芬顿反应器是采用芬顿试剂对废水进行高级氧化处理的常见设备，可通过氧化方式提高污水可生化性，并用于难降解有机废水预处理或深度处理。其系统通常不是单一反应池，而是由加药、反应、絮凝、沉淀及配套监测与控制部件共同组成。山东中耀康威环保设备持续关注芬顿反应器及高级氧化设备在工业废水处理领域的应用进展。
一、芬顿反应器设备主要包括哪些结构组成
一般芬顿工艺可包括加药设备、芬顿反应池、絮凝池、沉淀池以及其他配套部件。
- 加药设备：包括硫酸加药池、亚铁加药池、双氧水加药池、PAM加药池，有的方案建议设置曝气装置，同时需配备加药泵。
- 芬顿反应器池：通常配置搅拌机。若希望提高效率，可采用类芬顿反应原理，如添加紫外光源、微波发射器等，不过一般芬顿反应池并非必须配置。反应池还可设置PH探头、ORP探头等监测设备。
- 絮凝池：一般配置搅拌机和PAM加药泵。
- 沉淀池：常采用斜管沉淀池，并配置污泥泵。
芬顿反应器工艺的反应过程大致为：先调节PH至适合范围，进入芬顿反应池反应，再进行絮凝、沉淀。
二、芬顿设备反应器优点
1. 方法简单，氧化能力强，可无选择性氧化有机物
芬顿反应实现相对简单，主要是药剂添加，控制好氧化剂、催化剂的量以及反应时间，即可实现芬顿过程。·OH具有极强的氧化能力，电极电位可高达2.8 V；同时，·OH具有较高的电负性或亲电性，电子亲和能力达569.3 kJ，具有较强的加成反应特性。据计算，在pH=4的溶液中，·OH自由基的氧化电位可达2.8 V，能有效将有毒有害有机物、难降解的苯环、杂环、长链有机物氧化降解为小分子或易生物降解有机物。若废水在芬顿反应器内氧化强度足够强、反应时间足够长，有机物可被彻底氧化成二氧化碳和水。因此，持久性难降解有机物，特别是常规氧化方式难以氧化的芳香类化合物及杂环类化合物，在芬顿试剂面前几乎都可被无选择氧化降解。
2. 液液均相传质，氧化效果强、反应快速、效率高
正是羟基自由基的持续存在，使芬顿试剂特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水处理。由于芬顿试剂与废水中有机物为均相液液传质，传质效果较强。相比电催化氧化、臭氧氧化、光催化氧化等间接氧化方式，芬顿氧化效能更强、效率更高、规模更大，且工程化程度高，是废水处理领域得到广泛应用的适用技术。
3. 可工程化、规模化应用
在废水治理领域，近30多年来，芬顿氧化法是应用较多的氧化技术之一。芬顿催化氧化是众多氧化法中常用且技术较为成熟的方法。相比其他创新型氧化技术，芬顿技术有大量工程应用案例支撑，既可用于废水预处理，提高废水可生化性、降解生物毒性，也可用于企业、污水厂（站）排放污水的提标深度处理，因此得到环评机构、工程公司、设计单位、污染治理企业的广泛应用。处理规模可从每天几吨废水到每天上万吨废水（深度处理应用场合）。其投资成本和每吨水处理成本，相比其他氧化技术，通常具有较好的性价比。
芬顿反应器又称为芬顿氧化塔、芬顿反应塔，是进行芬顿反应、对废水进行高难度氧化的必要设备。
三、电芬顿与传统芬顿的工艺对比
电芬顿设备及电芬顿工艺的反应原理，基于传统芬顿试剂的作用机理，利用电解极板产生新生态的H2O2和Fe2+，同时反应产生强氧化性的·OH。反应体系中的有机物在·OH的作用下发生快速氧化反应及自由基链反应，使废水中COD得到去除。
- 电芬顿工艺无需配制硫酸亚铁溶液，且电芬顿出水PH在8左右，传统芬顿出水PH在5～6。调碱絮凝沉淀时，电芬顿用碱量更少，有利于节约水资源、节省药剂成本。
- 通过控制电压或电流来控制溶液中亚铁离子浓度，操作简单，更容易实现自动化。
- 处理效率更高。电芬顿中极板附近亚铁离子高度富集，有比传统芬顿更高的反应推动力，反应时间大幅缩短。
- 传统芬顿亚铁离子来源于添加的硫酸亚铁，出水经过调碱絮凝沉淀后，硫酸根以硫酸盐形式留在水中，会增加出水含盐量；电芬顿亚铁离子由铁极板提供，不会增加硫酸根离子。
- 电解还原过程中会产生双氧水和自由基·OH，同时不断有新生态Fe2+产生，对双氧水的催化效果不会减弱，因此可在最大程度上减少处理过程中双氧水的投加量，从而减少运行成本。
- 电芬顿除了在阳极附近产生的羟基自由基具有氧化作用，阴极还有还原作用，重金属离子可在阴极得到电子沉淀析出，从而被去除。
四、锂电池生产废水的实验对比
电芬顿：取水600 ml，调PH值3-4，添加千分之二的双氧水反应40分钟，COD从620 mg/L降到344 mg/L，去除率为44.52%。
传统芬顿：取水600 ml，调PH值3-4，添加千分之二的双氧水反应120分钟，COD从620 mg/L降到356 mg/L，去除率为42.58%。
实验总结：通过实验对比，电芬顿比传统芬顿的反应时间更短，处理效率更高。
五、催化氧化一体化设备
催化氧化一体化设备是在传统微电解反应器和芬顿反应器基础上发展的一类新型污水氧化处理设备。该类设备旨在解决现有处理设施中整体设备占地面积大及运行操作复杂的问题，也针对小水量因设备复杂而难以应用的困局，实现对废水的催化还原、催化氧化及高难度废水预处理的流程一体化。
随着工业废水排放要求提升，芬顿反应器、电芬顿设备及催化氧化一体化设备等高级氧化装备在制药、化工、印染、锂电池等废水处理场景中的关注度持续提高。山东中耀康威环保设备持续关注相关设备技术与应用资讯，为行业信息交流提供参考。