芬顿氧化技术在工业废水处理中的进展研究

芬顿氧化技术在工业废水处理中的进展研究

荣文兵

广西博世科环保科技股份有限公司 广西南宁市 530007

摘要：随着现代工业的不断发展，产生了大量的生化降解性差、毒性高、浓度高的工业废水。工业废水问题已成为当今我国水污染控制领域的重点和难点。如何处理这些生物难降解的物质，作为高级氧化处理技术芬顿氧化法应运而生。本文先对高级氧化技术进行了概述，之后对高级氧化技术的具体应用和影响其效率的因素进行了讨论分析，以期作为参考。

关键字：芬顿法；芬顿氧化技术；高浓度有机农药工业废水；

一、工业废水处理工艺应遵循的原则

详细分析工业废水处理应遵循的原则，总结为以下几点：其一，废水处理过程中应遵循分类原则，也就是在处理废水之前，对不同成分类别的废水进行分类存储，根据不同的废水，采用不同的处理方法，达到分类处理废水的目的，同时可以够确保不同废水中有害、有毒、污染物经过处理都能被降解、分解，以此净化废水，防止废水中的有害物质未处理彻底而造成污染。因此，废水处理厂应注重遵循分类的原则，将废水分类后进行分类处理，以此保证水体中的污染物质都能处理掉。其二、遵循针对性原则，工作人员在处理废水之前，应先了解废水中都有哪些污染物质，还应掌握废水处理方法和工业废水处理工艺流程，依照规范化的工艺流程，使用不同的方法处理废水，做到针对性地处理废水，有效减少废水中各种污染物的含量，以免废水污染水资源和环境。

二、芬顿高级氧化工艺的概述

芬顿高级氧化工艺是一种高级氧化技术（AdvancedOxidationProcess），通过强氧化反应提高有机污染物的可生化性，使大部分有机污染物得到完全降解与矿化，具有极高的应用价值和广阔的应用前景。芬顿试剂是该项工艺的核心，是由亚铁元素和双氧水组成的氧化剂。芬顿氧化工艺是在酸性环境条件下，通过氧化试剂在紫外线的催化作用下发生化学反应，产生具有高氧化性质的羟基自由基，并同时催生出多种结构形式的活性氧成分，推动产生氧化链式反应，加速有机污染物的降解，产生水和二氧化碳，其化学反应原理为：H2O2+Fe2+→?OH+OH-+Fe3+→Fe(OH)3↓[3]。芬顿高级氧化工艺的成本较低，操作便利，对有机污染物的降解实效显著，不会造成有机物的二次污染，在水污染治理领域中受到越来越广泛的关注与应用。

三、在工业废水中芬顿高级氧化工艺的具体操作程序

在工业废水处理中采用芬顿高级氧化工艺，其实质是通过该项技术的强氧化性，将废水中的污染物分子进行生物降解，达到水质处理与污染源高度净化的目的。在工业废水处理中采用芬顿高级氧化工艺的具体操作程序主要分为两个阶段。一是生化反应阶段，通过厌氧反应设备与生化反应设备，对工业废水进行生化处理，去除废水中的大部分有机污染物和部分氨、氮元素有机物。这一阶段又可以分为厌氧处理、好氧处理、沉淀处理三个步骤，首先将工业废水中的氨氮元素物质成分转化为硝酸盐氮，其次通过反硝化细菌进一步转化为氨气，最后使亚硝酸盐氮与污泥加以混合而排出，达到降低氮元素含量的目的。二是深度氧化处理阶段。首先通过氧化试剂的配比，确保芬顿氧化环境呈现酸性，保证氧化降解的效果，其次进行氧化降解环节，严格控制氧化剂的使用，避免造成二次污染。最后在降解过程中还需严格控制氧化的温度及时间，提高芬顿氧化效率。

四、芬顿高级氧化工艺应用于工业废水处理的优缺点分析

芬顿高级氧化工艺应用于工业废水的处理，具有诸多技术优势。第一，不会产生其他的化学有毒元素，从而避免了对生态环境和人身健康等造成化学伤害；第二，由于该技术的实质是强氧化反应，对工业废水的处理所需的设备条件简单，不需要高温高压处理，因此，生化、氧化反应设备无需过大，从而使得技术基础建设的设施设备简单，成本低，并且占地空间较小；第三，可适时调节处理过程的操作环境，控制氧化试剂的使用量，提高处理效率；第四，芬顿反应产生的羟基自由基的氧化范围非常广，对于工业废水的处理效果极佳，可消除多种污染及有毒有害元素和物质。虽然芬顿高级氧化工艺具有诸多优势，但结合实际应用，仍存在一定的技术缺陷。主要包括以下几个方面。第一，前文已经提到，芬顿氧化工艺的核心是氧化试剂的使用，在对工业废水的整个处理过程中，所需氧化试剂的使用量较大，过量的亚铁元素会伴随大量污泥中的羟基元素，通过化学反应合成Fe(OH)3物质，容易造成环境二次污染，还会提高废水中的化学需氧量，无法继续去除废水中的有机污染物，从而导致双氧水的过度消耗，造成技术资源的浪费；第二，芬顿高级氧化工艺中，氧化阶段所需的反应时间相对来说较长，根据工业废水的成分构成的差异，有时其反应时间甚至高达数小时，时间成本较高；第三，芬顿氧化工艺虽然属于深度氧化技术的一种，但是其氧化的能力还有待提高，仍然存在工业废水中的部分有机污染物无法得到彻底破坏的问题，需要借助紫外光、超声波、臭氧处理等技术进行进一步辅助与强化。

五、芬顿高级氧化工艺应用于工业废水处理研究的重要着力点

在芬顿技术的应用实践中，很多因素应当予以高度重视和强调，也成为当前对于芬顿高级氧化工艺应用于工业废水处理研究的重要着力点。主要包括环境温度因素、环境pH值因素、工业废水具体有机物因素、氧化试剂与催化试剂因素等。下面就这些因素对芬顿氧化反应的影响作用进行逐一分析。

（一）环境温度因素

芬顿高级氧化工艺中，温度是影响工艺效果和反应速度的重要技术指标。实践表明，随着环境温度的不断升高，芬顿氧化反应的速度会随之不断加快，羟基自由基的合成效率也不断提高，使得有机物氧化分解的效率也随之加大。但是需要特别注意的是，温度的不断升高还会加快氧化试剂中双氧水的分解速度，影响羟基自由基的合成。因此，在芬顿高级氧化工艺中，要寻找适当的温度区间，保证有机污染物氧化反应速度和氧化试剂分解反应速度的平衡，有效确保工业废水有机污染物的高效处理。

（二）环境pH值因素

在对芬顿高级氧化工艺的分析中我们已经提到，酸性条件下，芬顿氧化反应的效果最佳。随着环境pH值的提高，羟基自由基的合成会受到一定制约，并出现Fe(OH)3物质的沉淀，催化能力减弱。因此环境pH值保持在3——5左右，芬顿反应氧化试剂才会发挥效用，呈现出较强的氧化能力，加快对工业废水中有机污染物的氧化降解。

（三）工业废水具体有机物因素

前文已经提到，工业废水的物质元素构成较为复杂，不同的生产生活行为中产生的工业废水，其含有的有机污染物种类具有很大差异。因此，在芬顿高级氧化工艺中，氧化试剂、催化试剂的使用量应当视废水中的实际情况进行适当调节，保障有机污染物的处理效果。

（四）氧化试剂与催化试剂因素

芬顿高级氧化工艺中，对氧化试剂和催化试剂的使用有一定的条件限制，因为工业废水处理的化学需氧量与这两个因素息息相关。具体来说，当氧化试剂投入量较大时，工业废水的化学需氧量去除效率会加大，但是加入一定数量的试剂后，化学需氧量的去除率也会逐渐降低。铁盐催化剂的使用也会出现相同的情形。因此，在芬顿高级氧化工艺的实际操作中，氧化试剂和催化试剂的使用量要根据实际情况加以确定。

结束语

综上所述，芬顿高级氧化工艺相较于传统的物理化学处理技术与生物处理技术，在工业废水处理工作中具有一定的技术应用优势，但是也存在一定的技术弊端。总体而言，芬顿高级氧化工艺仍然是一种十分高效便利的工业废水处理方法，在水污染防治中具有绝对意义上的应用价值，应当在各个领域内得到普遍的推广与应用。当然，对芬顿高级氧化工艺所存在的技术弊端，仍然需要进一步的研究探索来予以攻克，此外，该技术与其他技术的融合发展也是一个值得深入研究的课题，有利于推进芬顿高级氧化工艺的长足发展和进步。

参考文献

[1]吕伏建,李晓伟,徐雷金,黄国龙,陈永强,金新闯,杨迪迪.双氧水协同光催化技术在工业污水处理中的应用[J].染料与染色,2019,56(03):60-62.

[2]刘庆武.国外工业废水处理技术发展现状与对我国相关产业的启迪[J].环境与发展,2019(05):88-89.

[3]田帅慧,康济溢.微电解-Fenton技术在工业废水处理中的应用分析[J].低碳世界,2019,9(05):27-28.

[4]陈蕊,徐菁,张钢强.高级氧化技术在难降解工业污水中的应用研究[J].环境科学与管理,2019,44(05):99-102.