芬頓反應(yīng)器的原理

過氧化氫(H2O2) 與二價(jià)鐵離子Fe的混合溶液把大分子氧化成小分子把小分子氧化成二氧化碳和水，同時(shí)FeSO4可以被氧化成3價(jià)鐵離子，有一定的絮凝的作用，3價(jià)鐵離子變成氫氧化鐵，有一定的網(wǎng)捕作用，從而達(dá)到處理水的目的。

Fenton試劑是一種常用的高級(jí)氧化技術(shù)，相對(duì)其他氧化劑而言，其在黑暗中就能破壞有機(jī)物，具有操作過程簡(jiǎn)單、反應(yīng)易得、運(yùn)行成本低廉、設(shè)備投資少且對(duì)環(huán)境友好性等優(yōu)點(diǎn)。

Fenton化學(xué)氧化法是應(yīng)用雙氧水(H2O2)與亞鐵(Fe2+)反應(yīng)產(chǎn)生氫氧自由基的原理，進(jìn)行氧化有機(jī)污染反應(yīng)，將廢水中有機(jī)物污染氧化成二氧化碳和水的一種高級(jí)氧化處理技術(shù)。其化學(xué)反應(yīng)機(jī)制如下：

H2O2+Fe2+→OH+OH-+Fe3+→Fe(OH)3↓

影響Fenton法氧化反應(yīng)效果與速率因子：反應(yīng)物本身的特性，H2O2的劑量，F(xiàn)e2+的濃度，pH值，反應(yīng)時(shí)間，溫度。

①對(duì)環(huán)境友善：處理后不像其它的化學(xué)藥品，如漂白水(次氯酸鈉)，易產(chǎn)生氯化有機(jī)物等毒性物質(zhì)，對(duì)環(huán)境造成傷害。

②占地空間小：有機(jī)物氧化的速度相當(dāng)快，所需的停留時(shí)間短,約0.5~2小時(shí)即可，不像一般的生物處理約需12~24小時(shí)，因時(shí)間短，相對(duì)反應(yīng)槽容積不需太大，可節(jié)省空間。

③操作彈性大：可依進(jìn)流水水質(zhì)的好壞來改變操作條件，提高處理量。而一般的生物處理難以彈性操作。針對(duì)較高的污染量只需提高亞鐵及H2O2加藥量及適當(dāng)?shù)膒H控制即可。

④初設(shè)成本低：與一般的生物處理系統(tǒng)相較，約只須其投資成本的1/3~1/4。

⑤氧化能力強(qiáng)：所產(chǎn)生的氫氧自由基(OH)氧化能力相當(dāng)強(qiáng)?？商幚矶喾N毒性物質(zhì)，如氯乙烯、BTEX、氯苯、1，4Dioxane，酚、多氯聯(lián)苯、TCE、DCE、PCE等，另EDTA和酮類MTBE、MEK等亦有效。

①瓶頸1：Fe2+為催化劑,使H2O2產(chǎn)生成OH及OH-，但同時(shí)也伴隨著大量污泥,Fe(OH)3的產(chǎn)生成為應(yīng)用中的一大缺點(diǎn)。

②瓶頸2：COD達(dá)一定的去除率后，無法再繼續(xù)去除有機(jī)物，易造成H2O2用藥的消耗。

針對(duì)污泥含量高的缺點(diǎn)，臺(tái)灣工研院陸續(xù)開發(fā)了改良式低污泥的廢水高級(jí)氧化處理技術(shù)，其中之一就是流體化床-Fenton法。

①流體化床-Fenton法

原理：利用0.2~0.5mm硅砂擔(dān)體在結(jié)晶槽中作為結(jié)晶核種，將要處理的廢水及添加藥劑由反應(yīng)池底部進(jìn)入并向上流動(dòng)。而反應(yīng)槽外接有一回流水回路，用以調(diào)整進(jìn)流水過飽和度及達(dá)到擔(dān)體上流速度，使待處理的無機(jī)離子于硅砂擔(dān)體表面形成穩(wěn)態(tài)結(jié)晶體，當(dāng)晶體粒徑達(dá)1~2mm后，排出槽外進(jìn)行回收再利用或達(dá)到廢棄物減排的目的。

反應(yīng)機(jī)制：

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

技術(shù)特點(diǎn)：同相及異相的催化反應(yīng)，污泥減少70%。減少H2O2用藥的浪費(fèi)。

適用廢水COD濃度：50~1000mg/l。

②深度處理規(guī)劃構(gòu)想

A.現(xiàn)有工廠的廢水處理系統(tǒng)，一般為二沉池后直接排放。因此擬規(guī)劃一套流體化床系統(tǒng)直接將現(xiàn)在放流水排至FBR進(jìn)流暫存池，接續(xù)后段FBR-Fenton反應(yīng)。FBR-Fenton系統(tǒng)包含進(jìn)流水調(diào)節(jié)池，F(xiàn)BR反應(yīng)槽，脫氣池，中和池，慢混池，快沉池，泡藥系統(tǒng)與加藥系統(tǒng)。經(jīng)FBR-Fenton處理后的水排回原來排放口排放。

B.Fenton流體化床系統(tǒng)須新設(shè)一套FeSO4泡置系統(tǒng)供應(yīng)系統(tǒng)所須的亞鐵，一套H2O2儲(chǔ)存與加藥系統(tǒng)，一套Ca(OH)2加藥系統(tǒng)。

C.考慮現(xiàn)場(chǎng)用地，為節(jié)省空間采用機(jī)器式快沉槽作為污泥沉降用。

D.預(yù)估各階段水質(zhì)：

項(xiàng)目化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)出水

(即FBR-Fenton進(jìn)水)FBR-Fenton出水

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

COD(mg/l)80~110<50