Fenton反應(yīng)過程中產(chǎn)生的具有強氧化性的羥基自由基·OH，能夠氧化分解廢水中絕大多數(shù)有機污染物。傳統(tǒng)Fenton法具有反應(yīng)速度快，藥劑來源廣，使用方便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于高濃度生物難降解的有機廢水處理。但是傳統(tǒng)Fenton法在實際應(yīng)用過程中存在藥劑利用率低，運行成本高，含鐵污泥產(chǎn)量大等問題。

　　目前，研究人員已經(jīng)提出采用新型催化劑，優(yōu)化工藝參數(shù)方法，以及將Fenton與超聲、微波、紫外光、臭氧等輔助技術(shù)手段相結(jié)合等改善辦法。而以改變Fenton反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的方式提高Fenton氧化效率的研究和應(yīng)用不多。傳統(tǒng)Fenton反應(yīng)池依靠曝氣和循環(huán)泵的方式進行廢水與Fenton藥劑的混合，混合均勻性差，混合速度慢，造成Fenton藥劑局部濃度過高而產(chǎn)生無效分解。為保證廢水處理效果，通常需要過量使用藥劑，因此降低了Fenton工藝處理效率，增加了藥劑使用成本，同時產(chǎn)生大量含鐵污泥。

　　Fenton反應(yīng)屬于快速反應(yīng)，能夠在較短時間內(nèi)產(chǎn)生大量·OH。在Fenton反應(yīng)初始階段實現(xiàn)·OH與廢水中有機物快速充分接觸，是提高·OH利用率的關(guān)鍵。傳統(tǒng)Fenton工藝采用的曝氣或機械攪拌完成廢水與Fenton藥劑之間的混合只是達到了宏觀上的均勻性，而·OH與廢水中有機物只有達到分子級微觀混合，才能實現(xiàn)充分有效接觸。采用射流噴射器、撞擊流混合器、靜態(tài)混合器等低黏度液-液快速混合設(shè)備可以實現(xiàn)分子級微觀混合。傳統(tǒng)Fenton工藝容易出現(xiàn)“返混”現(xiàn)象，對于化學反應(yīng)級數(shù)n>0的反應(yīng)，返混使反應(yīng)推動力下降，降低反應(yīng)速度，導(dǎo)致反應(yīng)器容積增大或反應(yīng)過程的轉(zhuǎn)化率降低。管式反應(yīng)器可有效避免物料返混，提高反應(yīng)效率。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　本研究將管式反應(yīng)器應(yīng)用于Fenton氧化處理廢水領(lǐng)域，利用管道混合器將廢水與過氧化氫溶液快速混合，并在管式反應(yīng)器內(nèi)繼續(xù)完成混合及Fenton氧化反應(yīng)。實驗采用自制快速Fenton反應(yīng)器RFR(rapidfentonreactor)裝置對深圳某公司產(chǎn)生的高濃度有機廢水進行處理，并與傳統(tǒng)的Fenton工藝進行比較，探索各工藝參數(shù)對處理效果的影響，確定最佳工藝條件，并考察了Fenton工藝運行成本。

　　實驗方法：1)快速Fenton反應(yīng)器廢水處理實驗:用H2SO4溶液調(diào)節(jié)廢水pH值，加入一定量的硫酸亞鐵，攪拌混合均勻。開啟溫度控制系統(tǒng)，設(shè)定加熱溫度，當反應(yīng)器內(nèi)水溫升至設(shè)定值后，開啟進水泵和H2O2加藥泵。在反應(yīng)器出口取樣靜置一段時間后，加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至8以上以終止反應(yīng)。沉淀后取上清液用重鉻酸鉀法測COD值，考察反應(yīng)溫度、Fenton藥劑投加量、反應(yīng)時間及初始pH值對處理效果的影響。

　　2)傳統(tǒng)Fenton工藝廢水處理單因素實驗:常溫條件下，取500mL乳化液廢水置于1000mL燒杯中，用H2SO4溶液調(diào)節(jié)廢水pH值(2、3、4、5、6)，加入一定量的工業(yè)級硫酸亞鐵(3、6、9、12和15g)和工業(yè)級H2O2(2、4、6、8、10、15和20mL)，使用磁力攪拌器攪拌混合，定時(30、60、90、120和150min)取樣測COD值。進行Fenton藥劑投加量、pH值、反應(yīng)時間等影響因素實驗，確定最優(yōu)工藝條件。

　　最后通過實驗得出：1)設(shè)計了一種快速Fenton反應(yīng)器，利用管道混合器并借鑒管式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)特點，實現(xiàn)Fenton試劑和廢水的快速混合，混合的均勻性提高，混合動力消耗減少。2)快速Fenton反應(yīng)器處理乳化液廢水的最佳工藝條件為反應(yīng)溫度30℃，反應(yīng)時間20min，H2O2投加量116mmol·L-1，F(xiàn)e2投加量10mmol·L-1，COD平均去除率可達到60%。3)在最佳條件下，快速Fenton反應(yīng)器運行成本為27.24元·t-1水，比傳統(tǒng)Fenton工藝成本降低52%，在工程應(yīng)用中具有明顯的成本優(yōu)勢。