芬顿催化剂

一、芬顿填料产品概述

　　化学高级氧化技术是一种水污染治理的有效方法. 其中，芬顿技 术被广泛应用于抗生素、染 料、残留农药、杀虫剂等水中污染物的 催化降解，并表现出优异的污染物去除能力，在去除废水中有机污染 物方面具有较大的潜力。 我公司在传统芬顿反应的基础上，将芬顿反应所需的铁氧化物通 过特殊方法附着在载体表面，形成有效的芬顿催化剂。芬顿催化氧化 填料(催化剂)机械强度高、耐冲刷等性能，能有效抗击废水对催化 剂的冲击，降低阻力，为固态颗粒或长条体状，通过特殊方法烧结制 备，保证了其活性组分的高利用率，使芬顿法所产生的 Fe3 大部分 以结晶或沉淀附着在芬顿催化载体表面，结晶后的 Fe3 铁盐与芬顿 体系形成协同作用进而转化为 Fe2 周而复始，可大幅减少传统芬顿 法的加药量产生的化学污泥量(H2O2 加入量减少 10%～20%，Fe2 亚 铁加入量减少 50%～70%，污泥量减少 40%～50%)，同时在载体表面 形成的铁氧化物具有异相催化效果，也促进了化学氧化反应速率及传 质效应，使COD的去除率有效提升20%～30%，处理运行费用节省30%～ 50%。

　　二、芬顿填料主要技术指标

　　芬顿氧化法的特点：

　　1、产生大量非常活泼的羟基自由基·OH，其氧化能力(2.80V)仅次于氟(2.87V)

　　2、OH无选择地直接与废水中的污染物反应将其降解为二氧化碳、水和无害物，不会产生二次污染;

　　3、由于它是一种物理—化学处理过程，很容易加以控制，以满足处理需要甚至可以降解10-9级的污染物，反应速快，能在很短时间内达到处理的要求;

　　4、既可作为单独处理，又可与其他处理过程相匹配，如作为生化处理的前预处理，可降低处理成本。

　　芬顿催化剂又叫芬顿催化剂填料、芬顿催化氧化填料等，由亚铁离子与过氧化氢体系组成，用在芬顿氧化法处理废水的反应器中。我司研制的芬顿催化剂系列产品，将芬顿反应所需的铁氧化物通过特殊方法附着在载体表面，形成有效的芬顿催化剂，可大幅减少药剂投加量及化学污泥产生量。

　　  一、产品介绍

　　  我公司生产的芬顿催化剂是针对传统的芬顿技术适用pH范围窄、产泥量大等问题,专为改进传统芬顿而研制的催化剂,该催化剂以多孔复合材料为载体,以多种贵金属、稀土金属氧化物和过渡金属氧化物为催化组分,经过载体掺杂、挤压成型、混合浸渍、高温焙烧等工序精制而成，提高了羟基自由基的产生量,减少了铁泥的产生,减少了二次污染,具有催化活性高、使用寿命长等特点。

　　  我公司生产的芬顿催化剂机械强度高，通过**方法烧结制备，保证了其活性组分的高利用率，并且可以实现大规模的工业化生产。

　　  二、芬顿催化剂的特点

　　  (1)本产品采用多孔复合材料为催化剂载体,机械强度大,并掺杂多种不易流失催化组分,提高催化剂的催化活性和稳定性。高温烧结技术在保证活性组分高利用率高附着度的同时,有效减少催化填料流失率,防止二次污染,延长使用寿命。

　　  (2)本产品通过大量试验和工程应用筛选催化填料的载体及活性组分,保证类芬顿反应催化剂效应持续。

　　  (3)本产品通过筛选合适的载体和催化组分,提高了催化剂的催化活性及对反应废水pH的适应性, -定程度上拓宽了反应的pH范围。

　　  (4) 本产品替代了传统芬顿中亚铁离子的添加，避免了大量铁泥的产生,防止二次污染的产生,大大改善了传统芬顿存在的不足。

　　  (5) 多金属反应中心催化体系，代替传统的单一活性位铁矿石芬顿催化剂。多反应中心催化体系实际上已经突破了经典芬顿反应概念，从电子分布极化理论出发，创造性地构建出具有电子高密度中心和低密度中心，有效实现了金属催化组分的良性循环利用，解决了传统芬顿反应在实际水处理中的技术瓶颈问题。

　　  (6) 新型芬顿催化剂通过控制烧成方式和烧结温度，有效解决了催化组分的流失问题。通过多金属的协同作用，有效将催化组分固定在载体表面，避免催化组分在水中被冲刷脱落。

　　  (7) 芬顿催化剂可以实现中性条件处理，并对有机污染物有50%以上的降解率。

　　  三、芬顿催化剂反应原理

　　  Fenton试剂的实质是二价铁离子(Fe2+)和过氧化氢之间的链反应催化生成OH自由基，具有较强的氧化能力，其氧化电位仅次于氟，高达2.80V，另外, 羟基自由基具有很高的电负性或亲电性 ,其电子亲和能力达 569.3kJ 具有很强的加成反应特性，因而 Fenton试剂可无选择氧化水中的大多数有机物，特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以凑效的有机废水的氧化处理。

　　  芬顿催化剂的机理是有机物和双氧水由溶液主体扩散到催化剂表面的活性位点附近并发生吸附,随后在催化剂的催化剂成分的催化作用下,过氧化氢分解产生OH ,从而引|发自由基链式反应将有机物氧化降解,*后降解产物从催化剂表面脱附,扩散至溶液主体中。

　　  四、芬顿催化剂的反应过程

　　  芬顿催化剂能生成强氧化性的羟基自由基，在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，*终氧化分解芬顿反应是以亚铁离子为催化剂的一系列自由基，主要反应要反应大致如下:

　　  Fe2+ +H2O2==Fe3++OH+HO·

　　  Fe3++H2O2+OH-==Fe2++H20+HO

　　  Fe3++H2O2==Fe2++H+ +Ho2

　　  HO2+H2O2=H2O+O2↑+HO·

　　  芬顿催化剂填料通过以上反应，不断产生·HO，使得整个体系具有强氧化性，可以氧化氯苯、氯化苄、油脂等等难以被一般氧化剂(氯气，次氯酸钠，二氧化氯，臭氧，臭氧的电极电势只有2.23EVⅴ)氧化的物质。

　　  五、芬顿催化剂水处理领域的应用方式

　　  芬顿催化剂具有催化氧化效果好、使用方便等特点。芬顿催化剂通过H2O2和Fe2+作用产生.OH，使其具有极强的氧化能力，芬顿催化剂在废水处理领域的应用方式可大致分类如下：

　　  (1)单独使用，主要对低浓度有机物废水以及难降解持久性污染物的处理，如应用于低浓度有机废水的达标排放以及印染废水的脱色、THMS的降解等方面;

　　  (2)作为前处理工艺和其他处理方式联用，作用有降低废水的毒性、提高废水的可生化性或者对水中的污染物进行部分降解以减少后续工艺的运行负荷，与其联用的工艺有：生物工艺、混凝、气浮等;

　　  (3)用于深度处理，如对垃圾渗滤液的后续深度处理。

　　  六、芬顿氧化工艺的优势特点：

　　  1、氧化能力强。芬顿催化剂产生大量非常活泼的羟基自由基·OH，氧化无选择性，对有机物去除能力强;

　　  2、无二次污染产生。·OH无选择地直接与废水中的污染物反应将其降解为二氧化碳、水和无害物，不会产生二次污染;

　　  3、反应速度快。由于它是一种物理—化学处理过程，很容易加以控制，以满足处理需要甚至可以降解10-9级的污染物，反应速度快，能在很短时间内达到处理的要求;

　　  4、可操作性强。既可作为单独处理，又可与其他处理过程相匹配，如作为生化处理的前预处理，可降低处理成本。