制浆造纸废水深度处理ppt课件[文字可编辑].ppt

高级化学氧化技术（ AOP ） 众多深度处理方法中，利用高级化学 氧化技术 (Advanced Oxidation Process ， AOP) 进一步去除低浓度难生物降解有机 废水中的 COD 值是有效的选择之一； ? 光催化氧化降解技术； ? 强氧化试剂处理技术（ O 3 ,ClO 2 ， Cl 2 ， H 2 O 2 等） ? Fenton 氧化技术 ? 超临界流体氧化 ……… 废水光催化降解反应系统的实验室装置图 Fenton 技术简介 1894 年法国科学家 H.J.Fenton 发现了 Fe2+ 能通过 H2O2 有效地 催化苹果酸的氧化反应，后来的研究表明二者的结合对许多种类 的有机物都是一种有效的氧化剂。后人为纪念这位伟大的科学家， 将 Fe2+ 和 H2O2 组成的试剂命名为 Fenton 试剂，使用该试剂的反应 称芬顿反应。随后芬顿试剂主要运用于酶反应和羟基自由基 （ · OH ）对细胞影响的研究中。 1964 年，加拿大学者 H.R.Eisenhaner 将芬顿试剂成功地应 用到废水处理上，他用 Fe2+ 和 H2O2 氧化苯酚废水和烷基废水中的 各种有机物。在近十几年的研究中芬顿试剂已成功运用于多种工 业废水的处理，并日益受到国内外的关注。 芬顿试剂之所以具有很强的氧化能力，是 因为其中含有 Fe2+ 和 H2O2 ， H2O2 被亚铁离子催 化分解生成羟基自由基（ · OH ），并引发更多的 其他自由基，其反应机理如下： 基本原理 以上链反应产生的羟基自由基具有如下重 要性质 : ? 羟基自由基（ · OH ）是一种很强的氧化剂； ? 具有较高的电负性或电子亲和能 （ 569.3kJ ），容易进攻高电子云密度点， 同时羟基自由基（ · OH ） 的进攻具有一定的 选择性； ? 羟基自由基（ · OH ）还具有加成作用，当有 碳碳双键存在时，除非被进攻的分子具有 高度活泼的碳氢键，否则将发生加成反应。 基本原理 （ 1 ） pH 值 溶液 pH 值对 Fenton 试剂的影 响较大 , 按照经典的 Fenton 试剂 反应理论 , pH 值过高或过低都 不利于 OH · 的产生。当 pH 值过高 时 , 使生成 OH · 的数量减少，当 pH 值过低时 , Fe 3+ 很难被还原为 Fe 2+ , 从而使 Fe 2+ 的供给不足 , 也不利于 OH · 的产生。研究表明 , Fenton 反应的 pH 值范围在 3-5 之 间。 Fenton 反应的影响因素 （ 2 ） H 2 O 2 投加量 采用 Fenton 试剂 处理废水的有效性和经济 性主要取决于过氧化氢的 投加量。一般，随着过氧 化氢用量的增加，废水 COD 去除率先增大，而 后出现下降。当 H 2 O 2 的 浓度过高时，反而不 利 · OH 的产生，从而导致 去除率的下降 。 Fenton 法的影响因素 （ 3 ）催化剂投加量 一般情况下 , 随着 Fe 2+ 用量 的增加 , 废水 COD 的去除率 先增大 , 而后呈下降趋势。 其原因是 : 在 Fe 2+ 浓度较低时 , Fe 2+ 的浓度增加 , 单位量 H 2 O 2 产生的 · OH 增加 , 所产生 的 · OH 全部参与了与有机物的 应；当 Fe 2+ 的浓度过高时 , 部分 H 2 O 2 发生无效分解 , 释放 出 O 2 。 Fenton 法的影响因素 （ 4 ）反应时间 Fenton 试剂处理难降解 废水 , 一个重要的特点就是反 应速度快。一般来说，在反 应的开始阶段 ,COD 的去除率 随时间的延长而增大 , 一定时 间后 COD 的去除率接近最大值 , 而后基本维持稳定。 Fenton 试剂处理难降解废水的反应 时间主要与催化剂种类、催 化剂浓度、废水 pH 值及其所 含有机物的种类有关。 Fenton 法的影响因素 – 传质效果较差， Fenton 试剂加药量大。 – 催化剂无法循环使用，催化剂用量高。 – 产生大量铁污泥，污泥处理成本高。 针对以上常规 Fenton 法的缺点，广西大学 结合了流化床技术及异相催化等技术，成功研 发出上流式多相废水处理氧化塔（ UHOFe ）。 常规 Fenton 法的缺点 ? 该设备融合了 流化床技术 、