反
2、应机理目前,一般的文献中描述,fenton的氧化机理认为OH是氧化主体.后期研究,在整个降解动力学方程外除了有OH氧化的贡献外,还同时伴随eaq-的还原降解的贡献.除此之外,许多人提出了不同的Fe、PH、H2O2 反应途径和中间产物.Fenton 反应会产生被水包围并与Fe 疏松连接的OH它能氧化大多数有机物.Fenton反应产生亚铁离子,H2O2反应产生铁水络和物.证明Fenton试剂具有一定得絮凝沉淀功能,Fenton 试剂所具有的这种絮凝沉淀功能是Fenton试剂降解COD的重要组成部分.三、影响fenton试剂处理难降解有机废水的因素1、pH值Fe 在溶液中的存在形式受制于溶液的pH值
3、,所以Fenton试剂只在酸性条件下发生作用,在中性和碱性环境中,Fe不能催化H202产生OH.pH值升高不仅抑制OH的产生,而且使溶液中的Fe2+以氢氧化物的形成沉淀而失去催化功能.当pH过低时,溶液中的H+浓度过高,反应受到抑制.Fe3+不能顺利的被还原Fe2+,催化反应受阻.一般废水pH在3-5范围时,COD去除率较高,但针对不同废水,其适宜的pH范围不尽相同,并且也不是所有废水都必须在酸性条件下才能被降解.2、试剂配比在Fenton反应中,Fe起到催化剂的作用,是催化H202产生自由基的必要条件.在无Fe条件下,H202难于分解产生自由基.当Fe浓度很低时,反应速度很慢,自由基的产生量
4、小,产生速度慢,整个过程受到限制.当Fe浓度过高时,会将H202还原且被氧化成Fe,造成色度增加.3、反应温度根据反应动力学原理,随着温度的增加,反应速度加快.但对于Fenton 试剂这样的复杂反映体系,温度升高,不仅加速正反应的进行,也加速副反应.因此,温度对Fenton试剂处理废水的影响复杂.适当的温度可以激活OH自由基,温度过高会使H202分解成H2O和O2.4、投加方式Fenton试剂在不同的Fe/ H202比值下具有不同的处理功能.FeSO4大于H202时,Fenton试剂具有化学絮凝作用.当后者大于前者时,Fenton试剂具有化学氧化功能.因此,将整个反应过程分为两步进行,两步中考
5、察不同的侧重点,可能具有实际意义.5、动力学影响Fenton 试剂化学氧化过程可用m级反应动力学模型表示；反应速率常数和温度、FeSO4和H202的初始浓度有关,而且和H202比较起来,Fenton氧化对FeSO4的依赖更大.此外,影响Fenton试剂处理程度的因素还有诸如有机物的浓度、停留时间、压力等,因此,在工程实践中需要综合考虑多种因素以确定最佳的处理工艺,才能取得良好的经济运行效果.6、催化剂种类7、反应时间四、影响因素设计参考五、fenton法在废水处理中的应用研究6焦化废水7煤化工废水六、项目案例1、增塑剂生产废水 增塑剂生产废水酸性强,有机物浓度高,且含强氧化性物质.产生废水量Q
6、=100m3/d, COD=6000-8000mg/L,BOD5=2500-3000mg/L,Ph=2-3,氨氮5mg/L,生产废油2-5g/L,双氧水0.1%.出水达到污水综合排放标准GB8978-1996三级标准.确定工艺流程：2、垃圾渗滤液#桂林平山堆肥厂垃圾渗滤液处理改造项目新增的FENTON系统,处理能力为300m3/d.设计进、出水参数表废水种类水量m3/Dm3/hCODcrmg/LBOD5mg/LSSmg/L进水300 12.5500300400出水300 12.51003030（1） 原有处理系统工艺流程本项目原有处理系统工艺流程如下页图所示：（2） 新增FENTON系统工艺流
7、程本项目拟定在二沉池出水增加一套FENTON系统,FENTON系统工艺流程如下图所示：3设备描述与技术规格1) Fenton氧化塔供料泵型号离心泵材质普通材质数量 2台,1用1备规格 Q=12.5m3/h, H=12m功率 2.2kW2) Fenton氧化塔材质壳体：不锈钢316L布水系统：不锈钢316L固液分离系统：PP载体：3000kg石英砂0.5mm型号1.57m数量1套配套设备循环泵型号离心泵材质过流部分：不锈钢316L数量 4台,2用2备规格 Q=50m3/h, H=12m功率 3kW3) 中和脱气池材质不锈钢304数量 1座水力停留时间43min水面超高取0.5m有效容积9m3尺寸
8、 21.53.5m配套设备穿孔管 2组4) 混凝反应池材质不锈钢304数量 1座水力停留时间 22min水面超高取0.5m有效容积4.5m3尺寸1.51.03.5m配套设备穿孔管 1组5) 终沉池材质不锈钢304数量1座水力停留时间 3h表面水力负荷 1.02m3/水面超高取0.5m尺寸 3.53.53.5m配套设备斜板数量 11m3污泥泵型号离心泵材质壳体：碳钢+防腐叶轮、泵轴：不锈钢数量 2台,1用1备规格 Q=10m3/h, H=10m功率0.75kW6) H2O2加药系统A 双氧水溶解池材质不锈钢304数量 1只尺寸1.01.01.5m B 加药泵型号计量泵数量2台,1用1备规格Q1.
9、5-90L/h,P=0.5MPa功率 0.18kW7) FeSO4加药系统A 硫酸亚铁溶解池材质不锈钢304数量 1座分2格尺寸2.02.01.5mB 加药泵型号计量泵数量 2台,1用1备规格Q1.5-900L/h,P=0.5MPa功率 0.75kW8) 液碱加药系统A 液碱溶解池材质不锈钢304数量 1只尺寸1.01.01.5mB 加药泵型号计量泵数量 2台,1用1备规格Q1.5-90L/h,P=0.5MPa功率 0.18kW9) PAM加药系统A 加药泵型号计量泵数量 2台,1用1备规格Q1.5-90L/h,P=0.5MPa功率 0.18kW设备一览表序号项目名称规格或型号单位数量材质备注
10、1Fenton供料泵Q=12.5m3 / h, H=12,功率2.2kw台2离心泵2Fenton氧化塔1.57m套1不锈钢3163Fenton循环泵Q=50m3 / h, H=12,功率3kw台4离心泵5中和脱气池21.53.5座1不锈钢3046混凝反应池1.51.03.5座1不锈钢3047终沉池3.53.53.5座1不锈钢3048终沉池斜板11m3套19污泥泵Q=10m3/h, H=10m台1离心泵10双氧水溶解池1.01.01.5座1不锈钢30411液碱溶解池1.01.01.5座1不锈钢30412硫酸亚铁溶解池2.02.01.5座2不锈钢30413双氧水加药泵Q1.5-90L/h,P=0.
11、5MPa,功率0.18kw台2计量泵14液碱加药泵Q1.5-90L/h,P=0.5MPa,功率0.18kw台2计量泵15硫酸亚铁加药泵Q1.5-900L/h,P=0.5MPa,功率0.75kw台2计量泵16PAM加药泵Q1.5-90L/h,P=0.5MPa,功率0.18kw台2计量泵17管道阀门批118电气仪表批13、高浓度化工废水废水含有大量的邻硝基甲苯、邻硝基溴苯、邻硝基苯甲醇、邻硝基苯甲醛、邻硝基苯甲酸等硝基苯类副产物,COD、色度值高,pH 值为2.53.0.根据水质特点,采用芬顿试剂- 微电解工艺进行预处理后,再采用厌氧滤池- 序批式活性污泥法工艺对该类废水进行处理20,工艺流程如图1 所示：这个工艺流程在实际运用中取得了良好的效果,出水达到污水综合排放标准中的一级排放标准.处理每立方米废水运行费用约为2.80 元,如果处理后废水回用,则处理每立方米废水运行费用约为0.9 元.
