【关键词】芬顿工艺；工业废水；影响要素；应用
工业生产会产生大量的有毒、有害废水，传统的沉淀、过 滤等处理手段，其有害物质很难被完全降解。芬顿工艺可在较 短时间内迅速氧化分解废水中的有机物质，并且此种工艺无 二次污染风险。另外该工艺的基础建设投资较少，工艺操作也较简单。近几年来，芬顿工艺在工业废水处理中得到非常广泛 的应用，市场反应效果良好。但芬顿工艺在实施中也会受到多 种因素的影响，应用该工艺必须注意规避不利影响因素。笔者就此进行以下具体分析。
1 芬顿工艺原理
芬顿工艺即深度氧化技术，是利用强氧化手段来分解处 理相关物质。工业废水处理中，废水经过复合铝铁化学处理后进入 Fenton 氧化系统，在 Fenton 高级氧化的作用下，去除工业废水中的 COD 和 BOD，具有降低废水污染物浓度、分解有毒物 质的作用。比如，未处理的工业废水水质为 TCODCr≤90 mg/L，TSS≤100 mg/L，pH：5.5～6，处理后的废水水质可达到：CODCr≤38 mg/L（进水量 20 000 t/d 情况下），SS≤28 mg/L，pH：6～9，处理后废水可正常排放，不会对自然环境以及动植物造成污染， 其处理工艺流程如图 1 所示。
2 芬顿深度氧化的影响要素
2.1 pH 影响
一般芬顿试剂更容易在酸性环境下发生化学反应，过高的 pH 值会限制 OH 的析出，而且会产生大量的氢氧化铁沉淀物，导致催化能力大打折扣。如果溶液中的 H+浓度过高，则会 阻碍 Fe3+被还原成 Fe2+，催化反应微弱。实验研究证实在酸性环境下，尤其当 pH 稳定在 3~5 时，芬顿试剂的强氧化性能更 突出，此时更有利于快速降解多种有机物。在强氧化过程中，有机物的反应速率与 Fe2+和 H2O2 的初始浓度出现正相关变 化，因此为发挥芬顿工艺的最大化功效，需要在工业废水氧化 处理中合理控制废水的 pH。
2.2 温度影响
温度作为芬顿工艺的另一主要影响因素，主要体现为温 度变化对芬顿反应速度和反应效果的影响，温度升高氧化物 质分解的反应速度会加快，反之温度下降反应速度也随之变 慢。随着温度的持续升高，氧化反应加剧，对去除废水内 CODCr具有更好的效果。但温度过高也导致反应过程缩短，造成氧化 物质的提前消耗，而无法充分分解有机物质，因此在实际使用中需要根据实际情况选择最佳的温度条件，便于获得最好的处理效果。
2.3 有机物影响
芬顿工艺促使工业废水中的有机物质发生分解，从而有 效降低废水中的生物毒性浓度，可改善水质提高废水的可生化性。但不同的工业生产会产生不同类型的工业废水，其含有的有机物质及毒害物质成分复杂，所以，使用芬顿工艺处理不同的工业废水也会出现一定的效果差异，这是因为不同成分的有机物在不同量的芬顿试剂作用下产生的反应效果不同， 同时在有机物质与芬顿试剂的混合反应中，分子会出现脱氢 现象，使 C-C 结构断链。比如，所处理的工业废水中含有较多的水溶性高分子或乙烯化合物，那么它在芬顿试剂的作用下，就很容易产生氢基自由基断链，从而影响芬顿处理的实际效果[1]。
3 芬顿工艺在工业废水处理中的具体应用
3.1 在处理焦化废水中的应用
炼焦生产产生的废水中还含有大量的生物毒性物质，这 些物质具有较强的自我抑制性，如果将其直接排放到环境中， 会严重危及自然生态。传统的焦化废水处理工艺多数采用生化法，这种处理手段仅是一种简单的处理，既无法达到国家规 定的工业排污标准，又会造成资源的巨大消耗，加大企业成本压力。近年来，一些试验验证得出采用活性炭处理工艺可增强 焦化废水处理效果，处理结果更加接近排放标准，然而需要注 意的是，活性炭处理工艺过程对资源的消耗量巨大，如果将其 大规模用于工业焦化废水的处理中，将会导致处理成本直线 上升，其成本消耗往往使很多工业废水处理厂无法承受，也影 响工业经济的有序发展[2]。芬顿工艺应用于焦化废水的处理中， 可促使一些顽固性有机物更好分解，且工艺过程对物资的需 求量远低于传统处理工艺，有助于降低工业废水处理的成本。
3.2 在处理垃圾渗滤液中的应用
工业生产过程中的垃圾渗滤液，氨氮含量很高，使滤液中 的微生物数量严重失调，随意排放会对水体及土壤等造成极 大的污染，一般的物理化学处理技，不仅起不到很好的作用，而且会产生新的有害物质。同时，常规生化处理手段工艺较为复杂烦琐，难以满足大批量集中处理需求，也容易出现很多的 处理错误，这对垃圾渗滤液的处理效果产生较大影响。使用芬 顿工艺可以有效解决这个问题，芬顿试剂能与垃圾渗滤液中 的氨氮充分发生反应，保证经过处理后的水质能达到我国工业废水二级排放标准。对某些排放标准要求较高的地区，也可 以使用芬顿工艺对经生物化处理后的垃圾滤液进行再处理， 在垃圾渗滤液可生化的条件下，进行二次处理能够使垃圾渗 滤液中毒害物质得到深度分解，可有效降低其污染程度，同时 此处理工艺成本下降，适合多数中小废水处理厂。
3.3 在处理酚类物质中的应用
不同于上述两种工业废水，酚类物质具有较高的毒害性， 是目前工业生产中最不容易降解的废水类型。长期以来，酚类物质类废水处理一直是我国工业污水处理的难题。大量实验 结果证实，芬顿工艺可以促进苯酚迅速分解，因为苯酚废水中 含有大量的甲酚、苯酚等不同种类的酚类物质，它们具有很强的自体降解能力，且具有很好的稳定性。采用芬顿工艺进行处 理时，当室温保持不变，酚类废水的 pH 介于 3~5.5 之间，以氧化铁为催化剂使芬顿试剂与酚类物质发生剧烈反应，达到有效处理的目的[3]。芬顿工艺之所以能够有效处理含酚废水，其 中一个重要原因就是芬顿工艺可提高酚类废水的可降解性， 具有降低含酚废水生物毒性的重要作用。
3.4 在处理印染废水中的应用
染印废水由工业印染所产生，其废水中的色素成分很高， 色素沉淀物对其他水体具有很强的污染性，且这些废水的含 盐量非常高，这也使工业染印废水的生化性较弱。从常规处理技术的处理结果来看，印染废水本身的需氧量浓度过高，所以 处理效率及效果不如人意。芬顿工艺的优势在于可以逐步将这些有机物分解成可降解物质，此处理工艺为有效处理印染废水提供重要途径[4]。芬顿工艺在强氧化作用下可以大大降低印染废水染料的整体色度，当前很多处理厂在处理染印废水时，除了采用一般的芬顿工艺外，还采用由芬顿工艺衍生出来 的其他工艺，主要在于充分发挥其强氧化性能，比如目前许多废水处理厂常采用微电解氧化工艺，对印染废水中最难降解 的蒽醌染料进行微电解，可最大限度降解蒽醌染料废水中的 有机物。
4 结语
随着现代工业化进程的不断发展，工业生产制造企业越 来越多，工业产品生产效率越来越高，而随之产生的工业废水也越来越多，这便对工业废水处理带来更大压力。随着工业废水排放标准的逐步提高，要求废水处理必须使用更有效的技 术手段，然而传统处理工艺技术复杂且处理效果不佳，而芬顿工艺凭借强大的氧化性能，配合相关工艺可达到快速反应、有 效分解废水有机质作用，已经成为目前工业废水处理的最佳 选择，必将带来可观综合效益。
原标题：论芬顿工艺在工业废水处理中的应用
原作者：童 健，李儒静
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