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李經(jīng)理
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dvhb@163.com
西安高新區(qū)錦業(yè)路錦業(yè)時代Fenton氧化法是一種高效且經(jīng)濟的廢水高級氧化技術(shù)，過氧化氫和亞鐵離子反應(yīng)產(chǎn)生強氧化性的羥基自由基（·OH），氧化降解廢水中污染物。Fenton氧化法具有氧化能力強、設(shè)備簡單、易于操作、操作成本低等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于造紙、印染、制藥等行業(yè)工業(yè)廢水處理。
小編根據(jù)群內(nèi)專家的交流內(nèi)容，綜合整理，分享給圈內(nèi)外環(huán)保工作者，理解新技術(shù)，掌握新技術(shù)，始終站在環(huán)保科技的前沿。
Fenton（中文譯為芬頓）是為數(shù)不多的以人名命名的無機化學(xué)反應(yīng)之一。1893年,化學(xué)家Fenton HJ 發(fā)現(xiàn)，過氧化氫(H2O2) 與二價鐵離子Fe的混合溶液具有強氧化性，可以將當時很多已知的有機化合物如羧酸、醇、酯類氧化為無機態(tài)，氧化效果十分顯著。但此后半個多世紀中，這種氧化性試劑卻因為氧化性極強沒有被太多重視。但進入20 世紀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。 當芬頓發(fā)現(xiàn)芬頓試劑時，尚不清楚過氧化氫與二價鐵離子反應(yīng)到底生成了什么氧化劑具有如此強的氧化能力。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。因此，以后人們采用了一個較廣泛引用的化學(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+ ·OH ①
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的氧化能力。據(jù)計算在pH = 4 的溶液中，OH·自由基的氧化電勢高達2. 73 V。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Walling C 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 + 2H ②
O2 + 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1.3 V左右，所以，在芬頓試劑中起主要氧化作用的是OH·自由基。
周保昌（南京瑞潔特-平板膜）：文章最上面的FENTON原理圖開始了FENTON氧化技術(shù)在線交流的序幕。
王彥紅（平頂山）：不知道上面工藝原理圖是否能藥劑與污水混合均勻，局部濃度是否會過高，是否會有副反應(yīng)產(chǎn)生。王彥紅關(guān)注的焦點應(yīng)該也是不同技術(shù)廠家研究的重點。
王學(xué)科（天津壹新環(huán)保）：我們應(yīng)用的情況是，下進水上出水，少量曝氣攪拌，PH=3左右。
周保昌（南京瑞潔特-平板膜）：芬頓氧化的主要影響因素包括：（1）H2O2和二價鐵的用量以及兩者物質(zhì)的量比；（2）反應(yīng)溫度；（3）PH；（4）反應(yīng)時間。個人還認為懸浮物對芬頓的影響也較大。同時問芬頓主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？
王學(xué)科（天津壹新環(huán)保）：垃圾滲濾液o濃水處理。
黃珂(清涵環(huán)科)：僅一個問題，流化狀態(tài)FENTON技術(shù)有工業(yè)化且穩(wěn)定運行的嗎？
王學(xué)科（天津壹新環(huán)保）：有，且操作容易。和微電解聯(lián)用，微電解提供亞鐵離子作為催化劑。
劉軍（南京萬德斯環(huán)保），甘琦（陸博新材料）：運行成本是什么情況？
王學(xué)科（天津壹新環(huán)保）：我們之前在醫(yī)藥廢水中，生化預(yù)處理，COD去除率在40%左右（COD進水15000mg/L,出水在9000多mg/L），生化性提高了，是微電解和芬頓的聯(lián)用。成本約6元左右。
alex ji:芬頓的應(yīng)用與具體工藝段的要求，以及整體處理要求相關(guān)。
王學(xué)科（天津壹新環(huán)保）:垃圾滲濾液濃水COD在1500-3000mg/L.甘琦（陸博新材料）提供數(shù)據(jù):1000左右，處理后COD在60以下，基本達到39mg/L.處理垃圾滲濾液濃水成本25-30元。不包括污泥處理。
戴昕（南京萬德斯）：聽說常規(guī)芬頓酸堿調(diào)節(jié)會增加額外鹽分，聽說有種異相芬頓方法。據(jù)說可以接近中性條件下作用。
周保昌（南京瑞潔特-平板膜）：芬頓主要用于什么環(huán)境？COD在什么范圍較為合適？
周建民（康潔水務(wù)）：芬頓可用在有毒廢水（生物毒性）的前處理，并且易降解成分較少；難降解（還有一定量的易降解有機物，BOD高）的廢水的后處理。
ALEX JI：難降解、有毒有害、小水量廢水芬頓技術(shù)值得考慮。
糊涂書生：芬頓處理是不是必須有生化處理?垃圾滲濾液可以直接處理嗎？
何燦：我曾經(jīng)做過微電解+芬頓處理生化后焦化廢水，COD從400降到100以下回用，運行費用5-7元，污泥量大，藥劑投加自動控制比較麻煩。水量大，每天投加亞鐵鹽幾十噸。
王學(xué)科（天津壹新環(huán)保）：PH在3-4之間較好，因為我們在不同PH值下做過對比實驗。
周建民（康潔水務(wù)）：芬頓法，確實污泥產(chǎn)量比較大。
甘琦（陸博新材料）：微電解+芬頓聯(lián)用可降低污泥量。
何燦：每小時350噸水，微電解填料消耗大，三個月消耗了近20%，之前廠家承若年消耗10-15%。
戴昕（南京萬德斯）：COD從400降到100以下，成本在5-7元，很有優(yōu)勢。
徐澤升（北師大電化學(xué)）：異相芬頓是光催化的一種。
何燦：我們從美國引進的臭氧催化氧化技術(shù)將同類廢水處理，成本可控制在2元左右，還沒有污泥。
冀世鋒（上海海洋大學(xué)）：垃圾滲濾液工藝流程（實驗）
周建民（康潔水務(wù)）：成都有機化學(xué)所有專門研究臭氧催化氧化技術(shù)，目前在攀鋼有案例應(yīng)用。
冀世鋒（上海海洋大學(xué)）：現(xiàn)在我們在做小試，無需調(diào)PH。
王成（昆明大生環(huán)保）：系統(tǒng)是間歇運行，還是連續(xù)運行。目前自己設(shè)計的是間歇運行，一周運行三小時。
何燦：我們用的微波輔助芬頓比傳統(tǒng)芬頓有一定的提高。
冀世鋒（上海海洋大學(xué)）：我們做的垃圾滲濾液生化出水，進水COD在500-1000mg/L,出水只能到120mg/L.
周建民（康潔水務(wù)）：芬頓法用于垃圾滲濾液RO濃縮液還是能顯示出它的優(yōu)勢的。
湯捷（南京賽佳環(huán)保）：接好SGE-EFP型電芬頓氧化設(shè)備。
電芬頓法(EFP，Electro—Fenton Process)是利用電化學(xué)法產(chǎn)生的H2O2和Fe2+作為芬頓試劑的持續(xù)來源，兩者產(chǎn)生后立即作用而生成具有高度活性的羥基自由基（•OH），使有機物得到降解，其實質(zhì)就是在電解過程中直接生成芬頓試劑。
周建民（康潔水務(wù)）：目前垃圾滲濾液工藝基本還是膜法技術(shù)。
冀世鋒（上海海洋大學(xué)）：
陸繼來（江蘇省環(huán)科院）：芬頓中高氫離子濃度究竟起到什么作用？
王學(xué)科（天津壹新環(huán)保）：咱們的實驗結(jié)果相近（與冀世鋒），因為滲濾液MBR出水COD在500-1000mg/L,BOD在10以下，當我們結(jié)合自己研發(fā)的藥劑，就能處理到30以下。
周建民（康潔水務(wù)）：高氫離子可以穩(wěn)定羥基自由基，使羥基自由基積累。
湯捷（南京賽佳環(huán)保）：我們的三極板設(shè)計及介質(zhì)設(shè)計保證穩(wěn)定。
周保昌（南京瑞潔特-平板膜）：目前有企業(yè)采用MVC+離子交換樹脂技術(shù)處理垃圾滲濾液。其中MVC的處理運行成本僅在20-25元左右。
湯捷（南京賽佳環(huán)保）：傳統(tǒng)芬頓的兩個關(guān)鍵：1.持續(xù)反應(yīng)；2.傳質(zhì)均勻。
戴昕（南京萬德斯環(huán)保）：我感覺常規(guī)的芬頓最大的問題就是酸堿調(diào)節(jié)、藥耗高，還增加鹽分。
周保昌（南京瑞潔特-平板膜）：原水懸浮物高，直接影響微電解的反應(yīng)。
王學(xué)科（天津壹新環(huán)保）：SS最好在50mg/L以下。
甘琦（陸博新材料）、倪巍（碧州環(huán)保）：預(yù)處理不建議用芬頓技術(shù)。
周保昌（南京瑞潔特-平板膜）：MVC技術(shù)
利用蒸汽壓縮機對二次蒸汽做功,提高二次蒸汽的壓力和溫度,升溫后的蒸汽可重新作為蒸發(fā)熱源蒸汽,不斷重復(fù),保持蒸發(fā)過程連續(xù)。排出系統(tǒng)的蒸餾水和濃液經(jīng)換熱器將其熱量傳遞給進液,使能量得到充分回收.通常MVC蒸發(fā)系統(tǒng)多應(yīng)用于垃圾滲濾液處理,污水處理,等水凈化.
周保昌（南京瑞潔特-平板膜）：這是一個生化與芬頓氧化技術(shù)結(jié)合的組合工藝。
高濃度難降解廢水首先進入B1段，通過兼氧水解和生物氧化去除絕大多數(shù)可生物降解有機物，再進入C段，通過Fenton氧化，改善廢水可生化性，最后再進入B2段，再次進行生物氧化。該工藝能將COD由進水的6000-18000 mg/L降低至100 mg/L以下，較傳統(tǒng)的高濃度難降解廢水處理工藝大大減少了Feoton氧化氧化劑的使用量，從而大大降低了運行成本。
何燦：我們所做的微電解+微波輔助芬頓技術(shù)是全國第一套使用該項技術(shù)，優(yōu)于BOT，去年我在該項目上蹲點了8個月，綜合起來該技術(shù)有如下缺點：1.投藥量大，勞動強度大，當時我們四班三運轉(zhuǎn)，招了近30個工人；2.對操作人員素質(zhì)要求高；3.產(chǎn)生泥量大；4.增加水中鹽分，增加后續(xù)脫鹽負荷；5.羥基自由基氧化沒有選擇性，一些容易堵膜的有機物進入后續(xù)工段。
糊涂書生：200噸每小時焦化廢水，焦化水COD5000mg/L.經(jīng)過生化處理，COD在300左右，微波芬頓+電滲析+RO，處理成本14.5元每噸。
徐澤升（北師大電化學(xué)）：氧化技術(shù)降解有機污染是沒有區(qū)別的。微生物降解的主要還是可生化的部分。先用微生物降解可生化的部分，就可以用氧化技術(shù)高效降解難以生化降解的部分。
謝麗洋(創(chuàng)冠綠能)：
FBR-Fenton利用流體化床的方式使Fenton法所產(chǎn)生三價鐵大部份得以結(jié)晶或沉淀覆蓋在流體化床擔體表面上，減少Fenton法大量的化學(xué)污泥產(chǎn)量，同時流體化床的方式亦促進了化學(xué)氧化反應(yīng)及傳質(zhì)效率，提高COD去除率。
FBR-Fenton高級氧化技術(shù)（適用COD<1000mg/L，常用于COD<500mg/L）
適用于
Ø 含有難生物降解的不達標尾水；
Ø 污染因子比較單一，營養(yǎng)源失衡廢水，采用生物處理成本高的廢水；
Ø 高鹽排放水；
高效的非均相催化氧化體系廢水高級氧化技術(shù)
1、傳統(tǒng)Fenton工藝，屬于均相Fenton技術(shù)，存在pH的應(yīng)用范圍窄，鐵離子催化劑投加量較大，不能循環(huán)利用，產(chǎn)生大量鐵污泥。FBR-Fenton通過添加固體介質(zhì)，使鐵負載于固體介質(zhì)上，形成非均相催化氧化體系。這樣拓寬適用的pH范圍，克服催化劑的流失。2、通過專業(yè)流體化的設(shè)計，克服了布水不均勻，投加藥迅速充滿整個截面。3、通過精準的藥劑投加控制系統(tǒng)，提高藥劑的利用效率。4、更加高效的降低COD能力�？商幚淼紺OD<50mg/L，COD去除率70-90%。
工藝設(shè)備少而緊湊，深度處理及提標改造最佳工藝選擇
采用流化床工藝，周邊設(shè)備少。
低成本運行方式
1、FBR-Fenton污泥產(chǎn)量低：與傳統(tǒng)Fenton法比，污泥量少50%~70%，減少污泥處理費用
2、通過精確控制加藥量，減少藥劑投加，減少運行成本。
3、全自動控制
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