1、芬顿氧化技术的原理
在1894年芬顿试剂被发现,即有机物在混合溶液之中可以氧化,这种体系便成为标准的芬顿试剂。从属性上分析,芬顿试剂属于强氧化剂,在难以处理或者对微生物有毒性的工业废水中得到有效应用,其反应迅速、温度与压力比较缓和,不会产生二次污染,在经多年的研究中,芬顿试剂得到了创新发展,并在废水中得到广泛应用。从一个角度分析,芬顿试剂之具有氧化能力,主要是因为自身的元素催化分解成为羟基自由基,并引发更多自由基的发生,反映机理为:
其中羟基自由基是一种活性氧,单纯的从分子式上分析主要是氢氧根失去电子所造成的,羟基自由基的电子能力比较强,且氧化电位是2.8V,是臭氧的1.35倍。羟基自由基的氧化电位比较高,氧化能力比较强,在与废水的融合中可以产生链式反应,并且将有害物质进行养护,无二次污染。还原剂在氧化之后会产生贴水络合物混凝沉淀,可以有效去除废水之中的有机物。
从优势上分析,芬顿氧化技术可以通过反应产生羟基自由基,将难以降解的有毒物质进行分解,使其彻底转化为无害的有机物,不会产生二次污染,这是其它养护技术难以达到的。且反应的时间比较短,在处理过程中可以进行控制,真正实现多种有机污染物的降解。从缺点上分析,芬顿养护技术的耗能比较高,催化剂的消耗量比较大,并且容易受到水体PH值的影响,还有便是整个处理过程比较复杂,处理费用比较高。
2、造纸废水处理技术的概述
在社会的不断发展下环境污染演变的越来越重要,对经济造成限制,其中造纸废水是当前加以关注的内容,为缓解环境污染所造成的影响,各个地区制定了造纸废水的排放标准,并对其进行了废水处理,其中较为常用的便是物理法、物理化学法、生物法、生态法等,其中应用为广泛的便是生物处理技术,其具经济效益,流程是车间造纸废水---预处理---物化处理---厌氧生物处理---好氧生物处理---生化沉淀---回收。从整体角度分析,利用传统处理方式对废水加以处理,无法保证残留物的全部降解,需对其进行深度处理。而芬顿氧化技术便是废水深度处理中的一部分,在与其它废水处理技术的对比中了解到其反应速度比较快、设备简单、费用便宜,且对废水中干扰物质的承受能力比较强,后期操作与维护简单,适用范围广泛。
3、芬顿氧化处理技术在造纸废水中的应用
在当前水质排放标准的提升,越来越多的企业树立了环保意识,并参与到环境保护之中,在废水处理方面也采取了高效的设备。以笔者所在地区某一造纸厂为例,便采取了芬顿氧化技术对废水进行深度处理,其废水处理的流程包括:车间废水---预处理---物化沉淀---IC厌氧反应器---好氧生物处理---生化沉淀----芬顿氧化处理---达标排放。从某个角度分析,芬顿氧化处理系统主要包括了三个部分,分别是中和反应区、芬顿养护反应区、混凝沉淀区,中和反应区调节pH值至3.0,芬顿氧化反应区投加Fe2+和H2O2发生芬顿氧化反应,混凝沉淀区回调pH值至6.0--8.0并生成沉淀去除废水中的有机物。芬顿氧化处理系统采用了公司特有的动力流体布水系统、空气混合搅拌等设备,加强芬顿试剂与废水的混合程度,增快芬顿试剂的反应速率,以达到减少停留时间节约占地面积、减少药剂使用量节省药剂费用的目的。
根据调查与分析,该企业废水水量接近2000m3/d,且废水化学需氧量从升华处理系统出水之前的109mg/L下降到标准数值,其中数据见图1.
根据对图1的分析可以清楚的了解到,在系统运行初期,也是调匀试运阶段,水质不稳定,后期才有所稳定,其中利用芬顿氧化处理技术可以降解有机污染物,促使水质达到基本的设计要求,满足国家所提出的排放数值。
4、芬顿氧化技术的未来展望
到目前,在废水深度处理中芬顿氧化技术已经成为了不可忽略的方法,不仅反应迅速,氧化彻底,并且不会受到二次污染,这是其它化学氧化技术不可比拟的,在工业废水处理中得到广泛应用。其中将少量的芬顿试剂应用在工业废水中进行预处理,可以促使废水之中难以降解的有机物发生氧化,并且还可以改善其可生化性以及溶解性,便于后续处理。还有一点是在工业废水出后水中残留的少量难以降解的有机物,可以采取芬顿氧化技术,采取深度处理的方式,使其所排放的废水水质可以满足高标准的排放要求。在此发展背景下需要对芬顿氧化技术加以研究,并且下一步要以开发芬顿反应装置为主,不断降低化学试剂的使用量,积极改进芬氧化技术,提高处理效果。
5、结语
芬顿氧化技术处理方法具有氧化能力强、氧化速度快、处理效果好、处理彻底、无二次污染和适用范围广等优点。但由不同的处理技术均存在一些缺点,或者处于研究实验阶段,无法实现大规模工业化应用。使芬顿氧化技术在温和条件下快速、经济、绿色的产生大量的羟基自由基是目前的研究趋势,有必要通过深入研究,将多种氧化技术高效联合使用,使技术更完善,处理效果更好;研究制造更优化的反应器,使其大规模地运用于工业领域。