芬顿工艺的影响因素及解决方案

1、控制温度

影响因素:温度是芬顿反应的重要影响因素之一。一般化学反应随着温度的升高会加快反应速度,芬顿反应也不例外,温度升高会加快-OH的生成速度,有助于-OH与有机物反应,提高氧化效果和COD的去除率;但是,对于芬顿试剂这样复杂的反应体系,温度升高,不仅加速正反应的进行,也加速副反应,温度升高也会加速H2O2的分解,分解为O2和H2O,不利于-OH的生成。不同种类工业废水的芬顿反应最佳温度,也存在一定差异。处理聚丙烯酰胺水溶液处理时,最佳温度控制在30℃~50℃。研究洗胶废水处理时发现最佳温度为85℃。处理三氯(苯)酚时,当温度低于60℃时,温度有助于反应的进行,反之当高于60℃时,不利于反应。

解决方案:配合汉志旗专利产品实用新型专利:一种旋流液相混合装置,专利号:ZL 2021 2 1197544.3增加微波设备以控制芬顿反应在合适的温度范围内;增加保温系统等措施。

2、调节pH

影响因素:一般来说,芬顿试剂是在酸性条件下发生反应的,在中性和碱性的环境中Fe2+不能催化氧化H2O2产生-OH,而且会产生氢氧化铁沉淀而失去催化能力。当溶液中的H+浓度过高,Fe3+不能顺利的被还原为Fe2+,催化反应受阻。多项研究结果表明芬顿试剂在酸性条件下,特别是pH在3~5时氧化能力很强,此时的有机物降解速率最快,能够在短短几分钟内降解。此时有机物的反应速率常数正比于Fe2+和过氧化氢的初始浓度。因此,在工程上采用芬顿工艺时,建议将废水调节到=2~4,理论上在为3.5时为最佳。

解决方案:调酸,为确保芬顿试剂反应ph,需要对原水进行调酸处理,根据实际水量和加药量以及现场情况,确定酸加药量。

3、除油、除SS

影响因素:进水中 Cl-、H2PO-、HCO3-、油类和其他影响芬顿氧化反应的无机离子或污染物浓度

解决方案:混凝沉淀,在原水中投加pac,pam,将大部分颗粒物和及大分子有机物沉降。

4、除表面活性剂

影响因素:芬顿反应过程中,会产生大量表面活性剂,其分解后会产生废水和废气,这些废水和废气中含有较高的化学物质浓度,会对环境造成污染。同时,表面活性剂会对芬顿反应的效率产生严重影响,表面活性剂的增加会延缓-OH的生成速度,从而降低废水中COD的降解速率。

解决方案:在原水中投加破乳剂,利用化学方法讲包裹cod的乳化物破坏,使芬顿试剂产生的羟基自由基接触到被包裹的cod,从而将其氧化为二氧化碳和水。

5、除特殊物质

影响因素:在酸性条件下易产生有毒有害气体的污染物(如硫离子、氰根离子等)不应进入芬顿氧化工艺单元 。