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Fenton流体化床高级氧化处理技术应用案例

发布时间:2018-12-07 16:14  文章来源:未知  文章作者:高级氧化技术工程

  1.前言

  工业废水处理后所排放的COD几乎是所有工业污染排放水的管控指标。随着工业持续的发展,各种有机溶剂及化学合成有机物被大量使用,也因此严重的污染了自然环境,因此如何有效去除这些污染物是现今废水处理技术的一大课题。另外由于环境意识的提高,政府环保部门对废水排放的管制日趋严格,以电镀线路板以及电镀行业的排放标准而言,2010年7月起COD将由现行的标准100mg/L改为80mg/L。尤其在一些环境敏感地区如太湖流域的厂家,COD的标准更降到不得超过50mg/L。

高级氧化
高级氧化

  以上述标准而言,现有绝大部分厂家将面临废水处理系统之整改的问题,否则将无法达到新的法规要求。基于此,出现了一种针对COD深度处理的技术——Fenton流体化床(FBR)高级氧化技术,提高COD的深度处理,以达到政府排放标准的要求。

  2.Fenton法的原理

  Fenton化学氧化法是应用双氧水(H2O2)与亚铁(Fe2+)反应产生氢氧自由基的原理,进行氧化有机污染反应,将废水中有机物污染氧化成二氧化碳和水的一种高级氧化处理技术。其化学反应机制如下:

  H2O2+Fe2+→•OH+OH-+Fe3+→Fe(OH)3↓

  影响Fenton法氧化反应效果与速率因子:反应物本身的特性,H2O2的剂量,Fe2+的浓度,pH值,反应时间,温度

高级氧化
高级氧化

  3.Fenton法的优点

  ①对环境友善:处理后不像其它的化学药品,如漂白水(次氯酸钠),易产生氯化有机物等毒性物质,对环境造成伤害。

  ②占地空间小:有机物氧化的速度相当快,所需的停留时间短,约0.5~2小时即可,不像一般的生物处理约需12~24小时,因时间短,相对反应槽容积不需太大,可节省空间。

高级氧化
高级氧化

  ③操作弹性大:可依进流水水质的好坏来改变操作条件,提高处理量。而一般的生物处理难以弹性操作。针对较高的污染量只需提高亚铁及H2O2加药量及适当的pH控制即可。

  ④初设成本低:与一般的生物处理系统相较,约只须其投资成本的1/3~1/4。

  ⑤氧化能力强:所产生的氢氧自由基(•OH)氧化能力相当强。可处理多种毒性物质,如氯乙烯、BTEX、氯苯、1,4Dioxane,酚、多氯联苯、TCE、DCE、PCE等,另EDTA和酮类MTBE、MEK等亦有效。

  4.传统Fenton法缺点

  ①瓶颈1:Fe2+为催化剂,使H2O2产生成•OH及OH-,但同时也伴随着大量污泥,Fe(OH)3的产生成为应用中的一大缺点。

  ②瓶颈2:COD达一定的去除率后,无法再继续去除有机物,易造成H2O2用药的消耗。

  5.传统Fenton法改良

  针对污泥含量高的缺点,台湾工研院陆续开发了改良式低污泥的废水高级氧化处理技术,其中之一就是流体化床-Fenton法。

高级氧化
高级氧化

  (一)流体化床-Fenton法

  原理:利用0.2~0.5mm硅砂担体在结晶槽中作为结晶核种,将要处理的废水及添加药剂由反应池底部进入并向上流动。而反应槽外接有一回流水回路,用以调整进流水过饱和度及达到担体上流速度,使待处理的无机离子于硅砂担体表面形成稳态结晶体,当晶体粒径达1~2mm后,排出槽外进行回收再利用或达到废弃物减排的目的。

  反应机制:H2O2+Fe2+→•OH+Fe(OH)2+→……FeOOH,H2O2+FeOOH→……

  技术特点:同相及异相的催化反应,污泥减少70%。减少H2O2用药的浪费。

  适用废水COD浓度:50~1000mg/l。

  (二)深度处理规划构想

  A.现有工厂的废水处理系统,一般为二沉池后直接排放。因此拟规划一套流体化床系统直接将现在放流水排至FBR进流暂存池,接续后段FBR-Fenton反应。FBR-Fenton系统包含进流水调节池,FBR反应槽,脱气池,中和池,慢混池,快沉池,泡药系统与加药系统。经FBR-Fenton处理后的水排回原来排放口排放。

  B.Fenton流体化床系统须新设一套FeSO4泡置系统供应系统所须的亚铁,一套H2O2储存与加药系统,一套Ca(OH)2加药系统。

  C.考虑现场用地,为节省空间采用机器式快沉槽作为污泥沉降用。

  D.预估各阶段水质:

  项目化学反应系统出水

  (即FBR-Fenton进水)FBR-Fenton出水

  S.S(mg/l)<30<30

  COD(mg/l)80~110<50

  7.应用案例

  目前,Fenton流体化床法在台湾地区广泛使用,使用厂家有楠梓电子,冈山空军,联华电子,远东化纤,台化宁波ABS厂,在珠三角地区也逐渐被推广,如东莞瑞升电子等。

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