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芬頓氧化工藝特點是什么(芬頓氧化工藝流程)
標簽:     添加時間:2022-11-19 瀏覽次數:1512

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芬頓氧化工藝特點是什么(芬頓氧化工藝流程)


  芬頓氧化法的全析,都在這里了!

  一、Fenton反應原理

  1、Fenton試劑利用過氧化氫與亞鐵離子反應產生具有強化能力的羥基自由基(·OH),用于氧化水中難分解的有機物。

  2、亞鐵離子氧化成鐵離子(Fe3+),鐵離子有混凝作用,可用于去除部分有機物。

  二、影響Fenton試劑氧化能力的因素

  1、亞鐵離子濃度

  亞鐵離子濃度應維持在亞鐵離子與其反應物之濃度比值為1:10~50(wt/wt)

  2、過氧化氫濃度

  過氧化氫濃度越高的情況下,其氧化反應產物更接近于最終產物。過氧化氫濃度過高,反而造成反應速率可能不如預期一樣增加。以連續的方式加入低濃度的過氧化氫,可得到較好的氧化效果。

  3、反應溫度

  當過氧化氫濃度超過10~20g/L時,一般將其反應的溫度設定在20~40℃之間。

  4、溶液的pH值

  在pH值2~4范圍內,通常可得到較快的有機物分解速率。

  三、Fenton法實驗操作步驟

  芬頓試劑的主要藥劑是硫酸亞鐵、雙氧水和堿。硫酸亞鐵與雙氧水的投加順序會影響到廢水的處理效果。

  1、先通過正交實驗將硫酸亞鐵與雙氧水的投加比例得出(一旦控制不好便容易返色)

  2、調節pH值,投加硫酸亞鐵,再投加雙氧水。

  3、再投加堿,調節pH使污泥沉降即可。

  硫酸亞鐵投加后反應15分鐘左右,再進行雙氧水的投加,反應20~40分鐘后再加入堿回調pH值,處理效果更佳。

  若進水水質不固定,如何控制雙氧水的添加量不過量?

  投加量需要通過反復試驗確定一個相對保守的量,然后在現場操作時進行微調。

  某水樣的理論芬頓試劑投加計算公式:

  水樣1000mL,去除COD4500mg/L,COD:H202 1:1,H2O2:Fe2+10:1

  雙氧水濃度30%,即1mL含300mgH202

  亞鐵溶液質量濃度8%,即1mL含80mgFeSO4·7H2O

  雙氧水質量=1×1L×4500mg/L=4500mg

  雙氧水體積=4500mg/300mg/mL=15mL

  雙氧水摩爾質量=4500/34=132.35mmol

  亞鐵摩爾質量=132.35/10=13.24mmol

  亞鐵質量=13.24×278=3679.4mg

  亞鐵溶液體積=3679.4/80=45.99mL

  結論1:理論投加量噸廢水投雙氧水10~15升,每噸雙氧水1200元,即噸廢水耗雙氧水12~18元;

  結論2:理論投加量噸廢水投硫酸亞鐵3.6kg,每硫酸亞鐵600元,即噸廢水耗硫酸亞鐵2.16元;

  如果不需要去除4500COD,再按比例減。

  四、普通Fenton氧化法在難降解廢水處理中的應用

  1、處理酚類廢水

  孟慶堯等采用Fenton氧化對含酚類物質的廢水進行了處理研究,結果表明:在pH為4,H2O2投加量為25mg/L,Fe2+投加量為4mg/L,時間為1h,溫度為室溫時,苯酚去除率可達到較高水平,COD的降解也取得了明顯的效果。

  程麗華等采用Fenton試劑對酚類物質模擬水樣進行處理研究,當H2O2濃度為4mmol/L、FeSO4濃度為0.5mmol/L,pH為3,室溫反應40min,Fenton試劑對7種酚類物質進行處理,去除率均在98%以上。

  2、處理印染廢水

  沈擁軍等采用Fenton氧化法對活性皂青印染廢水進行降解處理,表明在FeSO4/H2O2摩爾比為2∶3,廢水pH值為5.0,反應溫度為40℃時,印染廢水色度去除率可達到99.9%,COD去除率可達到89.4%。

  王濱松等采用Fenton試劑對三種活性染料(orangeBN、navyRGB和redRGB)廢水進行降解研究,結果表明:進行工藝優化后,三種染料的脫色率均在99%以上,在脫色的工藝條件下,通過正交試驗得出這三種染料的COD去除率分別能夠達到88.9%,98.3%和93.4%。

  3、處理皮革廢水

  王成軍等對皮革廢水生物出水采用Fenton試劑法進行處理,表明在pH值為5,H2O2投加量為200mg/L,Fe2+的投加量為500mg/L,反應時間50min的條件下,COD的質量濃度由333mg/L降至89mg/L,色度從90倍降至5倍以下,出水達到了《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)皮革廢水一級標準。

  五、Fenton氧化法仍存在的問題

  Fenton氧化法在眾多相關的廢水處理技術中,已被認為是最有效、最簡單且經濟的方法之一,可仍有很多問題尚需解決。

  1、久置雙氧水易分解,質量分數不穩定,需要經常標定;

  2、過氧化氫的利用率較低,處理成本較高;

  3、亞鐵離子容易流失,影響出水色度,需要后續脫色處理;

  4、pH使用范圍較窄,經常需要調節廢水的pH值,增加處理成本;

  5、遇到最多的問題可能更多是產生的污泥如何處理?作危險廢物還是再利用?企業如何解決高額的運行費用?有很多污水站芬頓反應產生的污泥,通過板框壓濾機,濃縮后脫水。而產生的污泥含有大量的微生物、多種金屬離子、有機污染等。如果作為廢物處理,不僅僅是對資源的一種浪費,還會對環境造成嚴重的二次污染。





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