芬顿反应器是一种用于处理废水的设备,其原理及作用如下:
原理
芬顿反应是以亚铁离子(Fe²⁺)为催化剂,在酸性条件下,过氧化氢(H₂O₂)分解产生羟基自由基(・OH),羟基自由基具有极强的氧化能力,其氧化还原电位仅次于氟,能与废水中的有机污染物发生氧化反应,将其分解为二氧化碳(CO₂)、水(H₂O)等无害物质。具体反应过程如下:
- 产生羟基自由基:Fe²⁺ + H₂O₂ → Fe³⁺ +・OH +OH⁻,在这个过程中,过氧化氢在亚铁离子的催化作用下,分解生成羟基自由基和氢氧根离子。
- 有机物氧化:・OH + 有机物 → CO₂ + H₂O +其他小分子物质,生成的羟基自由基与废水中的有机物发生反应,将有机物氧化分解。
- 亚铁离子再生:Fe³⁺ + H₂O₂ → Fe²⁺ + HO₂・+H⁺,反应中生成的三价铁离子又会与过氧化氢反应,重新生成亚铁离子,继续参与催化反应,使反应能够持续进行。
作用
- 高效降解有机物:芬顿反应器能够有效降解多种难降解的有机污染物,如印染废水、制药废水、化工废水等中的染料、农药、酚类、芳香烃等有机物,降低废水的化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD),提高废水的可生化性,为后续的生物处理创造条件。
- 去除色度:对于含有颜色的废水,芬顿反应器可以通过氧化作用破坏发色基团,使废水的色度明显降低,达到脱色的效果。
- 杀菌消毒:羟基自由基具有强氧化性,能够杀灭废水中的细菌和病毒等微生物,减少废水中的微生物含量,降低废水对环境的危害。
- 污泥减量:在处理废水过程中,芬顿反应器可以将部分有机物直接氧化为二氧化碳和水,减少了污泥的生成量,降低了污泥处理的成本和难度。