芬顿工艺在污水处理中应用和研究

芬顿工艺在污水处理中的应用及研究

于佩文南通大恒环境工程有限公司

摘要：多年来，我国污水处理行业都是使用传统工艺，经过厌氧、好氧以及絮凝三个环

节来处理污水。但是近几年随着国家污水排放的标准的提高，对污水处理的要求越来越高，因此相关污水处理企业就采用深度处理的工艺对废水进行处理，如臭氧处理、膜处理等，目前市场上最为认可的是利用芬顿工艺进行废水处理。本文结合本人在实际运营调试过程中的经验，浅谈芬顿工艺在污水处理行业中的应用，以及对该工艺处理效果影响因素的研究。

关键词：芬顿工艺，污水处理，应用。

利用芬顿工艺在进行污水处理，能够在极短的时间内将废水中的有机物进行氧化分解，氧化率比较高，不会造成二次污染。并且该工艺的基建投资相对较少，运用过程中不需要花费大量的费用，操作工艺较为简单。芬顿工艺在近年来的污水处理中被广泛的应用，取得了良好的效果，尤其是运用在连续不断产生污水的大型工厂。

一、芬顿工艺在工业污水处理中的应用

1、芬顿工艺在造纸废水中的应用

造纸行业作为废水排放量大，水污染严重的行业一直为人所诟病。造纸工业所产生的废水具有种类繁多、水量大、有机污染物含量高特点，属难处理的工业废水之一。而传统的废水经过组合工艺处理后，水中仍残留部分难以降解的有机污染物，对相关污染物的去除率较低，无法满足排放限值的要求，因此利用芬顿工艺对废水进行深度处理技术，与其它技术相比具有反应速度快，设备简便、费用便宜；对废水中干扰物质的承受能力较强，操作与设备维护比较容易，使用范围比较广等特点。

2、芬顿工艺在印染废水中的应用

印染废水中色度较高，COD的浓度较高，含盐量也较高，可生化性弱。芬顿试剂具有较强的氧化性，能够使一些难以生物降解的有机物转化为可生化性比较好的物质，对染料中发色的基团进行破坏，使色度降低，因此被广泛的应用到印染行业的污水处理中。利用芬顿衍生的工艺手段，例如利用微电解-Fenton氧化工艺对蒽醌染整废水进行处理，这种废水难以降解，COD的去除率在93.5%左右，BOD5的去除率为93%左右，出水色度能去除掉95.5%左右。在p H为2-4之间时，过氧化氢的投入量为30g/L，催化剂的投入量是过氧化氢的1/150时，使用芬顿工艺对中间体H酸生产的污水进行处理，对COD的去除率能够达到50%。

3、芬顿工艺在焦化废水中的应用

焦化废水中有难以生化降解的多稠环芳烃和含氮杂环化合物，废水中含有很多生物毒性，抑制性的物质也比较多，即使进行生化处理，废水也很难达到标准，反而容易杀死微生物，影响处理效果。厌氧好氧工艺法无法使焦化废水达到合理的排放标准，虽然使用活性炭工艺进行处理能够达到一定的效果，但是这种工艺方法的成本消耗较高，并且容易造成二次污染。芬顿工艺在难降解有机物废水处理中有着广阔的发展前景，并且能够实现良好的效果。

4、芬顿工艺垃圾渗滤液中的应用

垃圾渗滤液中含有很高浓度的有机物，其中的大部分是难以通过生物降解的有机物，还有很

多有毒有害的物质，氨氮的浓度比较高，微生物营养元素的比例严重失调，使用一般的生化处理工艺，过程比较复杂，效果一般。而使用芬顿工艺对生化处理后的垃圾渗滤液进行处理，出水水质能够达到二级污水排放标准，能够提高垃圾渗滤液的可生化性，能够为接下来的生化处理提供重要的保障。

5、芬顿工艺在含酚物质废水中的应用

酚类物质的毒性比较高，对人体有致癌的作用，是比较难降解的工业废水。芬顿工艺可以处理苯酚、甲酚等多种酚类，并且有很好的效果。如果室温合理，p H在3-6之间，并且有氧化铁催化剂，过氧化氢能够对酚结构快速的破坏，在氧化的过程中能够先将苯环分裂为二元酸，然后生成二氧化碳和水。芬顿工艺在含酚废水中的应用比较多，能够使废水中的生物毒害性减小，使废水中的生物降解性能得到改善。

二、影响芬顿反应的因素

1、温度因素

在芬顿反应中，温度是影响其效果的重要因素，温度不断升高，芬顿反应的速度会逐渐加快，随着温度的提高，·OH的生成速度会提高，能够促进·OH与有机物发生反应，使氧化效果得到提升，提高COD的去除率。温度的升高也会使H2O2的分解速度加快，分解成O2与

H2O，这对于·OH的生成是不利的。不同类型的工业废水中，芬顿反应的最合适温度也是不同的，

2、p H值

通常情况下，在酸性环境下，芬顿试剂才会发生反应，p H的提高会使·OH得出现受到限制，并且会出现氢氧化铁沉淀，催化能力丧失。如果溶液中有浓度较高的H+，Fe3+不能被还原为Fe2+，催化反应就会受到阻碍。有研究结果表明在酸性环境下，尤其是p H在3-5之间时，芬顿试剂有很强的氧化能力，这时有机物的降解速度比较快，能够在几分钟内降解。同时有机物的反应速率与Fe2+以及过氧化氢的初始浓度成正比例关系。在工业处理中使用芬顿工艺，需要将废水的p H调到3.5左右为最佳。

3、有机物

对于不同类型的工业废水，芬顿试剂的使用量以及氧化效果是存在差异的，主要是由于不同类型的工业废水中，存在着不同类型的有机物。对于糖类等碳水化合物，由于受到羟基自由基的作用，分子会出现脱氢反应，C-C键断链；对于具有水溶性的高分子和乙烯化合物，羟基自由基会使C=C键断裂。羟基自由基能够使芳香族化合物出现开环进而形成脂肪类的合物，使这种类型废水中的生物毒性降低，使其可生化性得到改善。

4、H2O2与催化剂投入数量利用芬顿工艺对工业废水进行处理时，需要明确药剂投入的数量及其经济性，如果其中投入的H2O2量比较大，就会提高废水中COD的去除率。但是到达一定数量后，COD的去除率会呈现出逐渐下降的趋势。催化剂的投入数量与H2O2的投入量存在着相同的情况，Fe2+的数量增加，COD的去除率会提高，达到一定程度后，COD的去除率就会下降。在实际的工作中需要通过实验明确H2O2与催化剂的投入数量。

三、结论

芬顿反应能够很好地降解有毒有机污染物，有广泛的应用氛围，在实验室以及实际应用中都取得了良好的效果。当前工业废水处理中都提倡循环经济的发展模式，使用单一的污水处理厂对有毒的废水进行处理，不能得到理想的效果，而芬顿工艺是一种十分有效地废水处理手段，工程应用中可用少量芬顿试剂对工业废水进行预处理，使废水中的难降解有机物发生部分氧化，改善它们的可生化性、溶解性和混凝性能，利于后续处理。另外，工业废水处理后