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流化床Fenton

Fenton废水高级氧化处理技术

Fenton- Advanced Oxidation Technologies for Wastewater Treatment

一、技术简介

   Fenton法简介:1894年由Fenton所发现,亚铁离子(Fe2+)为过氧化氢(H2O2)的催化剂,产生一种高氧化能力(仅次于氟)的自由基(氢氧自由基, ·OH),所产生OH的氧化能力在所有氧化剂中排第二,仅次于氟。

数种氧化剂之氧化力比较

(Comparison between oxidation potentialfor several oxidants)

将废水中的有机物最终氧化成二氧化碳和水以降低COD。Fenton氧化法的反应式如式(1)

H2O2+Fe2+. OH+OH-+Fe3+Fe(OH)3         (1)


目前有很多产业的废水处理场须增设高级废水处理单元才能达到放流水标准,至今已发展的高级废水处理技术包括臭氧氧化法、活性碳吸附法、薄膜分离法、湿式氧化法及Fenton氧化法等,其中以Fenton氧化法(H2O2/Fe2+)被认为是一种最有效、简单且经济的方法,影响Fenton法氧化反应效果与速率的因子有下列几项:

1)反应物本身的特性、(2H2O2的剂量、(3Fe2+的浓度、(4pH值、(5)反应时间及(6)温度等。

其他方法则因初设成本或操作成本太高而较难被业者接受。Fenton氧化法虽有高效率、低操作费的优点,但同时因其会产生大量的铁污泥,成为应用时的一大缺点。本研究于1994年以Fenton氧化法产生‧OH (hydroxyl radical)的原理为基础,开发改良式低污泥的废水高级氧化处理技术,我们称此为Fenton家族(Fenton Family)高级处理技术。

Fenton家族处理技术乃针对Fenton法污泥产量太多的缺点加以改良,利用电场或结晶技术来提升处理效果及降低化学污泥产量,使适用范围大为增加。Fenton家族高级处理技术的演进由传统Fenton法、电解氧化-Fenton法(简称FentonⅡ)、电解还原-Fenton法(简称FentonⅢ)、至流化床-Fenton法(简称FentonⅣ)。

FentonⅢ及FentonⅣ分别为目前高浓度与低浓度废水的重点低污泥处理技术。电解还原-Fenton法(FentonⅢ)适用于高浓度生物难分解废水(COD>1000mg/L)的处理,可作为生物前处理以改善水质,提升后续生物处理能力;流化床-Fenton法(FentonⅣ)适用于低浓度生物难分解废水(一般用于1000mg/L>COD<500mg/L)的处理,可用于生物后的处理,以加强对放流水水质的把关工作。



晶体催化氧化处理技术
(Crystal Catalytic Oxidation ProcessTechnology)

各种高级氧化技术之应用范围

(advanced oxidation processes Family Technology)

晶体催化氧化技术原理
(Crystal Catalytic Oxidation ProcessTechnology)

   利用外加的H2O2氧化剂与Fe2+催化剂, 两者在适当的pH下会反应产生氢氧自由基(OH.), 而其高氧化能力与废水中的有机物反应,可分解氧化有机物。

 

晶体催化氧化处理原理
(Principle of Crystal Catalytic  Oxidation Process)


晶体催化氧化程序构成

(Composition of Crystal Catalytic Oxidation Process)

晶体催化氧化处理特点
(Benefit of Crystal Catalytic Oxidation Process)


1.对环境友善:处理后不像其他化学药品如漂白水,易产生氯化有机物等毒性物质。

2.占地空间小:有机物氧化的速度相当快,所需的停留时间短,而一般的生物处理约需12-24小时。相对可减少反应槽容积。

3.操作弹性大:可依进流水水质的好坏来改变操作条件,提高处理量。

4.操作简便 :仅需简单的药品添加及pH控制,对操作不构成负担。

5.初设成本低:只需生物处理系统投资成本的1/3~1/4。

6.氧化力强 :所产生的氢氧自由基(•OH)氧化力相当强,可处理多种毒性物质如氯苯、醛类、五氯酚、多氯联苯等。



结晶担体

( Product of Fenton Heterogenous Reaction)

废水处理结果
(Result of DyeingWaste Water Treatment)

难分解低COD废水各种高级处理比较

(Comparison of advanced treatment for refractory low-COD wastewater)

                                                        运行成本优势
   
采用不同Fenton工艺综合处理成本对比,以下的操作成本是以6000CMD的废水量COD从80mg/l处理到30mg/l为估算基准

(氧化降解COD越多成本差异越大)