芬顿反应器是基于芬顿氧化技术的废水处理装置,核心是通过亚铁离子与过氧化氢反应产生强氧化羟基自由基,高效分解水中难降解有机污染物,因而芬顿反应器的设计成为其中的重要一环,下面重点介绍一下设计中的进水要求。
一、核心水质指标控制
(1)pH 值:进水无严格限制,需调至 2.5~4.0。强碱性或中性水会增加硫酸消耗;高碱度废水需预酸化除碳酸根,防 Fe²+ 生成沉淀堵管。
(2)COD 浓度:适用于 5000~50000mg/L 高浓度有机废水。≤20000mg/L 用单级工艺;>20000mg/L 需两级,一级去 60%~70% COD,二级深度降解,避免反应失控。
(3)悬浮物:进水 SS≤300mg/L,防堵塞催化剂或影响分离。超限时前端加砂滤(滤料 0.5~1.2mm,流速 8~10m/h)或气浮(溶气压力 0.3~0.5MPa),确保反应器运行时 SS≤500mg/L。
(4)重金属离子:Cu²+、Ni²+、Cr³+ 等≤50mg/L。过量会竞争催化剂位点,铁泥可能毒性超标。可投加硫化钠沉淀预处理,或选耐重金属催化剂(如负载型 Fe₃O₄/AC)。
二、特殊水质适配要求
(1)油脂与油类物质限制:进水含油量≤100mg/L,高油脂(如石化废水)会包裹催化剂表面,降低传质效率。
处理:前端设置隔油池或气浮装置去除浮油,或采用铁碳微电解耦合芬顿工艺,通过微电解破乳后再进行氧化反应。
(2)盐分(TDS)影响:高盐废水(TDS>10000mg/L)会增加溶液导电性,可能加速设备腐蚀,同时抑制 Fe(OH)₃ 絮体沉降。
对策:选择耐腐蚀材质(如碳钢衬胶、FRP),反应后投加高分子絮凝剂(如 PAM 分子量≥1200 万)强化固液分离,或采用电芬顿技术减少铁泥生成。
(3)生物毒性物质要求:进水不得含有大量杀菌剂、强络合剂(如 EDTA),此类物质会淬灭·OH 自由基,降低氧化效率。
预处理:通过稀释(毒性物质浓度≤50mg/L)或混凝沉淀去除络合物,确保芬顿反应有效进行。
三、温度与其他参数
水温:适宜范围20~40℃,超过 40℃ 时 H₂O₂ 热分解速率加快(每升高10℃分解率翻倍),需通过冷却水套控制温升≤5℃;低温(<10℃)时反应速率下降,可通过蒸汽预热至适宜温度。
氧化性/还原性物质:进水避免含有大量 Cl⁻(>5000mg/L 时与·OH 反应生成 ClO⁻,降低氧化效率)或 S²⁻(易与 Fe²+ 生成 FeS 沉淀),需提前去除或调节浓度。
四、进水水质不达标应对措施
(1)水质波动应急:设置水质在线监测仪(如 COD、pH 传感器),当进水 COD 超过设计值 20% 时,自动触发药剂梯度投加**(分2~3次投加 H₂O₂),避免瞬间反应剧烈。
(2)预处理强化:针对高悬浮物、高油脂废水,优先采用预处理单元+芬顿反应器”组合工艺,如“气浮+砂滤+芬顿”,确保进水满足反应器最佳运行条件。 通过控制进水水质关键指标并配套预处理工艺,可最大限度发挥芬顿反应器的氧化效率,降低药剂消耗与设备维护成本,确保废水处理稳定达标。