芬顿反应器,又叫做芬顿设备、芬顿氧化设备,芬顿反应设备,芬顿反应装置等,是对废水进行氧化的必要设备。
一、芬顿设备主要特点:
投资省;占地小;处理效率高;运行费用低;易自控;氧化能力强,运行费相对低;pH值正常;反应时间少等。
二、芬顿设备工艺的优点
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。
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、酚、多氯联苯、TCE、DCE、PCE等,另EDTA和酮类MTBE、MEK等亦有效。
三、芬顿设备的原理
过氧化氢(H2O2)与二价铁离子(Fe2+)的混合溶液把大分子氧化成小分子把小分子氧化成二氧化碳和水,FeSO4可以被氧化成3价铁离子,有一定的絮凝的作用,3价铁离子变成氢氧化铁,有一定的网捕作用,从而达到处理水的目的。芬顿试剂在环境化学中找到了它的位置,具有去除难降解有机污染物的高能力的芬顿试剂,在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用。
四、影响芬顿设备反应的因素
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。
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CODCr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的生成是不利的芬顿。不同类型的工业废水中,芬顿反应的*合适温度也是不同的,
2、pH值
通常情况下,在酸性环境下,芬顿试剂才会发生反应,pH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芬顿。有研究结果表明在酸性环境下,尤其是pH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。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pH调到3.5左右为**。