芬頓流化床也稱為芬頓反應(yīng)器,采用的是流化床技術(shù),利用流體化床的方式使芬頓法所產(chǎn)生的大部份三價鐵以結(jié)晶或沉淀附著在填料表面,是一項結(jié)合了同相化學(xué)氧化(芬頓法)、異相化學(xué)氧化(H2O2/FeOOH)、流體化床結(jié)晶及FeOOH的還原溶解等功能的新技術(shù)。這項技術(shù)將傳統(tǒng)的芬頓氧化法作了大幅度的改良,可減少加藥量、減少污泥產(chǎn)量,同時在填料表面形成的鐵氧化物具有異相催化的效果,而芬頓氧化塔內(nèi)流化狀態(tài)亦促進(jìn)了化學(xué)氧化反應(yīng)及質(zhì)傳效率,使COD去除率提升。流化床芬頓氧化塔技術(shù)可廣泛利用于各行業(yè)污水的預(yù)處理及深度處理工段。
一、芬頓流化床工作原理
芬頓法處理污水成本低、試劑無毒、操作簡單,能夠處理較多的難降解有機污染物。傳統(tǒng)的芬頓反應(yīng)器通常采用機械攪拌裝置來實現(xiàn)污水、藥劑在反應(yīng)器中的均勻分布。在實際工程中,為了提高污水的處理量,通常增加反應(yīng)器的直徑、攪拌槳的直徑與層數(shù)以及外循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)流量等。
然而,此方法 H2O2 利用率較低、Fe2+很難重復(fù)利用從而產(chǎn)生大量 Fe(OH)3 污泥,需要進(jìn)一步分離和處理。即使經(jīng)過濃縮和脫水,其污泥的含水量也達(dá)到70%或更高,導(dǎo)致了高昂的處理成本。與此同時,傳統(tǒng)芬頓由于 pH 要求范圍狹窄,藥劑混合不均勻造成·OH 利用率不高造成藥劑的浪費,因此限制了芬頓法的應(yīng)用。
非均相芬頓氧化法相比均相芬頓氧化法的優(yōu)點為:適應(yīng)范圍廣、鐵泥產(chǎn)量少、具有較大的比表面積、疏水性及化學(xué)穩(wěn)定性。相比均相芬頓具有更廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用價值。非均相芬頓氧化法的顯著特點是催化劑顆??梢苑奖愕貜姆磻?yīng)體系中分離出來實現(xiàn)重新利用。近年來,芬頓工藝被不斷進(jìn)行改進(jìn),使其與流化法結(jié)合,這種結(jié)合的方法提高了污水中污染物的降解效率,同時鐵泥產(chǎn)量降低,即芬頓流化工藝,被廣泛用于實際污水處理。
二、芬頓流化床優(yōu)點
芬頓反應(yīng)器中,有幾個重要的反應(yīng)過程同時發(fā)生,既傳統(tǒng)芬頓、非均相芬頓氧化、流化床異相結(jié)晶和鐵氧化物的還原溶解。它結(jié)合了均相芬頓反應(yīng)的快速氧化和非均相芬頓反應(yīng)的鐵離子在流化介質(zhì)表面結(jié)晶的優(yōu)點。Fe3+作為Fe2+氧化的產(chǎn)物會過飽和,在芬頓反應(yīng)開始后以氫氧化鐵的形式沉淀出來。如果沉淀朝著非均相成核的方向發(fā)展,生成的Fe3+可以在流化載體表面結(jié)晶生長,從而減少軟質(zhì)鐵泥的生成量。覆鐵填料顆粒含有較少的水分,這使得降低它們的含水量比軟Fe(OH)3污泥要容易得多。此外,芬頓流化在總鐵去除率方面也更優(yōu)越。
根據(jù) COD去除動力學(xué)由較慢的類芬頓動力學(xué)定義,藥劑均勻分批投加,提高流化床的整體效率,獲得較高的COD 去除率。流化床反應(yīng)器與傳統(tǒng)的固定床式反應(yīng)器相比,流化床反應(yīng)器內(nèi)固體微粒始終懸浮于液(氣)體中并劇烈運動,具有類似液體的自由流動性,從而大大強化了物質(zhì)的擴(kuò)散過程,提高了反應(yīng)速度。
芬頓流化床基于芬頓原理,通過布水系統(tǒng)來實現(xiàn)反應(yīng)器中活性顆粒的流化,達(dá)到原水、藥劑、活性顆粒的充分接觸,以提高原水處理效果。在反應(yīng)器形式上,提高了負(fù)載型催化反應(yīng)器催化劑比表面積,很好地解決了催化劑與反應(yīng)液的接觸問題。使得芬頓反應(yīng)產(chǎn)生的污泥量大幅度減少,可以降低 Fe2+用量,也減少了 Fe2+的二次污染,同時也保持了雙氧水較高的利用率。另一方面為芬頓反應(yīng)提供異相催化反應(yīng)點位,提高催化劑利用效率。
由于芬頓流化床有著高傳質(zhì)系數(shù)和其它顯著的優(yōu)點,一般采用流化床反應(yīng)器來提高污水處理整體工藝性能。當(dāng)人工合成污染物含量高,將芬頓流化床置于生化工藝前對污水進(jìn)行預(yù)處理可提高污水可生化性。若置于生化工藝后端,則可經(jīng)過芬頓流化床處理后實現(xiàn)污水的達(dá)標(biāo)排放。
1、與傳統(tǒng)芬頓相比,減少了鐵鹽和H2O2的加藥量,大大降低了運行成本。
2、與傳統(tǒng)芬頓相比,污泥產(chǎn)量較少,污泥量一般比傳統(tǒng)芬頓少70%。
3、與傳統(tǒng)芬頓相比,罐內(nèi)有專用填料,可根據(jù)污水種類改變填料物質(zhì)配比,使用范圍更廣、效果更好。
4、與傳統(tǒng)芬頓相比,反應(yīng)時間更短,設(shè)備體積小,大大節(jié)省了占地面積。
5、流化床芬頓氧化塔罐體材質(zhì)選用碳鋼或者玻璃鋼,不銹鋼,使用壽命長,基本無需檢修維護(hù)。
三、芬頓流化床應(yīng)用范圍
1、高難度處理廢水的預(yù)處理:如用在造紙、石化、農(nóng)化、化工、制藥、皮革、紡織業(yè)等高難度處理廢水預(yù)處理工段,大大降低廢水有機物污染,提高廢水的可生化性。
2、深度處理,用于出水把關(guān):可用在各類廢水處理設(shè)施末端,作為深度處理設(shè)施為出水把關(guān)。
3、脫色處理:可利用流化床芬頓氧化塔對廢水進(jìn)行脫色處理,如利用在造紙、染整等廢水末段對出水進(jìn)行脫色、將COD保證出水達(dá)標(biāo)排放。
芬頓流化床反應(yīng)器又叫做芬頓氧化塔,芬頓反應(yīng)器,芬頓流化床,芬頓設(shè)備等。山東夢之潔水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)的微電解設(shè)備、芬頓設(shè)備、加藥裝置、催化氧化一體化設(shè)備、電催化氧化設(shè)備、電絮凝電芬頓設(shè)備、氣浮機設(shè)備暢銷國內(nèi),并已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、印染、電鍍、化工等眾多高難度有機廢水領(lǐng)域。
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