工業(yè)污水如何達(dá)標(biāo)排放一直都是各個企業(yè)關(guān)心的問題。2015年執(zhí)行的新國標(biāo)要求許多行業(yè)的排放要達(dá)到COD<80mg/L的標(biāo)準(zhǔn)，但單純用生物處理難以達(dá)到，其出水溶解性COD 是在130-170mg/L左右。因此，深度處理是形勢所迫，高級氧化技術(shù)的應(yīng)用有其必然性。

首先對當(dāng)下常用的幾種深度處理工藝分析如下：

（1）曝氣生物濾池BAF：投資和運(yùn)行成本低；本質(zhì)仍是生物對難降解有機(jī)物去除率低，25%以下。

（2）吸附法：處理效果好；吸附劑再生成本高。其中活性炭中有0.05%的炭可再生；K態(tài)吸附劑為3%廢再生液。

（3）膜法：雙膜法代表的“超濾+反滲透”，產(chǎn)水率低；“MBR+反滲透膜”，出水水質(zhì)與常規(guī)生化法接近；“超濾膜+納濾”，氨氮出水高。并且存在濃液處理問題，膜通量和膜污染的問題。

（4）高級氧化法：氧化有機(jī)物，最有前景！

1）Fenton法：基礎(chǔ)研究最透徹、工程應(yīng)用最成熟；優(yōu)勢明顯，反應(yīng)速率快，投資低，運(yùn)行效果好；Fenton的應(yīng)用瓶頸是產(chǎn)泥量大。

2）催化臭氣氧化法：投資較大，但是綠色的工藝。

下面根據(jù)氧化劑不同的使用途徑，介紹其在水處理中的不同作用。

【常用氧化劑】

1. 氧化劑在給水處理領(lǐng)域的應(yīng)用：

（1）消毒：氧化細(xì)胞內(nèi)酶；破壞DNA、RNA物質(zhì)；透過細(xì)胞膜，使之發(fā)生通透性畸變。

（2）給水預(yù)處理：去除色、嗅、味。破壞發(fā)色基團(tuán)中不飽和鍵(芳香基或共軛雙鍵)，氧化鐵、錳等顯色離子；氧化水中還原性物質(zhì)。

（3）臭氧-生物活性炭處理：臭氧起破壞大分子和充氧作用，有機(jī)物的降解主要是生物活性炭。

2. 氧化劑在工業(yè)廢水預(yù)處理中的應(yīng)用：

（1）去除酚、氰、硫氰等易氧化的有機(jī)物；

（2）脫色：印染、染料廢水用臭氧氧化法脫色；

（3）烯烴氧化：臭氧可破壞C=C雙鍵轉(zhuǎn)變?yōu)轸驶?/p>

（4）局限性：O3、H2O2等分子態(tài)氧化劑，直接氧化產(chǎn)物為小分子的羧酸、酮和醛類等，不能徹底礦化為CO2、H2O；

（5）O3預(yù)處理參數(shù)：停留10-20min；投加量20-50mg/L。

氧化雖然在水處理中有不可磨滅的作用，但并非“氧化”一定可以提高廢水可生化性，還與有機(jī)物種類有關(guān)。如部分氧化，可生化性惡化：如，苯胺、磺胺類；部分氧化，可生化性改善：如，PVA(C2H4O)、腐植酸等。

如果要徹底氧化有機(jī)物，還是要深度處理，其目的與“消毒”、“預(yù)處理”是不同的。大量文獻(xiàn)里對某一具體有機(jī)物的去除率，往往不是“礦化”率(COD去除率)，而是“轉(zhuǎn)化率”。生化能處理出水中大部分有機(jī)物，但O3、H2O2直接氧化困難，氧化程度低，COD去除率僅20%左右。而如果形成·OH的高級氧化，可大幅度提高其直接氧化的反應(yīng)速率，甚至達(dá)7-9個數(shù)量級，這就是深度處理的關(guān)鍵，也預(yù)示著形成高級氧化機(jī)制的重要性。Fenton法是高級氧化技術(shù)之一，下面就對其做進(jìn)一步分析介紹。

1. Fenton法：pH值4.0以下、最佳2.8-3.0，H2O2在Fe2+等催化下產(chǎn)生·OH，有極強(qiáng)的氧化能力；

特征：Fe2+同相催化，需中和，酸堿消耗量大，產(chǎn)生大量鐵泥；

理論參數(shù)(摩爾比)Fe2+/H2O2=1:4，H2O2:COD=1-2，pH值2-4；

特點(diǎn)：反應(yīng)速率快，有效反應(yīng)時間20min，即可完成。

2. Fenton法工程運(yùn)用：

FeSO4：H202=4-8，H202：COD=2。注：上式為質(zhì)量比，其中COD指去除的COD量

3. 工業(yè)園區(qū)污水廠Fenton法藥劑使用情況：

水處理成本（藥劑和電耗）：約1.65元/M3.水；投資：約1000元/（M3/d.水）。

4. Fenton法產(chǎn)泥量問題：

僅形成 FeOOH沉淀，產(chǎn)泥量應(yīng)在0.60kg/M3左右，是城市污水廠產(chǎn)泥量的五倍。若用傳統(tǒng)方法處理法，折合水成本：約1.65元/M3.水。

芬頓法產(chǎn)泥(簡稱鐵泥)濃縮極為困難，氣浮分離造成鐵泥粘性大、含水率高。污泥熱值低，焚燒困難；屬工業(yè)廢物，不能填埋。污泥的資源化利用，已經(jīng)成為Fenton法應(yīng)用的瓶頸。

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)分析：強(qiáng)氧化環(huán)境、從酸性回調(diào)，當(dāng)pH大于3.7時，F(xiàn)e3+形成FeOOH完全沉淀；此時溶解性COD<70mg/L，故有機(jī)質(zhì)不足0.5%，理論上應(yīng)是有價值的化工原料。

鐵泥成份實(shí)際分析結(jié)果：鐵28.5%(純 Feooh應(yīng)62.9%)；鋅0.114%；銅、鋁、鎘、鉻、鎳、錳、鈷等0.071%；有機(jī)物未測出。熱值1.83MJ/kg(統(tǒng)計表明，城市污泥11.85、指南稱初沉污泥15-18MJ/kg)。

5. Fenton法鐵泥的資源化利用途徑：

（1）作為原料利用

1）脫水污泥：脫水過程投加了大量的石灰和硅藻土，主要成份應(yīng)為：Fe、Ca、Si，通過煅燒，可生產(chǎn)水泥；

2）純鐵泥：主要成份近自然界纖鐵礦，富鐵礦，是煉鐵的優(yōu)質(zhì)原料，方法也極為簡單：造粒后成品；

3）FeOOH，是生產(chǎn)Fe2O3顏料重要原料，高溫(400°C)下熱解；

4）稍經(jīng)改變Fenton法后中和過程，使之形成γ- FEOOH，煤氣脫硫(H2S)的吸附劑，有較大的市場。

（2）水體中磷酸根的吸附劑

Feooh有很強(qiáng)的磷酸根吸附能力，但燒灼時：Feooh→Fe2O3，F(xiàn)e3O4→Fe2O3，F(xiàn)eO，飽和吸附容量為：21.5mg/g。主要是表面絡(luò)合，少量離子交換；吸附速率快；最佳吸附pH范圍是4~10；且形成“鐵磷”，穩(wěn)定性強(qiáng)，可用于水體富營養(yǎng)化防治。

（3）催化O3鐵基催化劑：

過渡金屬化合物催化O3，ph中性條件下異相催化，形成·OH；鐵羥基化物(著名:γ- FEOOH1)，有較強(qiáng)的催化O3活性；FEOOH其它晶型.OH 是更有效催化劑。

優(yōu)勢明顯，其材料同質(zhì)Fe(X)/Fe(M)；損耗產(chǎn)物Fe3+有益無害，有助混凝；價格低廉、來源廣泛。該發(fā)明zhuanli已授權(quán)：污水深度處理芬頓法污泥的資源化利用方法。它的COD去除效果與 Fenton相當(dāng)；電耗與 Fenton法藥耗費(fèi)用相當(dāng)；產(chǎn)泥量約為Fenton法的1/30。

6. 鐵泥的資源化研究動向：

（1）Fenton鐵泥的再生回用系統(tǒng)：將 Feooh電解，再次生成Fe2+，用于催化H2O2；原理上不太好電解，可能得不償失。

（2）高效重金屬吸附劑：稍改變Fenton法后中和過程，形成新型鐵的復(fù)合化合物，多種陰離子結(jié)構(gòu)；對各類重金屬離子有極好吸附性能。

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