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微电解-芬顿耦合工艺在高COD染料废水处理中的工程实践

一、引言

印染废水因含有复杂芳香族结构染料,具有色度深、COD高、毒性大等特点。传统处理方法难以彻底去除发色基团,而微电解-芬顿耦合工艺(Microelectrolysis-Fenton Coupling Process)通过铁碳填料原位生成Fe²⁺并结合H₂O₂强化氧化,显著提升了污染物去除效率。


二、技术原理与反应机制

该联合工艺包括两个核心过程:

微电解段:铁碳填料在酸性条件下形成原电池,产生Fe²⁺与H₂;

芬顿段:Fe²⁺与H₂O₂反应生成·OH,裂解有机物;

协同作用:提高芬顿试剂利用率,减少污泥产量;

脱色与矿化双重效果:有效去除色度与COD。


三、系统构型与发展现状

目前主流构型包括:

微电解反应器+芬顿氧化池;

铁碳填料填充塔;

模块化装置支持灵活扩容;

可与MBR、RO等工艺集成。


四、关键参数优化

影响系统性能的主要因素包括:

pH值:2.5–4.0最有利于反应;

H₂O₂投加量:0.5–2 g/L;

水力停留时间(HRT);

铁碳比:3:1–5:1;

温度与搅拌速率。


五、实际应用案例

某纺织厂采用微电解-Fenton联合系统处理活性艳红X-3B废水,在最佳条件下色度去除率达98%,COD去除率为91%,出水可进入后续生化系统,系统运行稳定,投资回报周期短。


六、未来发展方向

开发高效铁碳填料延长使用寿命;

探索太阳能驱动芬顿系统;

构建AI优化控制系统提升能效;

推动模块化设备适应中小企业需求;

探索副产物(如铁泥)的资源化路径。


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