芬顿工艺在污水处理中应用和研究

芬顿工艺在污水处理中的应用及研究于佩文南通大恒环境工程有限公司摘要：多年来，我国污水处理行业都是使用传统工艺，经过厌氧、好氧以及絮凝三个环节来处理污水。但是近几年随着国家污水排放的标准的提高，对污水处理的要求越来越高，因此相关污水处理企业就采用深度处理的工艺对废水进行处理，如臭氧处理、膜处理等，目前市场上最为认可的是利用芬顿工艺进行废水处理。本文结合本人在实际运营调试过程中的经验，浅谈芬顿工艺在污水处理行业中的应用，以及对该工艺处理效果影响因素的研究。关键词：芬顿工艺，污水处理，应用。利用芬顿工艺在进行污水处理，能够在极短的时间内将废水中的有机物进行氧化分解，氧化率比较高，不会造成二次污染。并且该工艺的基建投资相对较少，运用过程中不需要花费大量的费用，操作工艺较为简单。芬顿工艺在近年来的污水处理中被广泛的应用，取得了良好的效果，尤其是运用在连续不断产生污水的大型工厂。一、芬顿工艺在工业污水处理中的应用1、芬顿工艺在造纸废水中的应用造纸行业作为废水排放量大，水污染严重的行业一直为人所诟病。造纸工业所产生的废水具有种类繁多、水量大、有机污染物含量高特点，属难处理的工业废水之一。而传统的废水经过组合工艺处理后，水中仍残留部分难以降解的有机污染物，对相关污染物的去除率较低，无法满足排放限值的要求，因此利用芬顿工艺对废水进行深度处理技术，与其它技术相比具有反应速度快，设备简便、费用便宜；对废水中干扰物质的承受能力较强，操作与设备维护比较容易，使用范围比较广等特点。2、芬顿工艺在印染废水中的应用印染废水中色度较高，COD的浓度较高，含盐量也较高，可生化性弱。芬顿试剂具有较强的氧化性，能够使一些难以生物降解的有机物转化为可生化性比较好的物质，对染料中发色的基团进行破坏，使色度降低，因此被广泛的应用到印染行业的污水处理中。利用芬顿衍生的工艺手段，例如利用微电解-Fenton氧化工艺对蒽醌染整废水进行处理，这种废水难以降解，COD的去除率在93.5%左右，BOD5的去除率为93%左右，出水色度能去除掉95.5%左右。在pH为2-4之间时，过氧化氢的投入量为30g/L，催化剂的投入量是过氧化氢的1/150时，使用芬顿工艺对中间体H酸生产的污水进行处理，对COD的去除率能够达到50%。3、芬顿工艺在焦化废水中的应用焦化废水中有难以生化降解的多稠环芳烃和含氮杂环化合物，废水中含有很多生物毒性，抑制性的物质也比较多，即使进行生化处理，废水也很难达到标准，反而容易杀死微生物，影响处理效果。厌氧好氧工艺法无法使焦化废水达到合理的排放标准，虽然使用活性炭工艺进行处理能够达到一定的效果，但是这种工艺方法的成本消耗较高，并且容易造成二次污染。芬顿工艺在难降解有机物废水处理中有着广阔的发展前景，并且能够实现良好的效果。4、芬顿工艺垃圾渗滤液中的应用垃圾渗滤液中含有很高浓度的有机物，其中的大部分是难以通过生物降解的有机物，还有很多有毒有害的物质，氨氮的浓度比较高，微生物营养元素的比例严重失调，使用一般的生化处理工艺，过程比较复杂，效果一般。而使用芬顿工艺对生化处理后的垃圾渗滤液进行处理，出水水质能够达到二级污水排放标准，能够提高垃圾渗滤液的可生化性，能够为接下来的生化处理提供重要的保障。5、芬顿工艺在含酚物质废水中的应用酚类物质的毒性比较高，对人体有致癌的作用，是比较难降解的工业废水。芬顿工艺可以处理苯酚、甲酚等多种酚类，并且有很好的效果。如果室温合理，pH在3-6之间，并且有氧化铁催化剂，过氧化氢能够对酚结构快速的破坏，在氧化的过程中能够先将苯环分裂为二元酸，然后生成二氧化碳和水。芬顿工艺在含酚废水中的应用比较多，能够使废水中的生物毒害性减小，使废水中的生物降解性能得到改善。二、影响芬顿反应的因素1、温度因素在芬顿反应中，温度是影响其效果的重要因素，温度不断升高，芬顿反应的速度会逐渐加快，随着温度的提高，·OH的生成速度会提高，能够促进·OH与有机物发生反应，使氧化效果得到提升，提高COD的去除率。温度的升高也会使H2O2的分解速度加快，分解成O2与H2O，这对于·OH的生成是不利的。不同类型的工业废水中，芬顿反应的最合适温度也是不同的，2、pH值通常情况下，在酸性环境下，芬顿试剂才会发生反应，pH的提高会使·OH得出现受到限制，并且会出现氢氧化铁沉淀，催化能力丧失。如果溶液中有浓度较高的H+，Fe3+不能被还原为Fe2+，催化反应就会受到阻碍。有研究结果表明在酸性环境下，尤其是pH在3-5之间时，芬顿试剂有很强的氧化能力，这时有机物的降解速度比较快，能够在几分钟内降解。同时有机物的反应速率与Fe2+以及过氧化氢的初始浓度成正比例关系。在工业处理中使用芬顿工艺，需要将废水的pH调到3.5左右为最佳。3、有机物对于不同类型的工业废水，芬顿试剂的使用量以及氧化效果是存在差异的，主要是由于不同类型的工业废水中，存在着不同类型的有机物。对于糖类等碳水化合物，由于受到羟基自由基的作用，分子会出现脱氢反应，C-C键断链；对于具有水溶性的高分子和乙烯化合物，羟基自由基会使C=C键断裂。羟基自由基能够使芳香族化合物出现开环进而形成脂肪类的合物，使这种类型废水中的生物毒性降低，使其可生化性得到改善。4、H2O2与催化剂投入数量利用芬顿工艺对工业废水进行处理时，需要明确药剂投入的数量及其经济性，如果其中投入的H2O2量比较大，就会提高废水中COD的去除率。但是到达一定数量后，COD的去除率会呈现出逐渐下降的趋势。催化剂的投入数量与H2O2的投入量存在着相同的情况，Fe2+的数量增加，COD的去除率会提高，达到一定程度后，COD的去除率就会下降。在实际的工作中需要通过实验明确H2O2与催化剂的投入数量。三、结论芬顿反应能够很好地降解有毒有机污染物，有广泛的应用氛围，在实验室以及实际应用中都取得了良好的效果。当前工业废水处理中都提倡循环经济的发展模式，使用单一的污水处理厂对有毒的废水进行处理，不能得到理想的效果，而芬顿工艺是一种十分有效地废水处理手段，工程应用中可用少量芬顿试剂对工业废水进行预处理，使废水中的难降解有机物发生部分氧化，改善它们的可生化性、溶解性和混凝性能，利于后续处理。另外，工业废水处理后水中残留的少量难降解有机物，可采用Fenton在处理系统的末端进行深度处理，使对外排放的水质满足高标准的排放要求。另外，加之其他技术可以实现中水回用，达到循环利用的目的。参考文献：[1]杨德敏，王兵.高级氧化技术处理造纸废水的应用研究[J].中国造纸，2010(07).[2]李沛生，杨西凉.制浆造纸现代节水与污水资源化技术[M].北京：中国轻工业出版社，2009.[3]徐美娟，王启山，刘善培，吴立波，张颖.Fenton和光-Fenton反应处理二次纤维制浆废水的研究[J].中国造纸学报，2006(04).[4]赵晓亮，魏宏斌，陈良才，章建科，贾志宇.Fenton试剂氧化法深度处理焦化废水的研究[J].中国给水排水，2010(03).[5]贾胜娟，杨春风，赵东胜.Fenton氧化技术在废水处理中的研究和应用进展[J].工业水处理2008(10).[6]张一鸣.芬顿工艺的影响因素及其在难降解工业废水处理中的应用[J].资源节约与环保,2015,11:39-40.[7]周丹,曾祥专,樊利华.超声波电芬顿技术在化妆品生产废水处理中的应用[J].给水排水,2015,11:58-60.[8]覃伍丽,陆斌.混凝沉淀+芬顿工艺在废水脱色处理中的应用[J].科技风,2012,06:69.