1.什么是芬顿？

芬顿氧化技术是基于亚铁离子（Fe²⁺）与过氧化氢（H₂O₂）协同作用的高级氧化工艺，通过生成强氧化性羟基自由基（・OH）降解难降解有机物，核心反应需在酸性条件（pH2-4）下进行。

主反应：Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+OH⁻+・OH（E°=2.80V）

链式反应：Fe³⁺+H₂O₂→Fe²⁺+HO₂・+H⁺

副反应：・OH+H₂O₂→HO₂・+H₂O

芬顿在污水处理行业广泛使用得益于其优异的技术普适性，对苯系物、酚类等难降解有机物去除率最高可达70%-80%，印染废水脱色率＞95%；与同时代污水处理技术相比，芬顿经济性优势也更显著，前期设备投资仅为臭氧氧化的1/3。常温常压即可正常反应，灵活作为预处理或深度处理单元，为设计人员和现场操作人员提供了不少方便。2015年国务院发布的《水污染防治行动计划》将芬顿纳入推荐技术，芬顿得到进一步推广，在近十年的技术迭代中，从传统均相发展到流化床、电芬顿等改良工艺，芬顿工艺的COD去除率不断升高，而污泥产生量不断减少。在印染、制药等行业应用率超60%。是名副其实的明星工艺。

2.芬顿的工艺优势

芬顿具有效率高反应稳定的优势，对COD、色度等指标去除稳定，同时具有极强的兼容性，可与生化法等多种工艺联用，反应启动快，应急处理能力对比生化法优异的多，特别适用于突发污染事件。

3.现代化污水处理工作中芬顿被替代的趋势

曾经风靡的芬顿工艺，在现代化污水处理中逐渐暴露出不足。①铁泥产量大，每吨废水产生3kg绝干的铁泥，这些污泥只能当作危废处理，虽然前期投入较低，但后期处理成本占总成本50%-80%；②药剂利用率低，H₂O₂分解效率不足30%，③pH适用范围窄，最佳反应pH区间只有2-4；④综合能耗高，搅拌或曝气能耗0.5-1.0kWh/吨水，含铁的危废污泥脱水需额外能耗。同时，2024年《关于加快构建废弃物循环利用体系的意见》的发布，要求降低污泥成本，但传统芬顿反应产生的铁泥很难资源化，目前研究的转化方向多为催化剂和铁元素的利用，但还没有大规模运用的资源化技术。长期看传统芬顿难以满足“低固废、低能耗”需求。

4.传统芬顿的改良尝试及成败分析

传统芬顿的改良中，又有诸多失败案例例如：光芬顿，虽pH反应范围较温和（6-8），但紫外灯寿命短，前期建设设备投资高，运行经济性差，长期来看并不比传统芬顿更具有优势；单一Fe₃O₄非均相芬顿，利用改性催化剂虽然得到了更高的反应效率，但催化剂易失活，使用寿命仅3个月，更换成本占总运行成本35%以上，不具备长期经济。

5.电芬顿与传统芬顿的多维度对比

电芬顿作为一种改良性新技术与传统芬顿相比，传统芬顿依赖人工投加Fe²⁺催化H₂O₂，电芬顿通过电化学原位生成Fe²⁺与H₂O₂，减少了药剂投加量；有机物去除率方面，传统芬顿在项目实际运行时去除率达到60%便已算是亮眼的成绩，而电芬顿在处理深度上更胜一筹，去除率最高可达70%-90%，至少提升10个百分点；污泥产量方面，传统芬顿为3kg/吨废水，电芬顿仅为传统芬顿的1/3；运行成本方面，电芬顿以电费为主要开支，与药剂占大头的传统芬顿项目相比相差不多；操作方面，传统芬顿需人工调节pH与投药，电芬顿PLC全自动控制，更适合现场人员管理。可以说电芬顿将传统芬顿的弱势不断补强，是一种符合新时代发展预期的新技术。不仅契合“减污降碳”政策，也符合《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》要求。通过电化学协同突破传统芬顿“高铁泥、低效率、窄pH”瓶颈，在效率、成本、环保性上全面升级，是替代传统芬顿的主流路线。

6.电芬顿反应原理

高效氨氮去除装置接入整流电源后，将交流电转化为直流电，并作用在专用电极组的正负极，电极组产生羟基自由基（·OH），污水水中氯离子在电极作用下产生氯气（Cl2），羟基自由基（·OH）和氯气（Cl2）均被污水中氨氮直接氧化为氮气。

循环泵维持一定流量的循环可加速电化学反应充分进行，并根据PLC控制系统能精准调节最佳工作电流、电压以达到高效、快速的去除氨氮及总氮的效果。同时对有机物、色度均有一定的去除效果，最终氨氮达标的废水经反应槽体溢流管排出。