硫酸鹽制漿廢水處理中聚合硫酸鐵強(qiáng)氧化與FENTON工藝聯(lián)合使用的可行性研究

劉軍 李滿香

摘要：本文針對(duì)制漿造紙廢水排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB3544-2008）》中“表3 水污染物特別排放限值”的要求后，工藝改革的可行性研究。主要從其原有PFS強(qiáng)氧化工藝聯(lián)合FENTON工藝對(duì)制漿廢水COD的去除效果進(jìn)行了介紹，通過實(shí)驗(yàn)小試及多組驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)闡述了其可行性，并對(duì)其今后在實(shí)際的工程應(yīng)用提供了指導(dǎo)方向。

關(guān)鍵詞：硫酸鹽制漿廢水、化學(xué)需氧量（COD）、聚合硫酸鐵（PFS）、雙氧水（H2O2）

引言：

制漿造紙廢水是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的難處理工業(yè)廢水之一。尤其是硫酸鹽制漿廢水，成分復(fù)雜，可生化性差，且含有大量的纖維素、木質(zhì)素和各種化學(xué)藥品。針對(duì)硫酸鹽法制漿廢水的處理方法也很多，主要包括物理法、化學(xué)法、生物法等等。但隨著我國(guó)環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，制漿廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)亦日趨嚴(yán)格，目前部分區(qū)域要求達(dá)到《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB3544-2008）》中“表3 水污染物特別排放限值”的要求。因此，傳統(tǒng)制漿造紙廢水處理工藝已經(jīng)不能滿足廢水達(dá)標(biāo)排放的要求了。為此，需要尋找到一種新型硫酸鹽制漿廢水整體處理方案或聯(lián)合工藝迫在眉睫。這也是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展必須關(guān)注的環(huán)節(jié)。

海南某紙業(yè)有限公司是特大型制漿造紙企業(yè)，為達(dá)到“表3 水污染物特別排放限值”的要求，對(duì)國(guó)內(nèi)、外的先進(jìn)廢水處理技術(shù)與工藝進(jìn)行篩選，尤其是對(duì)化學(xué)處理聯(lián)合工藝進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室多組實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證。為硫酸鹽制漿廢水的處理提供了參考方向。

1.實(shí)驗(yàn)室小試

1.1藥劑及水樣：10%聚合硫酸鐵（PFS）、30%雙氧水（H2O2）、25%硫酸亞鐵（Fe2SO4）、鹽酸（HCL）、陽離子PAM、二沉池出水。

1.2研究方向：將二沉池出水單獨(dú)進(jìn)行聚合硫酸鐵（PFS）強(qiáng)氧化和單獨(dú)FENTON（Fe2SO4+ H2O2）強(qiáng)氧化后對(duì)COD去除效果進(jìn)行對(duì)比，核算噸廢水處理成本。

第一組實(shí)驗(yàn)：

1.3方法及數(shù)據(jù)

1.3.1取多個(gè)1L水樣，分別先向二沉池出水投加一定量的鹽酸，將其PH調(diào)節(jié)到6.5-6.9之間，再投加不同量的PFS，反應(yīng)30分鐘后投加廢水陽離子PAM，經(jīng)攪拌完全絮凝，測(cè)定上清液的COD。

1.3.2同1.3.1實(shí)驗(yàn)方法，僅用一定量的Fe2+和H2O2替代1.3.1中的PFS藥劑完成強(qiáng)氧化實(shí)驗(yàn)。

1.3.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

1.4實(shí)驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)

將10L二沉池水樣PH調(diào)節(jié)到6.8附近，分取多個(gè)1L水樣，投加PFS控制反應(yīng)PH在3.5-3.8之間，進(jìn)行攪拌17分鐘強(qiáng)氧化反應(yīng)，同等PFS投加量的情況下，再投加一定量的H2O2 ，反應(yīng)15分鐘。以上水樣均投加廢水陽離子PAM，完成絮凝，測(cè)定上清液的COD。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

第一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)明顯看出當(dāng)單獨(dú)使用FENTON強(qiáng)氧化二沉池出水時(shí)，相比較單獨(dú)使用PFS強(qiáng)氧化，其 COD去除率由82.0%提升至88.6%，但其僅化藥噸水成本增加0.58元。這說明僅使用FENTON強(qiáng)氧化二沉池出水給企業(yè)增加很高的運(yùn)行成本。

第二組實(shí)驗(yàn)中不額外投加亞鐵鹽，僅通過利用正常工況下PFS強(qiáng)氧化混凝后，再投加H2O2進(jìn)行二次強(qiáng)氧化。其COD去除率由85.7%和80.1%分別提升至86.8%、85.2%，其化藥噸水成本分別增加0.34元、0.56元。

以上通過兩組實(shí)驗(yàn)對(duì)比，在確保排放廢水COD達(dá)到“表3 水污染物特別排放限值”的要求COD≤60mg/L的條件，其第二組實(shí)驗(yàn)中的PFS強(qiáng)與H2O2聯(lián)合工藝不僅能達(dá)到排放環(huán)保要求，也能為企業(yè)節(jié)降成本。因此更具有可行性。

2.總結(jié)

本方法研究的硫酸鹽制漿造紙廢水的處理方法，采用目前國(guó)內(nèi)外常用的PFS強(qiáng)氧化工藝與H2O2強(qiáng)氧化機(jī)理相結(jié)合的方式，形成氧化絮凝反應(yīng)新機(jī)理，實(shí)現(xiàn)對(duì)制漿造紙廢水COD的銳減，從而滿足制漿造紙廢水處理低成本運(yùn)行，且能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。通過處理后使得COD排放濃度穩(wěn)定達(dá)到“表3”排放標(biāo)準(zhǔn)。此聯(lián)合處理工藝，解決目前制漿廢水COD難以處理的難題，同時(shí)將給制漿造紙的廢水處理找到一個(gè)新的方向。滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求的。同時(shí)，這也為廢水的后續(xù)資源化利用創(chuàng)造有利條件。

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