催化氧化池簡介

催化氧化池簡介1、Fenton（中文譯為芬頓）是為數(shù)不多的以人名命名的無機(jī)化學(xué)反應(yīng)之一。1893年,化學(xué)家FentonHJ發(fā)現(xiàn)，過氧化氫(H2O2)與二價(jià)鐵離子Fe的混合溶液具有強(qiáng)氧化性，可以將當(dāng)時(shí)很多已知的有機(jī)化合物如羧酸、醇、酯類氧化為無機(jī)態(tài)，氧化效果十分顯著。但此后半個(gè)多世紀(jì)中，這種氧化性試劑卻因?yàn)檠趸詷O強(qiáng)沒有被太多重視。但進(jìn)入20世紀(jì)70年代，芬頓試劑在環(huán)境化學(xué)中找到了它的位置，具有去除難降解有機(jī)污染物的高能力的芬頓試劑，在印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水、含硝基苯廢水、二苯胺廢水等廢水處理中體現(xiàn)了很廣泛的應(yīng)用。當(dāng)芬頓發(fā)現(xiàn)芬頓試劑時(shí)，尚不清楚過氧化氫與二價(jià)鐵離子反應(yīng)到底生成了什么氧化劑具有如此強(qiáng)的氧化能力。二十多年后，有人假設(shè)可能反應(yīng)中產(chǎn)生了羥基自由基，否則，氧化性不會有如此強(qiáng)。因此，以后人們采用了一個(gè)較廣泛引用的化學(xué)反應(yīng)方程式來描述芬頓試劑中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：Fe+H2O2→Fe+OH+·OH①從上式可以看出，1mol的H2O2與1mol的Fe反應(yīng)后生成1mol的Fe，同時(shí)伴隨生成1mol的OH外加1mol的羥基自由基。正是羥基自由基的存在，使得芬頓試劑具有強(qiáng)的氧化能力。據(jù)計(jì)算在pH=4的溶液中，OH·自由基的氧化電勢高達(dá)2.73V。在自然界中，氧化能力在溶液中僅次于氟氣。因此，持久性有機(jī)物，特別是通常的試劑難以氧化的芳香類化合物及一些雜環(huán)類化合物，在芬頓試劑面前全部被無選擇氧化降解掉。1975年,美國著名環(huán)境化學(xué)家WallingC系統(tǒng)研究了芬頓試劑中各類自由基的種類及Fe在Fenton試劑中扮演的角色，得出如下化學(xué)反應(yīng)方程：H2O2+Fe→Fe+O2+2H②O2+Fe→Fe+O2·③可以看出,芬頓試劑中除了產(chǎn)生1摩爾的OH·自由基外,還伴隨著生成1摩爾的過氧自由基O2·，但是過氧自由基的氧化電勢只有1.3V左右，所以，在芬頓試劑中起主要氧化作用的是OH·自由基。芬頓試劑法是針對一些特別難降解的機(jī)有污染物如高COD，利用硫酸亞鐵和雙氧水的強(qiáng)氧化還原性，生成反應(yīng)強(qiáng)氧化性的羥基自由基，與難降解的有機(jī)物生成自由基，最后有效的氧化分解（芬頓（Fenton）試劑反應(yīng)機(jī)理）。芬頓試劑的處理效果受到廢水污染物濃度，反應(yīng)的pH值，硫酸亞鐵與雙氧水的比例，雙氧水的投加濃度的影響。2、芬頓氧化加硫酸亞鐵后多久加入雙氧水芬頓試劑的主要藥劑是硫酸亞鐵與雙氧水與堿。硫酸亞鐵與雙氧水的投加順序會影響到廢水的處理效果。先通過正交實(shí)驗(yàn)將硫酸亞鐵與雙氧水的投加比例得出（一旦控制不好便容易返色）。再按照先調(diào)PH值，投加硫酸亞鐵，再投加雙氧水，再進(jìn)芬頓試劑投加順序與污泥沉降處理行pH值調(diào)節(jié)的順序進(jìn)行投加。在硫酸亞鐵投加后反應(yīng)15分鐘左右，再進(jìn)行雙氧水的投加，反應(yīng)20~40分鐘后再加入堿回調(diào)pH值，處理效果更佳。3、芬頓氧化后污泥沉降如何處理由于芬頓氧化過程中硫酸亞鐵的大量投加，使得硫酸亞鐵中鐵離子的大量沉淀，產(chǎn)了大量的鐵泥。甚至?xí)斐纱罅康奈勰鄳腋∥镌趶U水中難以沉降。出現(xiàn)這種情況的原因大多數(shù)是因硫酸亞鐵與雙氧水的投加比例沒有控制好，或雙氧水投加過量、反應(yīng)不徹底導(dǎo)致。出現(xiàn)這種情況后可以通過投加絮凝劑（聚丙烯酰胺）進(jìn)行強(qiáng)化絮凝沉淀?；蛘咄ㄟ^投加石灰粉進(jìn)行PH值調(diào)節(jié)及助凝對懸浮物進(jìn)行凝聚沉淀。一般在污水處理工程上，采用芬頓都有特殊的反應(yīng)條件和足夠的反應(yīng)時(shí)間，如果確定芬頓反應(yīng)進(jìn)行徹底，可在水中投加非離子型的聚丙烯酰胺，它可以幫助污泥加速沉降。利用硫酸亞鐵芬頓對一些高色度與高COD廢水的去除率都可以達(dá)到90%-95%。4、芬頓（Fenton）法作為廢水高級處理技術(shù)，利用Fe2+和H2O2之間的鏈反應(yīng)催化生成具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基(·OH)，可氧化各種有毒和難降解的有機(jī)化合物，針對高濃度難生物降解廢水處理，可作為生物前處理以改善水質(zhì)，提升廢水的可生化性，為后續(xù)的深度處理創(chuàng)造有利條件。5、芬頓流化床反應(yīng)器，又稱為芬頓氧化塔、芬頓反應(yīng)塔，是進(jìn)行芬頓反應(yīng)對廢水進(jìn)行高級氧化的必要設(shè)備。水博網(wǎng)技術(shù)管理中心在傳統(tǒng)芬頓反應(yīng)塔的基礎(chǔ)上，研發(fā)了具有獨(dú)特技術(shù)的芬頓流化床反應(yīng)器，本設(shè)備利用流體化床方式使芬頓法所產(chǎn)生的Fe3+大部分以結(jié)晶或沉淀附著在流化床芬頓載體表面，可大幅減少傳統(tǒng)芬頓法的加藥量產(chǎn)生的化學(xué)污泥量（H2O2加入量減少10%～20%，F(xiàn)e2+加入量減少50%～70%，污泥量減少40%～50%）。6、處理焦化廢水煉焦廢水含有數(shù)十種無機(jī)和有機(jī)化合物，包括氨氮、硫氰化物、硫化物、氰化物、酚、苯胺、苯并比等，其中一些是高致癌物，屬于高污染難治理的工業(yè)廢水。實(shí)驗(yàn)人員研究了用芬頓法處理焦化廢水。探討了影響COD去除率的因素，確定了適宜的操作條件。在此條件下，焦化廢水COD去除率達(dá)88.9%.H202如分3批加入(總量不變)，COD去除率可提高至92%。實(shí)驗(yàn)人員研究了芬頓氧化/混凝協(xié)同處理焦化廢水經(jīng)生物處理后的出水。結(jié)果表明，經(jīng)此處理后，出水可達(dá)國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)。如后續(xù)再經(jīng)生物處理，最后出水將可穩(wěn)定地達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。研究試驗(yàn)中，還通過分析相對分子質(zhì)量分布和小分子有機(jī)物組成，揭示了焦化廢水生物處理后出水的物質(zhì)組成及其在芬頓氧化/混凝協(xié)同處理后的污染物變化規(guī)律。7、處理垃圾滲濾液城市垃圾滲濾液是一種組成成分復(fù)雜的污水，將會污染地下水，對城市環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。由于其含有多種有毒有害的難降解有機(jī)物，不易用傳統(tǒng)的生化法來處理。不同的填埋場的垃圾滲濾液的組成、濃度不同。因此，對垃圾滲濾液的處理效率，實(shí)驗(yàn)人員研究主要是從降低COD和去除的混合物中有機(jī)物分子量來考察。垃圾滲透液中的應(yīng)用，進(jìn)行了用芬頓法處理垃圾滲濾液的中型試驗(yàn)，反應(yīng)在連續(xù)的攪拌發(fā)生器中進(jìn)行，當(dāng)試劑加入量適當(dāng)時(shí)，COD的去除率可達(dá)67.5%，從而提高了可生化性，有利于進(jìn)一步的處理。由以上對各種廢水的研究可知用芬頓試劑處理廢水的特點(diǎn)，一是反應(yīng)啟動快，反應(yīng)在酸性的環(huán)境中，常溫常壓，條件溫和；二是不需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的反應(yīng)系統(tǒng)，設(shè)備簡單、能耗小。實(shí)驗(yàn)人員認(rèn)為芬頓試劑氧化性強(qiáng)，反應(yīng)過程中可以將污染物徹底地?zé)o害化，而且氧化劑H2O2，參加反應(yīng)后的剩余物可以自行分解掉，不留殘余，同時(shí)也是良好的絮凝劑，效果好。Fenton試劑在處理各種廢水的時(shí)候，其反應(yīng)條件差別不大，這就方便了Fenton試劑的工業(yè)化應(yīng)用。絮凝反應(yīng)沉淀池催化氧化池處理后的廢水自流進(jìn)入絮凝反應(yīng)沉淀池；廢水在進(jìn)入絮凝反應(yīng)沉淀池前，設(shè)計(jì)投加堿NaOH/混凝劑PAC/凝聚劑PAM（由加藥裝置計(jì)量投加）進(jìn)行絮凝反應(yīng)沉淀去除廢水中的部分膠狀體有機(jī)污染物、懸浮物,其原理為絮凝反應(yīng)沉淀分離，絮凝反應(yīng)采用機(jī)械攪拌的型式。絮凝反應(yīng)沉淀池設(shè)計(jì)為重力式高效斜管沉淀池，采用重力分離原理進(jìn)行的沉淀澄清處理。重力式高效斜管沉淀池相對于一般的沉淀池加裝了高效的斜管填料，具有占地面積小，處理效率好，停留時(shí)間短等特點(diǎn)。絮凝反應(yīng)沉淀池沉淀分離后的污泥由排泥泵提升進(jìn)入污泥濃縮池進(jìn)行濃縮處理。絮凝反應(yīng)沉淀池主體結(jié)構(gòu)為Q235-A碳鋼（內(nèi)襯玻璃鋼防腐）。絮凝反應(yīng)沉淀池配套機(jī)械攪拌裝置采用軸裝式，具有反應(yīng)時(shí)間短，反應(yīng)效果好等特點(diǎn)。絮凝反應(yīng)沉淀池內(nèi)設(shè)置斜管填料、填料支架、出水堰板等附件。內(nèi)部斜管