電芬頓設(shè)備
電芬頓設(shè)備(Electro-FentonProcess)是為了克服傳統(tǒng)芬頓法的缺點(diǎn)，提高水處理效果而發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)。電芬頓法是利用電化學(xué)法持續(xù)產(chǎn)生Fe2+和H2O2，兩者產(chǎn)生后立即作用而生成具有高活性的羥基自由基，使有機(jī)物得到降解，其實(shí)質(zhì)就是在電解過(guò)程中直接生成芬頓試劑。電芬頓反應(yīng)的基本原理是溶解氧在適合的陰極材料表面通過(guò)發(fā)生兩電子的氧還原反應(yīng)產(chǎn)生過(guò)氧化氫(H2O2)，O2+2H++2e-→H2O2。生成的H2O2能夠與溶液中的Fe2+催化劑反應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑羥基自由基(·OH)，H2O2+Fe2+→Fe3++·OH+OH-。在電芬頓系統(tǒng)中，由于具有催化功能的Fe2+能夠通過(guò)多種途徑實(shí)現(xiàn)有效的還原，因此只體系中僅需要少量的鐵鹽存在即可。在目前普遍應(yīng)用的電芬頓污水處理裝置中，比較常見(jiàn)的為單級(jí)間歇靜態(tài)混合式，處理往往需要較長(zhǎng)的停留時(shí)間。另外，單級(jí)靜態(tài)式裝置有效的處理區(qū)域集中在陰極附近，不利于廢水的均勻混合，對(duì)電極損耗較大，且處理效率有限。
有益效果體現(xiàn)在：
(1)電芬頓系統(tǒng)中，由于Fe2+和H2O2能夠原位持續(xù)產(chǎn)生，減少藥劑的消耗;
(2)通過(guò)多級(jí)電芬頓，實(shí)現(xiàn)污染物多級(jí)持續(xù)降解，提高處理效率;
(3)通過(guò)多廊道折流，使污水充分混合，減少電芬頓的處理時(shí)間，減小對(duì)電極的損耗;
(4)通過(guò)陰極曝氣增大過(guò)氧化氫的產(chǎn)生效率，且陰極板下部?jī)蓚?cè)穿孔曝氣管環(huán)形相通，預(yù)防局部曝氣管損壞造成的氣流短路;
(5)設(shè)置pH在線檢測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)水溶液的pH值，并通過(guò)pH調(diào)節(jié)罐及時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)水pH;
(6)設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，電解過(guò)程需控制的參數(shù)只有電流和電壓，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制;
(7)易于和其它方法結(jié)合，便于廢水的綜合治理。
電芬頓設(shè)備是目前應(yīng)用*廣泛的污水預(yù)處理設(shè)備，很多人都知道其具有較強(qiáng)的氧化作用，卻不知芬頓設(shè)備的由來(lái)，接下來(lái)讓我們一塊了解一下：
在1893年時(shí),一位化學(xué)家FentonHJ發(fā)現(xiàn)，當(dāng)過(guò)氧化氫(H2O2)與二價(jià)鐵離子Fe2+的混合溶液具有強(qiáng)氧化作用，可以將當(dāng)時(shí)很多已知的有機(jī)化合物如羧酸、醇、酯類氧化為無(wú)機(jī)態(tài)，并且氧化效果十分的顯著。
但是此后半個(gè)多世紀(jì)中，這種氧化性試劑卻一直沒(méi)有被太多重視，直到進(jìn)入20世紀(jì)70年代，芬頓試劑在環(huán)境化學(xué)中找到了它的位置，芬頓試劑其具有的去除難降解有機(jī)污染物的高能力，在印染廢水、含硝基苯廢水、含油廢水、二苯胺廢水、焦化廢水、含酚廢水等廢水處理中體現(xiàn)了非常廣泛的應(yīng)用。
當(dāng)芬頓發(fā)現(xiàn)芬頓試劑時(shí)，尚不清楚過(guò)氧化氫與二價(jià)鐵離子的反應(yīng)中到底生成了什么氧化劑才能具有如此強(qiáng)的氧化能力。直到二十多年后，有人假設(shè)芬頓試劑可能反應(yīng)中產(chǎn)生了羥基自由基，不然的話，氧化性不會(huì)具有如此強(qiáng)的效果。
因此，在通常的試劑難以氧化的芳香類化合物和一些雜環(huán)類的化合物，在芬頓試劑面前全部被無(wú)選擇性的氧化降解掉了。芬頓試劑法是針對(duì)一些特別難降解的有機(jī)污染物如高COD，便利用硫酸亞鐵和雙氧水的強(qiáng)氧化還原性的作用，生成反應(yīng)強(qiáng)氧化性的羥基自由基，與廢水中難降解的有機(jī)物生成自由基，*后有效的氧化分解(芬頓(Fenton)試劑反應(yīng)機(jī)理)。芬頓試劑的處理效果受到廢水污染物濃度，反應(yīng)的pH值，硫酸亞鐵與雙氧水的比例，雙氧水的投加濃度的影響。
化學(xué)芬頓反應(yīng)法在工業(yè)廢水應(yīng)用中非常廣泛，它適應(yīng)性強(qiáng)、處理范圍廣、強(qiáng)氧化性并且造價(jià)成本低的優(yōu)勢(shì)，下面讓我們了解一下芬頓反應(yīng)法在廢水中的具體應(yīng)用：
垃圾滲濾液廢水中普遍含有濃度非常高的有機(jī)物和生物毒性，其中的大部分是非常難通過(guò)生物降解的有機(jī)物，并且成分復(fù)雜，氨氮的濃度偏高，微生物營(yíng)養(yǎng)元素比例失調(diào)，如果使用普通的AO工藝進(jìn)行處理，過(guò)程非常繁瑣，而且處理效果一般。但使用芬頓反應(yīng)法對(duì)生化處理前的垃圾滲濾液進(jìn)行預(yù)處理的話，出水水質(zhì)就能夠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放了，提高了垃圾滲濾液廢水處理的可生化性，為了接下來(lái)的生化提供重要的保證。
焦化廢水中含有較難生化降解的含氮雜環(huán)化合物以及多稠環(huán)芳烴，廢水中有生物毒性，有機(jī)物也較多，即便進(jìn)行了AO生化處理，廢水也較難達(dá)到管網(wǎng)排放標(biāo)準(zhǔn)。好氧厭氧工藝法無(wú)法使焦化廢水降解到**合理排放標(biāo)準(zhǔn)，雖然可以用活性炭吸附工藝進(jìn)行處理也能夠達(dá)到一定的效果，但是這種工藝成本消耗高，非常容易出現(xiàn)第二次污染。而芬頓反應(yīng)法在難降解有機(jī)物廢水處理中有著廣闊的前景，并且能夠?qū)崿F(xiàn)良好效果。
酚類物質(zhì)的毒性是比較高，而且也會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生致癌的作用，是屬于較難降解的工業(yè)廢水。而芬頓反應(yīng)法可以處理甲酚、苯酚等多種酚類，具有很好的效果。如果溫度合適，PH值也在3-4之間，在硫酸亞鐵催化劑作用下，H2O2能夠?qū)Ψ咏Y(jié)構(gòu)進(jìn)行快速破壞，在強(qiáng)氧化過(guò)程中可以將苯環(huán)分解為二元酸等物質(zhì)，*后生成二氧化碳和水。
