污水处理中的芬顿工艺

芬顿工艺是一种基于芬顿反应的高级氧化技术，主要用于处理难降解的有机污染物。下面是关于芬顿工艺的详细介绍。

一、基本原理

芬顿工艺的核心是利用过氧化氢（H?O?）和亚铁离子（Fe??）的混合溶液产生具有强氧化能力的羟基自由基（·OH）。羟基自由基的氧化电位高达2.8V，仅次于氟气，能够有效降解有机污染物。其主要反应方程式为：

Fe??+ H?O? → Fe?? + OH? + ·OH

H?O?+ 2Fe?? → 2Fe?? + O? + 2H?

二、工艺流程

芬顿工艺通常包括以下步骤：

1.调节pH值：芬顿反应的最佳pH值通常在3~3.5之间。

2.投加试剂：向废水中投加亚铁盐（如硫酸亚铁）和过氧化氢。

3.反应与氧化：在芬顿反应池中，废水中的有机污染物被羟基自由基氧化分解。

4.后续处理：反应完成后，通过投加碱液调节pH值，使铁离子沉淀，去除铁泥。

三.应用领域

芬顿工艺广泛应用于工业废水处理，尤其是难降解有机废水的预处理和深度处理。常见的应用领域包括：

印染废水  含油废水  含酚废水  焦化废水  含硝基苯废水

四.优点与局限性

1.优点：

（1）高效降解：能够快速氧化分解难降解的有机污染物。

（2）操作简单：工艺流程简单，设备投资少。

（3）无二次污染：反应产物主要是二氧化碳和水。

2.局限性：

（1）pH值限制：芬顿反应需要在酸性条件下进行（pH < 3），适用范围较窄。

（2）铁泥产生：反应过程中会产生大量铁泥，增加了后续处理成本。

过氧化氢利用率低：部分过氧化氢会与羟基自由基反应生成氧化能力较低的过氧自由基。

五.改进方向

为克服传统芬顿工艺的局限性，研究者们开发了多种改进技术，如：

1.光芬顿法：结合紫外光或可见光，提高过氧化氢的利用率。

2.电芬顿法：通过电化学方法原位生成过氧化氢和亚铁离子，减少试剂投加。

3.类芬顿技术：使用固相催化剂代替亚铁离子，拓宽pH值适用范围。

六.未来展望

芬顿工艺在废水处理领域具有广阔的应用前景，尤其在处理高浓度、难降解有机废水方面表现出色。未来，随着技术的不断改进和成本的降低，芬顿工艺有望在更多领域得到广泛应用。