廢水處理芬頓高級氧化技術(shù)

1、芬頓高級氧化技術(shù)的原理

在1894年芬頓試劑被發(fā)現(xiàn)，即有機(jī)物在混合溶液之中可以氧化，這種體系便成為標(biāo)準(zhǔn)的芬頓試劑。從屬性上分析，芬頓試劑屬于強(qiáng)氧化劑，在難以處理或者對微生物有毒性的工業(yè)廢水中得到有效應(yīng)用，其反應(yīng)迅速、溫度與壓力比較緩和，不會產(chǎn)生二次污染，在經(jīng)多年的研究中，芬頓試劑得到了創(chuàng)新發(fā)展，并在廢水中得到廣泛應(yīng)用。從另外一個角度分析，芬頓試劑之所以具有氧化能力，主要是因為自身的元素催化分解成為羥基自由基，并引發(fā)更多自由基的發(fā)生，反映機(jī)理為：

其中羥基自由基是一種活性氧，單純的從分子式上分析主要是氫氧根失去電子所造成的，羥基自由基的電子能力比較強(qiáng)，且氧化電位是2.8V，是臭氧的1.35倍。此外，羥基自由基的氧化電位比較高，氧化能力比較強(qiáng)，在與廢水的融合中可以產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，并且將有害物質(zhì)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，無二次污染。此外，還原劑在氧化之后會產(chǎn)生貼水絡(luò)合物混凝沉淀，可以有效去除廢水之中的有機(jī)物。

從優(yōu)勢上分析，芬頓高級氧化技術(shù)可以通過反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基，將難以降解的有毒物質(zhì)進(jìn)行分解，使其徹底轉(zhuǎn)化為無害的有機(jī)物，不會產(chǎn)生二次污染，這是其它養(yǎng)護(hù)技術(shù)難以達(dá)到的。且反應(yīng)的時間比較短，在處理過程中可以進(jìn)行控制，真正實現(xiàn)多種有機(jī)污染物的降解。從缺點上分析，芬頓高級養(yǎng)護(hù)技術(shù)的耗能比較高，催化劑的消耗量比較大，并且容易受到水體PH值的影響，還有便是整個處理過程比較復(fù)雜，處理費用比較高。

2、造紙廢水處理技術(shù)的概述

在社會的不斷發(fā)展下環(huán)境污染演變的越來越重要，對經(jīng)濟(jì)造成限制，其中造紙廢水是當(dāng)前加以關(guān)注的內(nèi)容，為緩解環(huán)境污染所造成的影響，各個地區(qū)制定了造紙廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)，并對其進(jìn)行了廢水處理，其中較為常用的便是物理法、物理化學(xué)法、生物法、生態(tài)法等，其中應(yīng)用最為廣泛的便是生物處理技術(shù)，其最具經(jīng)濟(jì)效益，流程是車間造紙廢水---預(yù)處理---物化處理---厭氧生物處理---好氧生物處理---生化沉淀---回收。但是從整體角度分析，利用傳統(tǒng)處理方式對廢水加以處理，無法保證殘留物的全部降解，所以需對其進(jìn)行深度處理。而芬頓高級氧化技術(shù)便是廢水深度處理中的一部分，在與其它廢水處理技術(shù)的對比中了解到其反應(yīng)速度比較快、設(shè)備簡單、費用便宜，且對廢水中干擾物質(zhì)的承受能力比較強(qiáng)，后期操作與維護(hù)簡單，適用范圍廣泛。

3、芬頓高級氧化處理技術(shù)在造紙廢水中的應(yīng)用

在當(dāng)前水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)的提升，越來越多的企業(yè)樹立了環(huán)保意識，并參與到環(huán)境保護(hù)之中，在廢水處理方面也采取了高效的設(shè)備。以筆者所在地區(qū)某一造紙廠為例，便采取了芬頓高級氧化技術(shù)對廢水進(jìn)行深度處理，其廢水處理的流程包括：車間廢水---預(yù)處理---物化沉淀---IC厭氧反應(yīng)器---好氧生物處理---生化沉淀----芬頓高級氧化處理---達(dá)標(biāo)排放。此外，從某個角度分析，芬頓高級氧化處理系統(tǒng)主要包括了三個部分，分別是中和反應(yīng)區(qū)、芬頓養(yǎng)護(hù)反應(yīng)區(qū)、混凝沉淀區(qū)，中和反應(yīng)區(qū)調(diào)節(jié)pH值至3.0，芬頓氧化反應(yīng)區(qū)投加Fe2+和H2O2發(fā)生芬頓氧化反應(yīng)，混凝沉淀區(qū)回調(diào)pH值至6.0--8.0并生成沉淀去除廢水中的有機(jī)物。芬頓高級氧化處理系統(tǒng)采用了公司特有的動力流體布水系統(tǒng)、空氣混合攪拌等設(shè)備，加強(qiáng)芬頓試劑與廢水的混合程度，增快芬頓試劑的反應(yīng)速率，以達(dá)到減少停留時間節(jié)約占地面積、減少藥劑使用量節(jié)省藥劑費用的目的。

根據(jù)調(diào)查與分析，該企業(yè)廢水水量接近2000m3/d，且廢水化學(xué)需氧量從升華處理系統(tǒng)出水之前的109mg/L下降到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，其中數(shù)據(jù)見圖1.

根據(jù)對圖1的分析可以清楚的了解到，在系統(tǒng)運行初期，也是調(diào)勻試運階段，水質(zhì)不穩(wěn)定，后期才有所穩(wěn)定，其中利用芬頓高級氧化處理技術(shù)可以降解有機(jī)污染物，促使水質(zhì)達(dá)到基本的設(shè)計要求，滿足國家所提出的排放數(shù)值。

4、芬頓高級氧化技術(shù)的未來展望

到目前，在廢水深度處理中芬頓高級氧化技術(shù)已經(jīng)成為了不可忽略的方法，不僅反應(yīng)迅速，氧化徹底，并且不會受到二次污染，這是其它化學(xué)氧化技術(shù)不可比擬的，在工業(yè)廢水處理中得到廣泛應(yīng)用。其中將少量的芬頓試劑應(yīng)用在工業(yè)廢水中進(jìn)行預(yù)處理，可以促使廢水之中難以降解的有機(jī)物發(fā)生氧化，并且還可以改善其可生化性以及溶解性，便于后續(xù)處理。還有一點是在工業(yè)廢水出后水中殘留的少量難以降解的有機(jī)物，可以采取芬頓高級氧化技術(shù)，采取深度處理的方式，使其所排放的廢水水質(zhì)可以滿足高標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。所以在此發(fā)展背景下需要對芬頓高級氧化技術(shù)加以研究，并且下一步要以開發(fā)芬頓反應(yīng)裝置為主，不斷降低化學(xué)試劑的使用量，積極改進(jìn)芬頓高級氧化技術(shù)，提高處理效果。

5、結(jié)語

芬頓高級氧化技術(shù)處理方法具有氧化能力強(qiáng)、氧化速度快、處理效果好、處理徹底、無二次污染和適用范圍廣等優(yōu)點。但由不同的處理技術(shù)均存在一些缺點，或者處于研究實驗階段，無法實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。因此使芬頓高級氧化技術(shù)在溫和條件下快速、經(jīng)濟(jì)、綠色的產(chǎn)生大量的羥基自由基是目前的研究趨勢，有必要通過進(jìn)一步深入研究，將多種高級氧化技術(shù)高效聯(lián)合使用，使技術(shù)更完善，處理效果更好；同時研究制造更優(yōu)化的反應(yīng)器，使其大規(guī)模地運用于工業(yè)領(lǐng)域。（來源：浙江環(huán)耀環(huán)境建設(shè)有限公司）