芬顿反应器的原理(lǐ)

过氧化氢(H2O2) 与二价铁离子Fe的混合溶液把大分(fēn)子氧化成小(xiǎo)分(fēn)子把小(xiǎo)分(fēn)子氧化成二氧化碳和水，同时FeSO4可(kě)以被氧化成3价铁离子，有(yǒu)一定的絮凝的作用(yòng)，3价铁离子变成氢氧化铁，有(yǒu)一定的网捕作用(yòng)，从而达到处理(lǐ)水的目的。

Fenton试剂是一种常用(yòng)的高级氧化技术，相对其他(tā)氧化剂而言，其在黑暗中就能(néng)破坏有(yǒu)机物(wù)，具有(yǒu)操作过程简单、反应易得、运行成本低廉、设备投资少且对环境友好性等优点。

Fenton化學(xué)氧化法是应用(yòng)双氧水(H2O2)与亚铁(Fe2+)反应产生氢氧自由基的原理(lǐ)，进行氧化有(yǒu)机污染反应，将废水中有(yǒu)机物(wù)污染氧化成二氧化碳和水的一种高级氧化处理(lǐ)技术。其化學(xué)反应机制如下：

H2O2+Fe2+→OH+OH-+Fe3+→Fe(OH)3↓

影响Fenton法氧化反应效果与速率因子：反应物(wù)本身的特性，H2O2的剂量，Fe2+的浓度，pH值，反应时间，温度。

①对环境友善：处理(lǐ)后不像其它的化學(xué)药品，如漂白水(次氯酸钠)，易产生氯化有(yǒu)机物(wù)等毒性物(wù)质，对环境造成伤害。

②占地空间小(xiǎo)：有(yǒu)机物(wù)氧化的速度相当快，所需的停留时间短,约0.5~2小(xiǎo)时即可(kě)，不像一般的生物(wù)处理(lǐ)约需12~24小(xiǎo)时，因时间短，相对反应槽容积不需太大，可(kě)节省空间。

③操作弹性大：可(kě)依进流水水质的好坏来改变操作条件，提高处理(lǐ)量。而一般的生物(wù)处理(lǐ)难以弹性操作。针对较高的污染量只需提高亚铁及H2O2加药量及适当的pH控制即可(kě)。

④初设成本低：与一般的生物(wù)处理(lǐ)系统相较，约只须其投资成本的1/3~1/4。

⑤氧化能(néng)力强：所产生的氢氧自由基(OH)氧化能(néng)力相当强。可(kě)处理(lǐ)多(duō)种毒性物(wù)质，如氯乙烯、BTEX、氯苯、1，4Dioxane，酚、多(duō)氯联苯、TCE、DCE、PCE等，另EDTA和酮类MTBE、MEK等亦有(yǒu)效。

①瓶颈1：Fe2+為(wèi)催化剂,使H2O2产生成OH及OH-，但同时也伴随着大量污泥,Fe(OH)3的产生成為(wèi)应用(yòng)中的一大缺点。

②瓶颈2：COD达一定的去除率后，无法再继续去除有(yǒu)机物(wù)，易造成H2O2用(yòng)药的消耗。

针对污泥含量高的缺点，台湾工研院陆续开发了改良式低污泥的废水高级氧化处理(lǐ)技术，其中之一就是流體(tǐ)化床-Fenton法。

①流體(tǐ)化床-Fenton法

原理(lǐ)：利用(yòng)0.2~0.5mm硅砂担體(tǐ)在结晶槽中作為(wèi)结晶核种，将要处理(lǐ)的废水及添加药剂由反应池底部进入并向上流动。而反应槽外接有(yǒu)一回流水回路，用(yòng)以调整进流水过饱和度及达到担體(tǐ)上流速度，使待处理(lǐ)的无机离子于硅砂担體(tǐ)表面形成稳态结晶體(tǐ)，当晶體(tǐ)粒径达1~2mm后，排出槽外进行回收再利用(yòng)或达到废弃物(wù)减排的目的。

反应机制：

H2O2+Fe2+→OH+Fe(OH)2+→……FeOOH,H2O2+FeOOH→……

技术特点：同相及异相的催化反应，污泥减少70%。减少H2O2用(yòng)药的浪费。

适用(yòng)废水COD浓度：50~1000mg/l。

②深度处理(lǐ)规划构想

A.现有(yǒu)工厂的废水处理(lǐ)系统，一般為(wèi)二沉池后直接排放。因此拟规划一套流體(tǐ)化床系统直接将现在放流水排至FBR进流暂存池，接续后段FBR-Fenton反应。FBR-Fenton系统包含进流水调节池，FBR反应槽，脱气池，中和池，慢混池，快沉池，泡药系统与加药系统。经FBR-Fenton处理(lǐ)后的水排回原来排放口排放。

B.Fenton流體(tǐ)化床系统须新(xīn)设一套FeSO4泡置系统供应系统所须的亚铁，一套H2O2储存与加药系统，一套Ca(OH)2加药系统。

C.考虑现场用(yòng)地，為(wèi)节省空间采用(yòng)机器式快沉槽作為(wèi)污泥沉降用(yòng)。

D.预估各阶段水质：

项目化學(xué)反应系统出水

(即FBR-Fenton进水)FBR-Fenton出水

S.S(mg/l)<30<30

COD(mg/l)80~110<50