芬頓氧化反應(yīng)COD降不下來(lái)原因分析
芬頓氧化技術(shù)廣泛應(yīng)用于難降解廢水處理,但在實(shí)際運(yùn)行中常出現(xiàn)COD去除率不達(dá)預(yù)期的情況。本文結(jié)合工藝原理與工程實(shí)踐,從反應(yīng)條件、水質(zhì)特性及操作控制等方面系統(tǒng)分析COD降不下的關(guān)鍵原因,并提出應(yīng)對(duì)思路。
一、羥基自由基生成受限
?pH值控制偏差?
芬頓反應(yīng)需在pH=3.0~4.0的酸性環(huán)境進(jìn)行?。若pH>4.0,F(xiàn)e2?快速氧化為Fe3?沉淀,降低催化活性;pH<3.0則抑制雙氧水分解效率,導(dǎo)致羥基自由基(·OH)生成不足?。
?典型案例?:某印染廢水pH=5.0時(shí),COD去除率僅30%;調(diào)節(jié)至pH=3.5后提升至65%?。
?藥劑投加比例失調(diào)?
?雙氧水過(guò)量?:過(guò)量H?O?會(huì)與·OH發(fā)生副反應(yīng)(H?O?+·OH→HO?·+H?O),降低有效自由基濃度?。
?硫酸亞鐵不足?:Fe2?與H?O?的摩爾比需維持在1:5~1:10,若Fe2?不足會(huì)降低反應(yīng)速率,導(dǎo)致氧化鏈反應(yīng)中斷?。
?案例表現(xiàn)?:某化工廢水H?O?2?投加比=4:1時(shí),殘留H?O?濃度達(dá)200mg/L,COD去除率僅40%;調(diào)整為1:1后提升至72%?。
二、水質(zhì)特性干擾
?有機(jī)物抗性增強(qiáng)?
?難降解物質(zhì)?:含苯環(huán)、鹵代物等高穩(wěn)定性有機(jī)物需更高濃度·OH或延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間,常規(guī)芬頓工藝難以完全礦化?。
?絡(luò)合物形成?:有機(jī)物與Fe3?生成穩(wěn)定絡(luò)合物(如[Fe(H?O)?OH]2?),阻礙進(jìn)一步氧化?。
?干擾物質(zhì)消耗藥劑?
?Cl?、HCO??等離子?:與·OH反應(yīng)生成ClO?、CO??等低活性自由基,降低氧化效率?。
?油類(lèi)與懸浮物?:包裹有機(jī)物或吸附Fe2?,阻隔反應(yīng)接觸界面,如含油廢水需預(yù)處理除油后再進(jìn)行芬頓氧化?。
三、反應(yīng)條件與操作缺陷
?溫度與時(shí)間控制不當(dāng)?
?溫度過(guò)高?(>50℃)加速H?O?分解為H?O和O?,減少·OH生成?;
?反應(yīng)時(shí)間不足?:羥基自由基半衰期極短(納秒級(jí)),若水力停留時(shí)間<30分鐘,有機(jī)物氧化不徹底?。
?混合效果差?
攪拌強(qiáng)度不足或曝氣不均勻會(huì)導(dǎo)致Fe2?與H?O?局部濃度過(guò)高,引發(fā)無(wú)效副反應(yīng),而其他區(qū)域反應(yīng)不充分?。
?后段絮凝失效?
?pH回調(diào)異常?:中和階段pH未升至8~9時(shí),F(xiàn)e(OH)?絮體形成不完全,部分氧化中間產(chǎn)物重新溶解,導(dǎo)致出水COD反彈?。
?助凝劑投加不足?:PAM投加量過(guò)低時(shí),微細(xì)絮體難以沉降,出水SS攜帶未降解COD?。
四、工藝鏈設(shè)計(jì)缺陷
?預(yù)處理缺失?
高濃度COD廢水(如COD>5000mg/L)直接進(jìn)入芬頓系統(tǒng),超出其氧化負(fù)荷,需先通過(guò)混凝、微電解等預(yù)處理降低負(fù)荷?。
?污泥回流異常?
沉淀池排泥不及時(shí)會(huì)導(dǎo)致Fe(OH)?污泥積累,占據(jù)反應(yīng)器有效容積,降低傳質(zhì)效率?。
五、解決方案建議
?優(yōu)化反應(yīng)參數(shù)?:通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定最佳pH、H?O?/Fe2?比及反應(yīng)時(shí)間,建立動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制?。
?強(qiáng)化預(yù)處理?:針對(duì)含油、高鹽廢水增加氣浮、吸附等預(yù)處理單元?。
?工藝組合升級(jí)?:對(duì)難降解COD采用“芬頓+光催化”或“芬頓+生物法”組合工藝,提高礦化率?。
通過(guò)精準(zhǔn)識(shí)別原因并針對(duì)性改進(jìn),可顯著提升芬頓工藝對(duì)COD的去除效果,同時(shí)降低運(yùn)行成本與污泥產(chǎn)量?。