工業水處理中的流化床Fenton工藝技術進展

楊治國,方智煌,錢媛媛,楊雪晶,*

(1.華東理工大學上海工業水系統精益運營工程技術研究中心,上海 200237;2.華東理工大學機械與動力工程學院,上海 200237;3.麥王環境技術股份有限公司,上海 200082)

工業廢水具有濃度高、毒性高、排放量大、成分復雜和難生物降解等特點,對我國的水資源和水生態環境造成了嚴重的威脅[1]。研究[2-5]表明,工業廢水含有大量的化學混合物,比單一的化合物更能對人體健康產生影響。該類水體經過常規的一級處理(預處理技術)、二級處理(生化處理技術)后仍難以達到排放標準[6]。Fenton法作為一種經典的高級氧化工藝(AOPs),因其工藝成熟、操作簡單,能產生氧化性很強的羥基自由基(·OH),對頑固、有毒的有機污染物進行礦化,在生物處理的前處理和污水達標排放等領域得到廣泛的應用[7-9]。然而,傳統Fenton技術存在藥劑成本高、產鐵泥量大、pH適用范圍窄等缺點,為了克服傳統Fenton技術存在的缺點,研究者開始發展流化床Fenton技術[10-12]。

流化床反應器是利用Fenton反應和流態化原理而發展的一項AOPs,其運行的一種柱狀接觸反應器如圖1所示。填充的載體(一般為惰性固態載體或者活性催化劑)通過內循環與Fenton試劑充分混合并且膨脹流化,此過程產生的鐵泥可富集于載體表面形成鐵氧化物結晶(FeOOH)[10-13],從而減少鐵泥的外排。相較于固定床Fenton催化技術,流化床層的結晶載體處于不斷地遷移、流動和翻滾狀態,使得體系中的污染物流體更多地與結晶載體接觸,縮短了漫長的傳質和傳熱過程;再者,流化床反應器中的催化劑可以不斷地循環再生,增加催化劑的可重復使用性和減少化學藥劑的使用[14]。盡管流化床Fenton在水處理中應用廣泛,但其設計和操作仍然是影響其穩定運行的一項挑戰。本文將從流化床Fenton的基本原理、載體選擇、影響參數、工程化應用和技術優化等方面,對近十幾年流化床Fenton的技術進行梳理和總結,并對該技術未來的研究方向提出總結和展望。

圖1 流化床反應器

1 基本原理

1.1 均相反應

AOPs由于反應速率快、作用條件溫和、能夠產生具有強氧化性的活性物種,特別是產生無選擇性的·OH,在降解有機污染物方面表現出巨大的潛力優勢[11]。相比于電化學氧化[15-16]、O3氧化[17]、TiO2光催化[18-19]、紫外(UV)/H2O2[20]等AOPs,Fenton技術被認為是在處理含酸持久性污染廢水(pH值=3)中最有效的方法之一[11]。Fenton氧化最早由H.J.H于1894年發現[21],其中包括20多種化學反應。Fenton反應中的H2O2可被Fe2+有效活化,產生具有強氧化性的·OH,對污染物進行礦化。

自由基理論認為,Fenton在反應過程中會生成·OH而引發一系列的鏈式反應,具體的反應機制復雜多變,如式(1)和式(2)[22]。式(1)一般被認為是Fenton反應的核心步驟,其原理如圖2所示,H2O2在Fe2+的活化作用下產生強氧化性兼礦化性的·OH,攻擊污染物使其礦化成H2O和CO2。式(2)中的Fe2+由于可從反應中再生而起催化劑的作用。Fenton催化反應伴隨著式(1)Fe2+被氧化成Fe3+和式(2)Fe3+轉化到Fe2+兩個過程。然而,反應速率K2僅為K1的1/6 000[23-24],極大地影響了Fe3+和Fe2+的有效循環,并且導致Fe3+在pH值>3時產生沉淀,形成鐵泥[22,25],這也限制了Fenton反應嚴苛的pH范圍。而且,經典的Fenton試劑由H2O2和Fe2+的均相溶液組成,兩者的化學性質不穩定,容易失去活性,導致試劑浪費[26]。因此,近年來興起了對傳統Fenton改進的熱潮。

圖2 Fenton過程的反應機理

(1)

(2)

1.2 非均相催化

由于均相催化存在鐵泥生成、催化劑流失和pH限制的問題,在Fenton反應過程中使用固體催化劑是一種很好的選擇。如圖3所示,非均相Fenton催化過程是指在反應體系中引入具有催化H2O2作用的催化劑原位產生·OH,比較常見的催化劑包含零價鐵[27]、鐵氧化物(赤鐵礦、磁鐵礦、針鐵礦)等[28]。一方面,添加催化劑可以引入額外電子,加速Fe3+與Fe2+的循環,還可以調控催化劑的晶面和形貌,協同催化H2O2降解污染物[22];另一方面,非均相Fenton反應過程主要是在固態催化劑的表面進行,有機物可以被吸附于催化劑的表面并參與活性物種反應,有利于加快污染物與活性物種的傳質過程,從而有效地減少藥劑的使用和鐵泥的產生,且拓寬了pH的適用范圍[29]。然而,非均相催化反應動力學受制于H2O2向催化劑表面催化活性中心的傳質,其缺點是反應動力緩慢以及催化劑的團聚減少了反應位點產生活性氧物種[30]。

圖3 非均相Fenton反應

1.3 結晶

流化床反應器不僅可以顯著提高均質和非均質Fenton工藝的性能,還可以實現兩種工藝的協同組合,并且通過結晶作用有效削減鐵泥。流化床Fenton載體的結晶過程主要基于“亞穩態區域理論”。該理論根據不同的pH范圍,將Fe(OH)3的形成劃分為3個區域:過飽和區域、不飽和區域和亞穩態區域[31],如圖4所示。Fe3+在不飽和區域不會自發沉淀,但會在過飽和區域通過均相成核形成Fe(OH)3,進而成為穩定的晶體。然而此區域Fe3+的結晶或形成鐵氧化物沉淀較快,難以調控,不適合作為流化床Fenton的有效催化劑。亞穩態飽和區由于飽和比較低,Fe(OH)3可以通過“非均相成核”的方式沉積在流化的載體表面,對后續H2O2的催化降解污染物起到重要作用。因此,pH是影響晶體成核和生長的關鍵因素。由圖4可知,亞穩定區域的pH值為3～4,這跟傳統Fenton的pH一致?？蒲腥藛T可以通過調控體系的pH使得體系在亞穩態飽和條件下運行,控制鐵氧化物的沉淀和結晶的形成。此外,流化床反應器內不斷地翻滾膨化,可以促進鐵氧化物還原溶解而成Fe2+,更大程度上促進Fenton反應的鏈傳遞。

圖4 平衡體系下Fe(OH)3(s)在理想溶液中的形態分區[31]

1.4 技術機理

流化床的技術機理結合了均相化學氧化、流化床結晶、非均相化學氧化和鐵氧化物的還原性溶解等反應[32-33],如圖5所示。與傳統Fenton相比,這些反應有助于改進和提高污染物去除性能。均相化學氧化的作用和傳統Fenton的原理類似,Fe2+活化H2O2產生·OH加快污染物的降解和礦化,這個過程具有較高的化學反應速率。載體結晶是利用均相化學氧化產生的Fe3+以結晶或化學沉淀的形式負載于載體上,減少了原本可能產生的污泥量,并為后續的非均相催化氧化和鐵氧化物的溶解-沉積奠定基礎。非均相化學氧化可以加速誘導催化H2O2參與目標污染物的礦化降解。研究[34]指出,在流化床反應器中進行的非均相Fenton,比在溶液中的傳統非均相Fenton工藝具有更好的催化動力學。此外,通過對載體的表征發現,Fe(OH)3可以轉化為非晶態FeOOH和少量gamma-FeOOH有效地催化H2O2,并且能夠在巨大的膨化翻滾和酸性體系中通過溶解形成Fe2+繼續參與均相Fenton的反應[35-37]。因此,流化床Fenton技術在可控流態下可加快Fe2+、Fe3+和鐵氧化物結晶體三者之間循環轉化,達到良好催化H2O2產生·OH的效果。

圖5 流化床Fenton技術機理

2 影響因素

2.1 載體

載體作為流化床床層膨脹的重要組成部分,其材料性質、表面特征和尺寸分布對Fe2+的結晶和有機物的去除有著重要的作用。近年來,研究者采用不同的載體參與流化床Fenton反應,包括石英砂[31,38-39]、磁鐵礦[40-41]、建筑砂[31,42]、金屬氧化物[33]、活性炭[43]、碎磚[44]和沸石[12]等。石英砂是流化床Fenton工藝中最常用的載體,具有促進Fe的結晶能力。Sun等[12]采用流化床Fenton法對某硝基芳烴工業廢水處理廠二次出水進行了3次處理,研究了石英砂、建筑用砂、活性炭和沸石4種載體的除鐵性能。結果表明,盡管4種載體對污染物的反應動力學相當,但與其他3種載體相比,石英砂是最合適的載體,因為其表面的結晶更容易形成和更新。Boonrattanakij等[31]證實盡管石英砂和建筑砂在180 min時對鐵的去除效率相當,但建筑砂結晶速度要快于普通石英砂。

2.2 反應條件

2.2.1 Fenton試劑組成

處理特定廢水所需的最佳Fenton試劑劑量必須根據一系列實驗室規?；蛑性囈幠５难芯拷涷灤_定,其投加量取決于處理廢水的性質、濃度以及處理的目標。H2O2和Fe2+的投入量過高或過低均有可能降低污染物的去除效果。Anotai等[33]考察了以金屬氧化物為載體的流化床Fenton法對硝基苯氧化和除鐵的影響,發現H2O2投加量從10 mmol到50 mmol大大提高了硝基苯的去除效率;但是,當H2O2投加量高于50 mmol,去除效率并不會因此而增加。Fenton體系中強氧化性組分·OH的生成是由Fenton試劑Fe2+和H2O2反應生成的,因此,·OH的產量跟Fenton試劑的含量相關。反應式(3)和式(4)描述了過量的H2O2會對·OH產生自淬滅效應,生成的過氧自由基(HO2·)的氧化還原電勢低于·OH,從而影響廢水去除的效能[10]。

同理,合適的Fe2+濃度能夠誘導催化H2O2產生·OH,從而提高Fenton工藝的氧化效率。但Fe2+的濃度過高,Fenton反應的降解動力學將被削弱。這是由于過量的Fe2+會對活性自由基·OH產生淬滅作用,如反應式(5)和式(6)[10]。Sun等[12]用流化床Fenton作為硝基芳烴工業廢水三級處理措施,當[Fe2+]/[H2O2]的摩爾比從0.09提高到1.00,CODCr的去除效率從56.3%提高到80.4%;然而,隨著摩爾比增加到1.20,去除率下降到76.8%。盡管流化床Fenton體系中Fe2+的過量投入造成的負面影響相比于Fenton反應小,但高劑量的Fe2+會使得Fe(OH)3晶體朝著均相成核的過程發展,不利于流化床Fenton體系催化活化效率的提高[10,12],因為對H2O2具備更有效催化性能的結晶僅發生在亞穩態區域的非均相成核[10,35,37]。

·OH +H2O2→HO2·+H2O

(3)

HO2·+ H2O2→O2+H2O+·OH

(4)

Fe2++·OH→Fe3++OH-

(5)

(6)

2.2.2 pH

Fenton氧化工藝的有效性高度依賴于其體系的pH。Boonrattanakij等[31]使用SiO2、Al2O3和建筑砂作為流化材料,探究流化床反應器中Fe(OH)3在介質表面的結晶行為,發現無論流化材料的性質如何,在pH值=7時,流化顆粒上的鐵物種不會發生結晶;而在pH值=3時候大量的結晶嵌入建筑沙載體中。Su等[45]發現,在低pH條件下污染物處理效果的下降可能與FeOOH2+的形成有關,FeOOH2+在低pH下生成,并與Fe2+競爭與H2O2反應,產生較少的·OH。Bello等[46]采用活性炭作為流化床載體去除染料活性黑5 (Reactive5),堿性條件會使得Fe(OH)3沉淀在載體上,減少載體表面活性位點的產生。在低pH下,質子對·OH產生的淬滅作用增強,嚴重影響Fenton工藝的氧化能力[47];再者,低pH會加快鐵物種在催化載體中浸出,Fe2+的再生也會受到抑制。在高pH下,Fe3+會加快水解和產生氫氧化物沉淀,堵塞活性位點[48]。對于流化床Fenton而言,pH不僅影響H2O2分子的穩定性和活性物種的形成,還和鐵物種的形態特征和結晶過程息息相關[10]。亞穩態區域才能形成穩定的結晶參與非均相Fenton催化,而亞穩態區域的形成取決于pH值,通常在3～4[31]。

2.2.3 床層膨脹率

流化床體系需要維持一定的內循環流速才能有效地保證床層內載體的充分流化,提高傳質效率和結晶性能[14]。Chen等[49]以石英砂作為流化床載體處理亞麻生產廢水,證實污染物的色度去除隨著床層膨脹率的升高而降低,但是過高的流化床膨脹率會使得吸附在載體上的污染物產生脫附現象和影響結晶效能。Anotai等[42]使用建筑砂作為介質探究流化床Fenton反應器的影響除鐵因素,發現50%的床膨脹率可以除鐵;較高的床層膨脹不會改善除鐵率,還會導致剪切力增加和能耗增加。Liu等[50]用流化床Fenton處理頑固性含硅廢水,也證實了為使流化床獲得更好的氧化效能,膨脹率要達到50%～60%。足夠的床層膨脹速率可以提高體系均相Fenton和非均相Fenton催化氧化的傳質速率。床層的膨脹率過低,會影響體系中的除鐵效能,即影響載體結晶;而膨脹率過高會對已形成結晶或待結晶的載體造成沖刷,阻礙鐵物種結晶的效能。在液固流化床Fenton系統中,床層膨脹率通常在30%～100%,大多數的研究表明,50%的膨脹率是Fenton氧化和載體結晶的最佳選擇[10]。

2.2.4 水質條件

工業廢水中復雜的有機物組成也會影響流化床氧化反應的性能,表現在對有機物本身和氧化中間體的影響。Boonrattanakij等[31]探究流化床Fenton過程中有機化合物對鐵結晶的影響,發現苯胺和6-二甲基苯胺的存在延緩或干擾了Fe(OH)3在建筑載體表面的結晶;在運行過程中會產生揮發性脂肪酸(VFA),可以與Fe3+產生可溶性的鐵有機復合物,影響載體的結晶進程。Anotai等[42]發現甲酸是有機物被·OH氧化而成的羧酸中間體之一,其存在降低了對總Fe的去除率;主要原因是羧酸中間體和Fe的絡合不僅會增加Fe的溶解度,還會影響其在流化載體材料上非均相成核。

2.3 反應器結構

流化床反應器內部的結構配置高度影響系統中載體催化劑的流化混合和分布,對傳質速率、系統溫度和催化氧化起著重要的作用[53-54]。研究[54-55]證實圓柱形的流化床中載體和藥劑的混合速率要好于方形流化床,歸因于后者反應堆角落存在死區,顆粒運動緩慢。反應器的橫截面是另一個可以影響流體動力學和處理性能的參數。流化床可分為平板床或錐形床,如圖6所示,錐形床可以最大限度地減少平板床帶來的渦流與床層內壁的顆粒沖刷,具備較好的流體動力學特性[56]。流化床床身高度與直徑的比值稱為縱橫比,對反應器中的混合傳質起重要的影響[57]。大縱橫比可以促進氣泡的聚集,減少了氣液在三相間的混合。相反,小縱橫比可以促進較高液體/氣體的滯留和在三相間的混合。因此,小縱橫比可以降低流體流速要求,從而降低成本[57-58]。Ochieng等[59]發現,縱橫比為10時實驗室規模的流化床Fenton是處理啤酒廠廢水的最佳操作工藝。此外,反應器內部構件也是影響流化床Fenton的重要參數,如穿孔擋板[60]、水平管[61]和導流管[62]。內部構件可以對流化床內的氣泡行為、流動分布和三相混合起到重要作用。研究[63-64]表明,流化床中引入導流管可以使床層內的催化劑混合更加均勻,更具有更好的脫色效果和更高的TOC去除率。

圖6 平板和錐形流化床

3 工程化應用

流化床Fenton廣泛應用于二級生化尾水的深度處理和提標改造,具有運行穩定、反應速率快和礦化程度高的優勢,又因為該技術產泥量少和具有廣闊pH范圍,對印染廢水、造紙廢水和制藥廢水等難生物降解性廢水具有很好的處理效果[65-67]。工程上流化床Fenton的處理流程如圖7所示。為了使廢水以穩定的流速和負荷進入流化床,在流化床進水前設置中間池;中間池廢水經提升泵引入流化床Fenton塔,并按照廢水水質投加Fenton試劑和調節工藝參數;污染物在流化床內經有效的礦化和分解后進入中和池,通過投加NaOH調節出水的pH進入脫氣池;通過鼓風曝氣去除流化床出水中殘留的H2O2和氣體,繼而進入絮凝反應池;最后進入沉淀池固液分離,沉淀池出水達標排放或回用[68-70]。表1總結了Fenton流化床在造紙、印染等行業廢水的工程應用情況。經調研,目前流化床Fenton多以石英砂為主要載體,在CODCr和色度的去除上具有明顯的效果和經濟效益,噸水運行成本為1～2元。如Sun等[12]用4套流化床Fenton塔對CODCr質量濃度為100 mg/L的硝基芳香族類生化尾水進行處理,出水CODCr質量濃度可降至40.1 mg/L,總鐵質量濃度可降至10 mg/L以下,噸水處理成本僅為1.38元。徐富等[69]采用流化床Fenton工藝對江陰某印染廢水的二沉池出水進行深度處理,CODCr質量濃度從150 mg/L降為35.60 mg/L,噸水運行成本僅為1.84元。

表1 流化床Fenton在工業廢水中的應用

圖7 流化床Fenton在深度處理工藝中的應用

4 技術優化

4.1 高效活性載體

傳統的流化床Fenton以石英砂、建筑石英砂和沸石等惰性載體為主,但是存在一個關鍵的缺點,即反應動力學緩慢,究其原因是載體難以固定住具有高催化活性的鐵氧化物,且形成的鐵氧化物因容易溶解而結晶緩慢,不易回收再利用[10]。近年來,為了提高流化床Fenton有機物的去除效果,研究人員探索使用活性載體代替惰性載體,以提供充足的活性位點并提高流化過程所誘導的傳質效率。因此,研究人員探索具有高催化活性的活性催化劑代替惰性載體,主要包括黃鐵礦[75-77]、磁鐵礦[40-41,78]、Fe-M雙金屬氧化物[79]和Fe@SiO2[80]等以Fe為活化中心的物質,可以有效地帶動體系的非均相催化反應。在工業水處理應用中,采用石英砂等惰性載體需要15～20 d的連續流啟動時間才可以形成結晶載體,而采用高效活性載體可以有效縮短載體結晶的時間而提前進入非均相催化氧化階段。Barhoumi等[81]發現相比于傳統電Fenton技術,黃鐵礦-電Fenton工藝可以提升礦化效率,并且在電解過程中可以破壞毒性物質磺胺二甲基嘧啶。Hsueh等[82]在pH值為5.5～2.2的間歇反應器中,使用新型負載型氧化鐵對偶氮染料活性黑5(RB5)進行光氧化,結果表明,氧化鐵在UVA光(λ=5 nm)照射下能顯著加速RB5的降解。該催化劑的一個優點是其具有長期穩定性。Cheng[83]等使用質量分數為95%的Fe(Ⅱ)/γ-Al2O3催化劑(用量為20 g/L)時,UV輻照和多相Fenton體系的脫色率最高(超過60%),酞菁染料的降解效率隨著pH的降低而增加,在pH值為3.5時表現出最大效率。Su等[80]團隊為克服流化床Fenton工藝中鐵氧化物結晶緩慢問題,選用在pH值為3、17 mmol/L H2O2、1 mmol/L Fe2+、100 g SiO2條件下于流化床中合成的載體Fe@SiO2作催化劑取代SiO2載體,探究其在流化床Fenton體系下對鄰甲苯胺氧化的影響,發現Fe@SiO2催化劑體系中的類Fenton反應顯著提高了鄰甲苯胺的降解效率,對CODCr的去除率達到73%(普通SiO2載體系的CODCr去除率為63%)。

4.2 耦合技術

4.2.1 光催化

光Fenton可以應用于均相Fenton和非均相Fenton的降解,然而均相的光Fenton仍然需要解決pH范圍窄和產鐵泥大的難題,非均相光Fenton則會受到表面傳質速率的限制[10]。因此,為了拓展流化床Fenton高效催化的性能,研究人員將光催化耦合引入流化床Fenton體系,取得了很好的效果[65,84-87]。Hsueh等[85]在流化床體系中預先在氧化鋁顆粒表面負載氧化鐵作催化劑,評估該催化劑在流化床Fenton中的UV光催化活性降解新型偶氮染料RB5,研究發現污染物的降解來自于氧化鐵的催化作用(異質反應)和鐵離子浸出到溶液的催化作用(均相反應),UV的存在使得RB5的降解效率提高20%。Zhang等[84]在Al2O3/TiO2中采用浸漬法加載Fe/Cu雙金屬氧化物,發現采用流化床非均相光Fenton技術作為高級處理機制,可以降低潛在的藥劑成本。光催化以UV為主,可以激發催化劑產生光子,其降解效率隨著UV燈的數量和強度的增加而增加。光催化流化床Fenton原理如圖8所示,UV不僅可以催化Fe2+和H2O2的均相Fenton快速產生·OH,還可單獨催化H2O2;此外,UV的照射也可以使Fe3+光還原為Fe2+,促進Fe2+和Fe3+的循環[10],在氧化過程中,形成的Fe配體配合物能顯著吸收UV。

圖8 光催化流化床Fenton機理

4.2.2 膜分離

AOPs和膜分離耦合技術是近年來興起的高效廢水處理技術[88-91]。因此,流化床Fenton耦合膜分離技術同樣受到關注。流化床Fenton需要依靠液體帶動催化劑的膨化產生非均相催化的作用,在此過程中會存在催化劑隨膨化過程的流失問題。為了解決這個難題,將流化床Fenton和膜分離技術耦合聯用,即在原來流化床的基礎上加載浸沒式的膜組件。Zhang等[92]選擇負載鐵的沸石作為流化床催化劑載體,在空氣壓縮機的作用下膨化,并通過膜組件抽吸出水完成對酸橙Ⅱ(AOⅡ)的降解。研究證明,耦合膜組件后的流化床反應器能有效地減少催化劑的流失,所需的載體量僅為普通流化床體系的1/300。Fan等[93]研究流化床耦合陶瓷膜反應器對亞麻廢水的深度處理,試驗結果表明,陶瓷膜可截獲催化劑顆粒、大分子有機物和疏水性腐殖質組分,并且明顯地去除色度提高TOC去除效率。膜組件可由真空泵抽吸形成負壓使得廢水進入膜組件內部,載體以及反應過程中產生的鐵泥通過膜組件得到有效的固液分離,在一定程度上能進一步起到削減鐵泥的效果。

5 總結及展望

流化床Fenton通過體系內載體的流化拓展了傳統Fenton的局限,達到強化氧化和削減鐵泥的目的。本文全面地概述了流化床Fenton技術在難降解工業廢水中的應用,重點介紹了該技術的基本原理、影響因素和工程化應用等方面,并且就流化床Fenton技術的優化做了詳細的闡釋。流化床Fenton的技術機理結合了均相化學氧化、流化床結晶、非均相化學氧化和鐵氧化物的還原性溶解等反應過程,而其氧化效果和結晶性能受載體、Fenton試劑、pH、床層膨脹率、水質條件和反應器結構的影響,且就CODCr的去除和經濟效益而言,該技術在工業水處理的工程化應用中具有明顯的優勢。此外,通過對該技術的文獻調研,針對藥劑減量、強化氧化效果、結晶性能穩定等方面考慮,流化床Fenton技術在工業水處理中的應用拓展和優化應該包含以下幾個方面。

(1)流化床技術參數。影響流化床Fenton氧化效率和結晶的技術參數包括載體/催化劑類型、Fenton試劑、pH和床層膨脹率等,特別是工業廢水體系中涉及的反應過程復雜,在工藝改進和大規模應用方面還需要更多的研究?？紤]到目前的文獻中該技術對實際工業水體的降解研究較少,因此,針對載體/催化劑的開發應該著重于流化床Fenton技術帶動的氧化和結晶能夠滿足和適應于多種工業水體和難降解廢水的需要,并且擁有多次循環使用的性能。

(2)流化床床層結構。流化床的結晶嚴重依賴于流化床的膨化效果,而流化床的床體構造也顯著影響著催化劑的流化和傳質效率。研究表明錐形反應器、合適的縱橫比和內部構建可以使流化反應床達到理想的膨化效果,滿足流體動力學的要求。此外,為滿足更好的催化和結晶效果,可以在床層反應器中耦合UV催化裝置。

(3)發展流化床耦合膜分離技術。膜分離工業耦合AOPs是近幾年興起的高效水處理技術,而流化床Fenton耦合膜分離反應器技術通過膜組件抽吸出水,被證實可以有效提高工藝效能和減少載體的流失。因此,從催化劑的工藝成本分析,可以在流化床反應器內加載沉浸式膜組件。