Fenton 氧化:什么情况下这套反应值它的成本

Fenton 氧化只为同一个理由被采用:它前面的有机负荷用别的办法在可接受的成本下降不下来。这件事成不成立,是一个关于污水的问题,而且要在定投加量之前先解决。

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Fenton 氧化是为了什么才上的

Fenton 氧化是一道高级氧化工序。过氧化氢与亚铁盐一起投加,两者之间的反应产生羟基自由基,攻击生物处理打不断的有机分子。离开反应器的不是干净的水:它是同一股水,其中一部分难降解有机负荷被氧化成更小、更易生物降解的化合物,再加上投进去的药剂和铁。

这段描述里已经包含了经济账。装置为一种按所处理负荷成比例消耗的药剂付钱,而且为铁付两次钱:一次是买它的时候,一次是它产生的污泥必须脱水处置的时候。因此 Fenton 氧化从来不是高 COD 的默认答案。它是在其他方案已经试过或询过价、并且都不成立时的答案。

决定成不成立的三个成本项

对一股给定污水的估算有三部分,而它们不会一起变化。

  • 药剂消耗:过氧化氢与亚铁盐,两者的投加量都与要破坏的有机负荷成比例,而不是与水量成比例。真正要紧的比例是每去除单位 COD 所需的投加量,它是在这股污水上测出来的,不是从表格上取的。
  • pH 调节:反应在酸性区间进行,出水随后必须中和,所以每一立方米都要消耗酸和碱,两者合起来常常占药剂账单的很大一块。
  • 污泥产生:水被中和时铁以氢氧化物形式沉淀,并以污泥的形式排出,必须浓缩、脱水和处置。这一项最常被排除在初步估算之外,也最常是决定成败的那一项。

还有两项属于场地而不是化学:反应容积连同它的投加与控制设备,以及这道工序需要的操作关注。在小装置上两者都不轻松,因为化学段是要另外运行的第二套工艺,而不是第一套的延伸。

判定某一股污水是否成立的办法,是在实际出水上做台架氧化试验,跑几个药剂配比,测量实际降下来的 COD 和实际生成的污泥。结果是每去除单位 COD 的投加量与每立方米的污泥量,两者都只对手上这股水成立。已发表的药剂配比描述的是化学,而不是你的出水,应当作为起步方法而不是规格来读。

工艺链中的 Fenton 污水处理

这套反应用在哪里,通常放在两个位置之一,而两者的经济性不同。

  • 放在生物段之前,氧化难降解部分,使 BOD 与 COD 的比值升高,让随后的生物处理完成剩下的工作。这道工序的成本被它省下的生物处理能力抵消,所以对比的对象是一座大得多的生物装置,而不是什么都不做。
  • 放在生物段之后,此时生物处理已经去除了所有易降解的东西,剩下的是残余 COD、色度和长链化合物。要氧化的负荷更小,药剂账单也随之更小,但下游没有生物步骤来分担工作。

位置也改变污泥的成本。放在预处理位置时,铁泥与生物污泥合并、一起处置;放在深度处理位置时,它是单独的化学污泥,必须走自己的处理路线。

Fenton 污泥:最容易漏掉的那项成本

Fenton 污泥是氢氧化铁沉淀,它的量取决于铁的投加量,而不是取决于去除的 COD。这就是它应当在账上单列一行的原因:为了提高投加量把最后几个百分点的 COD 压下去,会产出更多污泥,而水质上的回报却在递减。这种沉淀物体积大、含水多,所以比矿物污泥更难脱水,每吨干固体占的体积也比操作员预想的大。

同一族里还有第二条含铁路线。铁碳微电解在反应器里用铁屑和碳,而不是连续投加亚铁盐;在一座装置想要同样的可生化性提升、又希望连续药剂消耗更少时,通常会被考虑。它同时改变药剂账单和污泥产量,两条路线要在手上这股水上一一对比价格。

对任何设计来说,实际的问题是污泥去哪里。已经拥有脱水设备和化学污泥处置路线的装置,与没有的装置,持有成本不同,而这个差异可能超过两套其他方面相近的投加方案之间的药剂节省。

难降解污水处理:要与哪些方案比价

Fenton 氧化在同一任务上要与少数几条其他路线竞争,而诚实的对比是拿它们全都比一遍,而不是与什么都不做比。

  • 只靠生物处理,用更长的污泥龄或更大的池子,对只是勉强难降解的负荷来说,这往往是最便宜的答案。
  • 铁碳微电解,一种酸性铁基预处理,在不连续投加过氧化氢的情况下提高可生化性。
  • 活性炭吸附,有效而且运行简单,把成本从药剂转到活性炭本身以及废炭处理路线上。
  • 对一股浓缩水进行膜浓缩、蒸发或焚烧,适合负荷集中在某一小股水流里、而不是散布在整个流量中的情形。
  • 源头分流,处理或改道那一股携带难降解负荷的水,这常常是所有干预中最便宜的,而且根本不需要什么工艺。

这个对比必须在整座装置的基础上做,因为一道提高可生化性的预处理工序会省下下游的池容积、曝气和污泥龄,而这些是真实的数字,不是化学。

Fenton 氧化的成本:它不是什么

Fenton 氧化的成本不是一个可以搬来搬去的数字。它取决于反应必须破坏的 COD、在那股特定水上实际有效的药剂配比、过氧化氢与亚铁盐的当地价格、pH 摆动消耗的酸和碱,以及处置含铁污泥的当地成本。两座流量完全相同的装置,仅在这些输入上就可能相差一个很大的倍数。

能搬来搬去的是这个关系的形状。药剂消耗大致与去除的 COD 成比例,所以每立方米的成本随负荷上升,而不是随水量上升。过了某一点之后,下一档去除量所需的投加量上升得比它买到的去除量更快,这就是有用的问题始终是必须去除多少 COD,而不是能去除多少的原因。

这也是这道工序常与生物段配对的原因。氧化擅长把难处理的部分拆成易处理的,生物擅长便宜地去除大量易处理的负荷。让各自处理自己擅长的部分,才使整条处理链负担得起。

常见错误

  • 只算药剂价格而把铁泥排除在外。在许多污水上,污泥正是决定这道工序到底负不负担得起的那一项。
  • 用过氧化氢与 COD 比值的经验法则定投加量,而不是在手上这股水上做台架试验。
  • 忘了酸和碱。反应在酸性区间进行、水必须中和,两种药剂每一立方米都要消耗。
  • 在难降解负荷集中在一小股水流里时处理整个流量,为连带氧化易处理负荷一起付钱。
  • 只用出水 COD 评判这道工序,而不计它在放在生物链之前时省下的生物处理能力。
  • 假定一个投加量全年都管用。工业排放的负荷与组成随生产变化,按最清淡的月份定规模的工序在生产高峰时会投加不足。
  • 过度氧化。越过难降解部分已被打断的那个点继续推,换来的是 COD 回报递减、药剂与污泥账单上升。

给 Fenton 工序定价之前的自查

  • 难降解部分是辨认出来的,还是从单个 COD 数字假定的?
  • 在实际出水上、用几个药剂配比做过氧化试验吗,前后都测过 COD 吗?
  • 每立方米的污泥产量是在同一次试验中测的吗,它的处置去向和成本已知吗?
  • pH 摆动算过成本吗,包括反应所需的酸和中和所需的碱?
  • 在处理链中的位置是有意选定的吗,对比的对象是它所取代的那部分生物处理能力吗?
  • 在接受这道化学工序之前,源头分流和其他替代路线都询过价了吗?
  • 这道工序将要承受的负荷,是按全年的范围给出的,而不是单个设计值吗?

从一股污水到一套投加方案

上面的决定建立在一项必须在手上这股水上做的试验之上,因为每单位 COD 的投加量与每立方米的污泥量都是这股水的属性。化学与深度处理各页说明了这样一道工序由哪些反应器和投加设备组装而成;混凝与絮凝投加量一文覆盖了相邻的那道工序,在那里药剂是靠烧杯试验而不是靠氧化试验选定的。把出水分析和你需要去除的难降解负荷发给我们,你这股污水的药剂方案与污泥量将按你的 COD 和排放标准与工厂确认,而不是从一张通用表格上读。

请告诉我们现场要处理什么。