【技术解析】工业废水处理之芬顿流化床技术
【技术解析】工业废水处理之芬顿流化床技术
随着国家对水处理要求的不断提高，工业废水处理技术也在不断创新。芬顿流化床技术作为一种先进的废水处理方法，通过优化传统芬顿氧化法，实现了更高的处理效率和更低的运行成本。本文将详细介绍芬顿流化床技术的原理、优势及其在工业废水处理中的应用。
技术背景
在经过生化处理后的废水中，通常仍存在着许多难降解有机物，造成出水水质不达标，尤其是印染、造纸、焦化等化工废水。而国家对水处理的要求越来越严格，再生水的使用越来越受到重视，因此，针对生化处理后废水的深度处理十分必要。
芬顿试剂由于产生的羟基自由基具有强氧化能力，针对这些难降解污染物具有良好的处理效果；同时由于芬顿技术操作简单、投资成本较低、处理效果良好而得到了广泛的应用。然而，传统芬顿氧化废水处理工艺存在药剂利用率偏低，含铁污泥产量较大的缺陷。
技术原理
Fenton化学氧化法是应用双氧水（H2O2）与亚铁离子（Fe2+）反应产生氢氧自由基的原理，进行氧化有机污染物的反应，是一种高级氧化处理技术。
芬顿流化床是利用流体化床的模式使Fenton法所产生的三价铁大部份得以结晶或沉淀披覆在流体化床的担体表面上，是一项结合了同相化学氧化（Fenton法）、异相化学氧化（H2O2/FeOOH）、流体化床结晶及FeOH的还原溶解等功能的新技术。
这项技术将传统的Fenton氧化法作了大幅度的改良，如此可减少采用传统Fenton法而产生大量的化学污泥，同时在担体表面形成的铁氧化物具有异相催化的效果，而流体化床的模式亦促进了化学氧化反应及传质效率，使COD去除率提升。其反应后的出水，经pH值调整后会产生含铁污泥。选用此系统另一优势为可利用双氧水加药量调整，调整COD的去除量。如此将可有效控制废水的COD排放浓度。
芬顿流化床反应机理是氧化剂和废水中的污染物在反应器内部装填的催化剂填料表面发生催化反应，流化床的内循环系统将反应器内部废水多次过催化剂表面，从而大大提高了氧化剂和废水中污染物的反应效率，提高了氧化剂的利用率和污染物去除率。
其反应机制包括三部分：
- FeOOH的溶解还原：FeOOH与有机物形成络合物前驱体，通过电子转移，释放出有机基和Fe2+
- FeOOH的形成：Fe2+催化分解H2O2产生OH•和Fe3+，Fe3+在载体表面结晶形成FeOOH
- 有机物的降解：包括非均相催化和均相催化氧化降解
技术优势
- 负载氧化铁作为非均相反应催化剂，在反应过程中拓宽了反应酸碱范围，减少了酸碱投加；减少了铁盐的投加量，减少运行成本的同时降低了出水的盐度。
- 由膨胀态替代了原有的流化床体系，减少了催化剂颗粒间剧烈的相互摩擦，减少了催化剂表面金属离子的溶出，延长了催化剂寿命。
- 芬顿流化床反应器采用一体化设备形式，将内循环管路集成到设备内部，且从工艺上对设备有高径比要求，以满足上升流速。因此设备整体紧凑，占地面积小。
- 芬顿流化床是将催化剂以固定床的形式固定于芬顿流化床反应器内部，污水和氧化剂在固定床催化剂的表面发生催化反应，从而避免了催化剂的流失。只需定期予以少量补充即可，比较传统工艺而言，大大减少了催化剂的用量，同时减少含铁污泥的产量。
应用领域
芬顿方法与其他方法联合用于处理制药废水、化工废水、印染废水、农药废水、垃圾渗滤液、采油废水、焦化废水、二苯胺废水、水中酚类物质、硝基苯类物质等有毒有害有机污染物的预处理阶段及各类废水的深度治理，处理效果理想。