催化氧化池简介.docx

《催化氧化池简介.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《催化氧化池简介.docx（7页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、催化氧化池简介1、Fenton (中文译为芬顿)是为数不多的以人名命名的无机化 学反应之一。1893年,化学家Fenton HJ发现，过氧化氢(H2O2)与二价铁 离子Fe的混合溶液具有强氧化性，可以将当时很多已知的有机 化合物如竣酸、醇、酯类氧化为无机态，氧化效果十分显著。但 此后半个多世纪中，这种氧化性试剂却因为氧化性极强没有被太 多重视。但进入20世纪70年代，芬顿试剂在环境化学中找到 了它的位置，具有去除难降解有机污染物的高能力的芬顿试剂， 在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、 二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用。当芬顿发现芬顿 试剂时，尚不清楚过氧化氢与二价

2、铁离子反应到底生成了什么氧 化剂具有如此强的氧化能力。二十多年后，有人假设可能反应中 产生了羟基自由基，否则，氧化性不会有如此强。因此，以后人 们采用了一个较广泛引用的化学反应方程式来描述芬顿试剂中 发生的化学反应：Fe + H2O2Fe + OH+ OH 从上式可以看出zlmol的H2O2与Imol的Fe反应后生成Imol 的Fe ,同时伴随生成ImOl的OH外加Imol的羟基自由基。正 是羟基自由基的存在，使得芬顿试剂具有强的氧化能力。据计算 在pH= 4的溶液中，0H自由基的氧化电势高达2.73 Vo在自 然界中，氧化能力在溶液中仅次于氟气。因此，持久性有机物， 特别是通常的试剂难以氧化

3、的芳香类化合物及一些杂环类化合 物，在芬顿试剂面前全部被无选择氧化降解掉。1975年,美国著 名环境化学家WaIIingC系统研究了芬顿试剂中各类自由基的 种类及Fe在Fenton试剂中扮演的角色，得出如下化学反应方 程：H2O2 + Fe Fe + 02 + 2H 02 + Fe Fe + O2可以看出,芬顿试剂中除了产生1摩尔的0H自由基外,还伴随 着生成1摩尔的过氧自由基02,但是过氧自由基的氧化电势 只有L3 V左右，所以 在芬顿试剂中起主要氧化作用的是0H自 由基。芬顿试剂法是针对一些特别难降解的机有污染物如高COD ,利 用硫酸亚铁和双氧水的强氧化还原性，生成反应强氧化性的羟基 自

4、由基，与难降解的有机物生成自由基，最后有效的氧化分解（芬 顿（Fenton ）试剂反应机理）。芬顿试剂的处理效果受到废水 污染物浓度，反应的PH值，硫酸亚铁与双氧水的比例，双氧水 的投加浓度的影响。2、芬顿氧化加硫酸亚铁后多久加入双氧水芬顿试剂的主要药剂是硫酸亚铁与双氧水与碱。硫酸亚铁与双氧 水的投加顺序会影响到废水的处理效果。先通过正交实验将硫酸 亚铁与双氧水的投加比例得出（一旦控制不好便容易返色）。再 按照先调PH值，投加硫酸亚铁，再投加双氧水，再进芬顿试剂 投加顺序与污泥沉降处理行PH值调节的顺序进行投加。在硫酸 亚铁投加后反应15分钟左右,再进行双氧水的投加，反应2040 分钟后再加入

5、碱回调PH值，处理效果更佳。3、芬顿氧化后污泥沉降如何处理由于芬顿氧化过程中硫酸亚铁的大量投加，使得硫酸亚铁中铁离 子的大量沉淀，产了大量的铁泥。甚至会造成大量的污泥悬浮物 在废水中难以沉降。出现这种情况的原因大多数是因硫酸亚铁与 双氧水的投加比例没有控制好，或双氧水投加过量、反应不彻底 导致。出现这种情况后可以通过投加絮凝剂（聚丙烯酰胺）进行 强化絮凝沉淀。或者通过投加石灰粉进行PH值调节及助凝对悬 浮物进行凝聚沉淀。一般在污水处理工程上，采用芬顿都有特殊的反应条件和足够的 反应时间，如果确定芬顿反应进行彻底，可在水中投加非离子型 的聚丙烯酰胺，它可以帮助污泥加速沉降。利用硫酸亚铁芬顿对 一

6、些高色度与高COD废水的去除率都可以达到90%-95%o4、芬顿（Fenton ）法作为废水高级处理技术 利用Fe2 +和H2O2 之间的链反应催化生成具有强氧化性的羟基自由基（QH）,可氧 化各种有毒和难降解的有机化合物，针对高浓度难生物降解废水 处理，可作为生物前处理以改善水质，提升废水的可生化性，为 后续的深度处理创造有利条件。5、芬顿流化床反应器，又称为芬顿氧化塔、芬顿反应塔，是进 行芬顿反应对废水进行高级氧化的必要设备。水博网技术管理中 心在传统芬顿反应塔的基础上，研发了具有独特技术的芬顿流化 床反应器，本设备利用流体化床方式使芬顿法所产生的Fe3 +大 部分以结晶或沉淀附着在流化床

7、芬顿载体表面，可大幅减少传统 芬顿法的加药量产生的化学污泥量（H2O2加入量减少10% 20% ,Fe2 +加入量减少50% 70% ,污泥量减少40% 50% ）。6、处理焦化废水炼焦废水含有数十种无机和有机化合物，包括氨氮、硫氧化物、 硫化物、氧化物、酚、苯胺、苯并比等，其中一些是高致癌物， 属于高污染难治理的工业废水。实验人员研究了用芬顿法处理焦化废水。探讨了影响COD去除 率的因素，确定了适宜的操作条件。在此条件下，焦化废水COD 去除率达88.9%. H202如分3批加入（总量不变）,COD去除率 可提高至92%o实验人员研究了芬顿氧化/混凝协同处理焦化废 水经生物处理后的出水。结果

8、表明，经此处理后，出水可达国家 二级排放标准。如后续再经生物处理，最后出水将可稳定地达到 国家一级排放标准。研究试验中，还通过分析相对分子质量分布 和小分子有机物组成，揭示了焦化废水生物处理后出水的物质组 成及其在芬顿氧化/混凝协同处理后的污染物变化规律。7.处理垃圾渗滤液城市垃圾渗滤液是一种组成成分复杂的污水，将会污染地下水， 对城市环境构成严重威胁。由于其含有多种有毒有害的难降解有 机物，不易用传统的生化法来处理。不同的填埋场的垃圾渗滤液的组成、浓度不同。因此，对垃圾渗滤液的处理效率，实验人员研究主要是从降低COD和去除的混合物中有机物分子量来考察。垃圾渗透液中的应用，进行了用芬顿法处理垃

9、圾渗滤液的中型试 验反应在连续的搅拌发生器中进行，当试剂加入量适当时，COD 的去除率可达67.5% ,从而提高了可生化性，有利于进一步的处 理。由以上对各种废水的研究可知用芬顿试剂处理废水的特点，一是 反应启动快，反应在酸性的环境中，常温常压，条件温和；二是 不需要设计复杂的反应系统，设备简单、能耗小。实验人员认为 芬顿试剂氧化性强，反应过程中可以将污染物彻底地无害化，而 且氧化剂H2O2 ,参加反应后的剩余物可以自行分解掉，不留残 余，同时也是良好的絮凝剂，效果好。Fenton试剂在处理各种废水的时候，其反应条件差别不大,这 就方便了 FentOn试剂的工业化应用。絮凝反应沉淀池催化氧化池

10、处理后的废水自流进入絮凝反应沉淀池；废水在进入 絮凝反应沉淀池前，设计投加碱NaoH/混凝剂PAC/凝聚剂 PAM （由加药装置计量投加）进行絮凝反应沉淀去除废水中的 部分胶状体有机污染物、悬浮物，其原理为絮凝反应沉淀分离， 絮凝反应采用机械搅拌的型式。絮凝反应沉淀池设计为重力式高效斜管沉淀池，采用重力分离原 理进行的沉淀澄清处理。重力式高效斜管沉淀池相对于一般的沉 淀池加装了高效的斜管填料，具有占地面积小，处理效率好，停 留时间短等特点。絮凝反应沉淀池沉淀分离后的污泥由排泥泵提 升进入污泥浓缩池进行浓缩处理。絮凝反应沉淀池主体结构为Q235-A碳钢（内衬玻璃钢防腐）。 絮凝反应沉淀池配套机械搅拌装置采用轴装式，具有反应时间短， 反应效果好等特点。絮凝反应沉淀池内设置斜管填料、填料支架、 出水堰板等附件。内部斜管填料为六角蜂窝填料，斜管填料主要 用于工业和废水的沉淀工艺，其主要特点为湿周大、水力半径小、 层流状态好、颗粒沉淀不受絮流干扰。斜管填料采用FRP材质， 具有韧性强、组装刚度好、不变形、不脆裂、抗老化、使用寿命 长。填料支架为网格型，为Q235-A碳钢材质（衬玻璃钢防腐）。 出水堰板为Q235-A碳钢材质（衬玻璃钢防腐）。