微電解與Fenton法深度處理草漿造紙中段廢水試驗研究.pdf

1、造紙中段廢水包括制漿過程中洗、選、漂工段排放的廢水，由于處理不當(dāng)而溢漏的黑液也可能混摻其中。中段水經(jīng)二級處理后可以達(dá)到現(xiàn)在的國家排放標(biāo)準(zhǔn)，但是，仍然殘留有高的色度，以及難以生化降解的木質(zhì)素和劇毒的有機(jī)氯化物，對生態(tài)環(huán)境有著潛在的危害。隨著水資源的緊張和環(huán)境質(zhì)量要求的提高，中段水必須進(jìn)行深度處理。 微電解是一種有效而經(jīng)濟(jì)的廢水處理方法，而Fenton法作為一種高級氧化法(AOPs)也得到了廣泛研究。本文以山東某草漿造紙企業(yè)經(jīng)二級生

2、化法(活性污泥法)處理后的中段廢水為研究對象，系統(tǒng)地研究了微電解和Fenton氧化法深度處理中段水的各影響因素，并確定了最佳試驗條件組合。 微電解工藝的試驗表明，曝氣條件下的處理效果較好，而曝氣量對處理效果影響不大。最優(yōu)試驗條件是：廢水pH=5.2，廢水/鐵屑=3(體積比)，曝氣，微電解反應(yīng)時間20min，然后再投加NaOH調(diào)節(jié)pH=9，同時投加高分子絮凝劑PAM，進(jìn)行混凝，沉淀時間5min。處理后的廢水清澈透明，CODcr和色

3、度的去除率分別可達(dá)65％和96％。在相同的廢水水質(zhì)條件下，投加不同量的絮凝劑FeS04·7H<,2>O(以Fe<'2+>的質(zhì)量濃度為單位)，并投加與微電解工藝等量的PAM助凝，進(jìn)行單純的絮凝處理試驗，沉淀5min，結(jié)果表明，雖然絮凝劑的量大大增加，但處理效果較差，色度去除效果明顯降低，當(dāng)FcSO<,4>·7H<,2>O的量(以Fe<'2+>計)達(dá)到240mg/L時，CODcr和色度的去除率分別僅為60％和88％，處理后的廢水呈淺黃色，反

4、應(yīng)形成的沉淀量大，這不僅影響污染物的去除效果，也給后續(xù)的污泥處理帶來難度。所以，單純的混凝對廢水的處理有一定的限度；混凝劑量的增大也會大大增加投資。而對于微電解處理，所用的填料——鐵屑，來自金工廠的下腳料，廉價易得，具有以廢治廢的作用；微電解工藝是氧化還原、原電池、電化學(xué)附集、物理吸附、鐵離子的混凝沉淀及電子傳遞等綜合作用的效果，所以處理效果較好。 微電解反應(yīng)前投加H<,2>O<,2>(以下簡稱“前”)，同時進(jìn)行微電解和Fent

5、on反應(yīng)，對廢水進(jìn)行處理。試驗的最優(yōu)條件是：廢水pH=3，分別以4.3mLH<,2>O<,2>/L廢水和400g鐵屑/L廢水的比例加入H<,2>O<,2>和鐵屑，曝氣，反應(yīng)時間30min，然后投加NaOH調(diào)節(jié)pH=9，并投加高分子絮凝劑PAM，進(jìn)行混凝，沉淀時間8min。CODcr和色度去除率分別可達(dá)69％和97％。 微電解反應(yīng)后的廢水，再投加Fe<'2+>(FeSO<,4>·7H<,2>O)和H<,2>O<,2>形成Fento

6、n(以下簡稱“后”)反應(yīng)，對廢水進(jìn)行處理。最優(yōu)試驗條件是：廢水經(jīng)微電解反應(yīng)后，再調(diào)節(jié)pH=3，然后以1.0mLH<,2>O<,2>/L廢水和1.2g FeSO<,4>·7H<,2>O/L廢水的比例分別投加H202和FeSO<,4>·7H<,2>O，反應(yīng)8min，再投加NaOH調(diào)節(jié)pH=7，并投加高分子絮凝劑PAM，進(jìn)行混凝，沉淀5min。CODcr和色度去除率分別可達(dá)71％和97％。在上述三種工藝的最優(yōu)條件下，進(jìn)行廢水處理試驗可見，對C

7、OD、色度和SS的去除效果，都是微電解最差，“后”最好。紫外光譜分析可知，三種處理方法都能有效地去除廢水中難以降解的木素基團(tuán)；而加H<,2>O<,2>氧化比鐵屑微電解更能有效地去除275～350nm的污染物，因為微電解工藝是氧化還原、原電池、電化學(xué)附集、物理吸附、鐵離子的混凝沉淀及電子傳遞等綜合作用的效果，而前加H<,2>O<,2>和后加H<,2>O<,2>兩種方法中的Fenton反應(yīng)又增加了Fenton的強(qiáng)氧化及絮凝沉降作用，所以處理

8、效果優(yōu)于微電解法；對于難降解且劇毒的氯酚類物質(zhì)，只有后加H<,2>O<,2>能明顯有效的使氯酚類物質(zhì)脫氯，降低廢水的毒性，可能因為直接投加的Fe<'2+>(FeSO<,4>·7H<,2>O)的催化作用優(yōu)于微電解產(chǎn)生的Fe<'2+>的催化作用，而且，前加H<,2>O<,2>的Fenton反應(yīng)是與微電解反應(yīng)同時發(fā)生的，微電解反應(yīng)促使pH值不斷升高，不利于Fenton反應(yīng)，而后加H<,2>O<,2>的Fenton反應(yīng)是在微電解反應(yīng)后單獨(dú)進(jìn)行的