芬頓流化床反應(yīng)器在污水處理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要包括以下幾個(gè)方面:
1.卓效的氧化能力:
強(qiáng)氧化性自由基生成:芬頓流化床反應(yīng)器基于芬頓反應(yīng)原理,能在酸性條件下,通過亞鐵離子(Fe2?)催化過氧化氫(H?O?)分解產(chǎn)生具有極強(qiáng)氧化能力的羥基自由基(?OH)。羥基自由基的氧化電位非常高,可以無選擇性地氧化各種有機(jī)污染物,包括那些難以生物降解的有機(jī)物,如芳香族化合物、多環(huán)芳烴等,將其分解為二氧化碳、水和沒有傷害的無機(jī)物,從而卓效地降低污水中的化學(xué)需氧量(COD)。例如,在處理印染、化工等行業(yè)的高濃度有機(jī)廢水時(shí),能明顯提高廢水的可生化性,為后續(xù)的生物處理創(chuàng)造有利條件。
異相催化效果增強(qiáng):流化床技術(shù)使芬頓法產(chǎn)生的大部分三價(jià)鐵(Fe3?)以結(jié)晶或沉淀的形式附著在專有填料表面,形成的鐵氧化物具有異相催化的效果。這種異相催化不僅增加了反應(yīng)的活性位點(diǎn),提高了反應(yīng)速率,還使得氧化反應(yīng)更加充分,進(jìn)一步增強(qiáng)了對(duì)有機(jī)物的去除能力。
2.良好的傳質(zhì)效果:
流化狀態(tài)促進(jìn)傳質(zhì):在芬頓流化床反應(yīng)器中,通過流體化床的方式使催化劑或反應(yīng)物顆粒在高速氣流的作用下處于流化狀態(tài),類似液體一樣自由流動(dòng)。這種流化狀態(tài)極大地增加了反應(yīng)物之間的接觸面積和碰撞頻率,使得氧化劑(H?O?)、催化劑(Fe2?等)與污水中的有機(jī)物能夠充分接觸和反應(yīng),從而提高了化學(xué)反應(yīng)的效率和傳質(zhì)速率。與傳統(tǒng)的靜態(tài)反應(yīng)裝置相比,芬頓流化床反應(yīng)器的傳質(zhì)效果更好,能夠在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的處理效果。
內(nèi)循環(huán)強(qiáng)化混合:部分芬頓流化床反應(yīng)器采用內(nèi)循環(huán)技術(shù),使廢水與藥劑在反應(yīng)器內(nèi)不斷循環(huán)混合,進(jìn)一步增強(qiáng)了反應(yīng)的均勻性和充分性。這種內(nèi)循環(huán)不僅提高了藥劑的利用率,減少了藥劑的投加量,還能夠避免局部反應(yīng)不均勻?qū)е碌奶幚硇Ч患训膯栴}。
3.減少藥劑用量和污泥產(chǎn)量:
藥劑用量降低:由于流化狀態(tài)和異相催化效果的共同作用,芬頓流化床反應(yīng)器能夠在較低的藥劑投加量下達(dá)到較好的處理效果。與傳統(tǒng)芬頓工藝相比,過氧化氫的加入量可減少 10% - 20%,亞鐵離子的加入量可減少 50% - 70%,大大降低了藥劑成本。
污泥產(chǎn)量減少:傳統(tǒng)芬頓反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量的含鐵污泥,需要進(jìn)行后續(xù)的處理和處置,增加了處理成本和難度。而芬頓流化床反應(yīng)器中,部分三價(jià)鐵以結(jié)晶或沉淀的形式附著在填料表面,減少了污泥的產(chǎn)生量。同時(shí),由于反應(yīng)更加充分,污泥中的有機(jī)物含量較低,污泥的脫水性能更好,有利于污泥的后續(xù)處理。一般來說,芬頓流化床反應(yīng)器的污泥產(chǎn)量比傳統(tǒng)芬頓工藝可減少 40% - 50%。
4.靈活的操作和廣泛的適用性:
操作條件易于控制:通過控制反應(yīng)器內(nèi)的氣流速度、流量、pH 值、溫度等參數(shù),可以精準(zhǔn)地調(diào)節(jié)反應(yīng)條件,實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)過程的優(yōu)化控制。例如,在不同的水質(zhì)條件下,可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整藥劑的投加量和反應(yīng)時(shí)間,以確保處理效果。同時(shí),反應(yīng)器的自動(dòng)化程度較高,操作簡(jiǎn)便,能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)運(yùn)行,提高了處理效率。
適用范圍廣泛:芬頓流化床反應(yīng)器可應(yīng)用于各種類型的污水處理,包括高難度處理廢水的預(yù)處理,如造紙、石化、農(nóng)化、化工、制藥、皮革、紡織業(yè)等高難度處理廢水的預(yù)處理工段,可大大降低廢水的有機(jī)物污染,提高廢水的可生化性;也可用于各類廢水處理設(shè)施的末端,作為深度處理設(shè)施為出水把關(guān);還可用于廢水的脫色處理等。
設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小:芬頓流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)相對(duì)緊湊,內(nèi)部空間利用率高,能夠在較小的占地面積內(nèi)實(shí)現(xiàn)較高的處理能力。這對(duì)于土地資源緊張的地區(qū)或現(xiàn)有污水處理廠的升級(jí)改造項(xiàng)目具有重要的意義,可以節(jié)省土地投資和建設(shè)成本。