类Fenton技术6类场景操作步骤
类Fenton技术是在传统Fenton法(H?O? + Fe??)基础上改进的氧化工艺,通过引入紫外光(UV)、电能、超声波、过渡金属(如Mn??、Cu??)或其他催化剂(如草酸盐、柠檬酸盐)强化羟基自由基(·OH)的生成,提升氧化效率并减少污泥产量。
1. 高浓度难降解有机废水
· 工业废水:造纸废水、印染废水、石油化工废水、制药废水、垃圾渗滤液等CODcr>1000 mg/L的废水。
· 压裂返排液:页岩气/油田压裂返排液(含胍胶、表面活性剂等难降解有机物)。
· 特征污染物:含苯酚、氯酚、多环芳烃、农药等生物毒性物质。
2.水质条件要求
· pH范围:传统Fenton需pH 2-4,类Fenton可扩展至pH 3-8(如光-Fenton在pH 4-8有效)。
· 悬浮物:SS宜<200 mg/L,过高需预处理(如混凝沉淀)。
· 干扰物质:避免高浓度Cl?、PO???等抑制自由基反应。
3.工艺定位
· 预处理:提高废水可生化性(BOD?/COD从<0.3提升至>0.4)。
· 深度处理:生化出水后进一步降解残留COD(如COD从200 mg/L降至<50 mg/L)。
(1)调节pH:用硫酸将废水pH调至3.0-4.0。
(2)投加药剂:
· Fe??(如FeSO?):投加量按H?O?:Fe??摩尔比(3:1~10:1)。
H?O?:投加量按COD:H?O?质量比(1:1~2:1)。
(3)反应:搅拌反应60-120分钟(室温)。
(4)中和沉淀:加NaOH调pH至7-9,生成Fe(OH)?絮体。
(5)固液分离:沉淀或气浮去除污泥。
(1)调节pH:pH 3-5(草酸铁络合物)或pH 4-8(柠檬酸铁络合物)。
(2)投加药剂:Fe?? + H?O?(比例同传统Fenton)。
(3)紫外光照:波长250-450 nm,光照时间30-90分钟。
(4)后续处理:中和、沉淀。
(1)电解槽配置:阴极(碳/活性炭纤维)生成H?O?,阳极溶解Fe??。
(2)反应条件:pH 2-3,电压4-6 V,电流密度50-100 A/m?。
(3)无需外投H?O?:H?O?由阴极还原O?生成。
(4)脱气处理:反应后曝气去除残留H?O?。
(1)混合药剂:Fe?? + H?O?投加后,超声波(20-40 kHz)处理30-60分钟。
(2)协同效应:超声空化作用促进·OH生成。
参数 |
传统Fenton |
光-Fenton |
电-Fenton |
pH |
2.0-4.0 |
3.0-8.0 |
2.0-3.0 |
H?O?:Fe?? |
3:1-10:1(摩尔比) |
5:1-20:1 |
无需外投 |
反应时间 |
60-120 min |
30-90 min |
60-180 min |
温度 |
室温-50℃ |
室温 |
室温 |
催化剂 |
Fe?? |
Fe??-草酸盐/柠檬酸盐 |
Fe??电解再生 |
1. 污泥减量:类Fenton污泥量比传统Fenton减少70%-80%(如流化床-Fenton)。
1. 安全防护:H?O?具腐蚀性,需避光储存;Fe??溶液需防氧化。
1. 经济性:H?O?成本较高,建议联用生物法降低运行费用。
1. 印染废水:光-Fenton处理COD 500 mg/L废水,pH=5,H?O? 500 mg/L,Fe?? 50 mg/L,UV照射60分钟,COD去除率>80%。
1. 压裂返排液:电-Fenton(6 V,pH=3,H?O? 40 mL/L),COD从4000 mg/L降至71.3 mg/L(去除率62.5%)。
通过合理选择类Fenton技术类型并优化参数,可高效处理难降解废水,但需结合水质特性进行小试确定最佳条件。
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水处理
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