1、芬頓高級氧化技術的原理
在1894年芬頓試劑被發現,即有機物在混合溶液之中可以氧化,這種體系便成為標準的芬頓試劑。從屬性上分析,芬頓試劑屬于強氧化劑,在難以處理或者對微生物有毒性的工業廢水中得到有效應用,其反應迅速、溫度與壓力比較緩和,不會產生二次污染,在經多年的研究中,芬頓試劑得到了創新發展,并在廢水中得到廣泛應用。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,并引發更多自由基的發生,反映機理為:
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,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,在與廢水的融合中可以產生鏈式反應,并且將有害物質進行養護,無二次污染。此外,還原劑在氧化之后會產生貼水絡合物混凝沉淀,可以有效去除廢水之中的有機物。
從優勢上分析,芬頓高級氧化技術可以通過反應產生羥基自由基,將難以降解的有毒物質進行分解,使其徹底轉化為無害的有機物,不會產生二次污染,這是其它養護技術難以達到的。且反應的時間比較短,在處理過程中可以進行控制,真正實現多種有機污染物的降解。從缺點上分析,芬頓高級養護技術的耗能比較高,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雜,處理費用比較高。
2、造紙廢水處理技術的概述
在社會的不斷發展下環境污染演變的越來越重要,對經濟造成限制,其中造紙廢水是當前加以關注的內容,為緩解環境污染所造成的影響,各個地區制定了造紙廢水的排放標準,并對其進行了廢水處理,其中較為常用的便是物理法、物理化學法、生物法、生態法等,其中應用最為廣泛的便是生物處理技術,其最具經濟效益,流程是車間造紙廢水---預處理---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,所以需對其進行深度處理。而芬頓高級氧化技術便是廢水深度處理中的一部分,在與其它廢水處理技術的對比中了解到其反應速度比較快、設備簡單、費用便宜,且對廢水中干擾物質的承受能力比較強,后期操作與維護簡單,適用范圍廣泛。
3、芬頓高級氧化處理技術在造紙廢水中的應用
在當前水質排放標準的提升,越來越多的企業樹立了環保意識,并參與到環境保護之中,在廢水處理方面也采取了高效的設備。以筆者所在地區某一造紙廠為例,便采取了芬頓高級氧化技術對廢水進行深度處理,其廢水處理的流程包括:車間廢水---預處理---物化沉淀---IC厭氧反應器---好氧生物處理---生化沉淀----芬頓高級氧化處理---達標排放。此外,從某個角度分析,芬頓高級氧化處理系統主要包括了三個部分,分別是中和反應區、芬頓養護反應區、混凝沉淀區,中和反應區調節pH值至3.0,芬頓氧化反應區投加Fe2+和H2O2發生芬頓氧化反應,混凝沉淀區回調pH值至6.0--8.0并生成沉淀去除廢水中的有機物。芬頓高級氧化處理系統采用了公司特有的動力流體布水系統、空氣混合攪拌等設備,加強芬頓試劑與廢水的混合程度,增快芬頓試劑的反應速率,以達到減少停留時間節約占地面積、減少藥劑使用量節省藥劑費用的目的。
根據調查與分析,該企業廢水水量接近2000m3/d,且廢水化學需氧量從升華處理系統出水之前的109mg/L下降到標準數值,其中數據見圖1.
根據對圖1的分析可以清楚的了解到,在系統運行初期,也是調勻試運階段,水質不穩定,后期才有所穩定,其中利用芬頓高級氧化處理技術可以降解有機污染物,促使水質達到基本的設計要求,滿足國家所提出的排放數值。
4、芬頓高級氧化技術的未來展望
到目前,在廢水深度處理中芬頓高級氧化技術已經成為了不可忽略的方法,不僅反應迅速,氧化徹底,并且不會受到二次污染,這是其它化學氧化技術不可比擬的,在工業廢水處理中得到廣泛應用。其中將少量的芬頓試劑應用在工業廢水中進行預處理,可以促使廢水之中難以降解的有機物發生氧化,并且還可以改善其可生化性以及溶解性,便于后續處理。還有一點是在工業廢水出后水中殘留的少量難以降解的有機物,可以采取芬頓高級氧化技術,采取深度處理的方式,使其所排放的廢水水質可以滿足高標準的排放要求。所以在此發展背景下需要對芬頓高級氧化技術加以研究,并且下一步要以開發芬頓反應裝置為主,不斷降低化學試劑的使用量,積極改進芬頓高級氧化技術,提高處理效果。
5、結語
芬頓高級氧化技術處理方法具有氧化能力強、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點。但由不同的處理技術均存在一些缺點,或者處于研究實驗階段,無法實現大規模工業化應用。因此使芬頓高級氧化技術在溫和條件下快速、經濟、綠色的產生大量的羥基自由基是目前的研究趨勢,有必要通過進一步深入研究,將多種高級氧化技術高效聯合使用,使技術更完善,處理效果更好;同時研究制造更優化的反應器,使其大規模地運用于工業領域。
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