芬頓反應器,又叫做芬頓設備、芬頓氧化設備,芬頓反應設備,芬頓反應裝置等,是對廢水進行氧化的必要設備。
一、芬頓設備主要特點:
投資省;占地小;處理效率高;運行費用低;易自控;氧化能力強,運行費相對低;pH值正常;反應時間少等。
二、芬頓設備工藝的優點
①對環境友善:處理后不像其它的化學藥品,如漂白水(次氯酸鈉),易產生氯化有機物等毒性物質,對環境造成傷害。
②占地空間小:有機物氧化的速度相當快,所需的停留時間短,約0.5~2小時即可,不像一般的生物處理約需12~24小時,因時間短,相對反應槽容積不需太大,可節省空間。
③操作彈性大:可依進流水水質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。針對較高的污染量只需提高亞鐵及H2O2加藥量及適當的pH控制即可。
④初設成本低:與一般的生物處理系統相較,約只須其投資成本的1/3~1/4。
⑤氧化能力強:所產生的氫氧自由基(OH)氧化能力相當強。可處理多種毒性物質,如氯乙烯、BTEX、氯苯、酚、多氯聯苯、TCE、DCE、PCE等,另EDTA和酮類MTBE、MEK等亦有效。
三、芬頓設備的原理
過氧化氫(H2O2)與二價鐵離子(Fe2+)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FeSO4可以被氧化成3價鐵離子,有一定的絮凝的作用,3價鐵離子變成氫氧化鐵,有一定的網捕作用,從而達到處理水的目的。芬頓試劑在環境化學中找到了它的位置,具有去除難降解有機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了很廣泛的應用。
四、影響芬頓設備反應的因素
影響Fenton法氧化反應效果與速率因子:反應物本身的特性,H2O2的劑量,Fe2+的濃度,pH值,反應時間,溫度。
1、溫度因素
在芬頓反應中,溫度是影響其效果的重要因素,溫度不斷升高,芬頓反應的速度會逐漸加快,隨著溫度的提高,˙OH的生成速度會提高,能夠促進˙OH與有機物發生反應,使氧化效果得到提升,提高CODCr的去除率。溫度的升高也會使H2O2的分解速度加快,分解成O2與H2O,這對于˙OH的生成是不利的芬頓。不同類型的工業廢水中,芬頓反應的最合適溫度也是不同的。
2、pH值
通常情況下,在酸性環境下,芬頓試劑才會發生反應,pH的提高會使˙OH得出現受到限制,并且會出現氫氧化鐵沉淀,催化能力喪失。如果溶液中有濃度較高的H+,Fe3+不能被還原為Fe2+,催化反應就會受到阻礙芬頓。在酸性環境下,尤其是pH在3-5之間時,芬頓試劑有很強的氧化能力,這時有機物的降解速度比較快,能夠在幾分鐘內降解。同時有機物的反應速率與Fe2+以及過氧化氫的初始濃度成正比例關系。在工業處理中使用芬頓工藝,需要將廢水的pH調到3.5左右為最佳。
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