_Fenton-双膜工艺在造纸废水资源化处理中的应用研究 (1)

《资源节约与环保》2016年第2期科技论文与案例交流科技论文与案例交流科技论文与案例交流科技论文与案例交流科技论文与案例交流科技论文与案例交流科技论文与案例交流科技论文与案例交流摘要：采用Fenton-双膜工艺深度处理造纸废水，探索了耦合工艺在该类废水回用处理中的技术可行性。对Fenton氧化处理液的全盐量、电导率、SO42-和总硬度进行测定，结果表明Fenton反应出水离子特性基本满足双膜工艺进水要求。对Fenton-双膜工艺处理造纸废水的中试研究表明，系统出水稳定达到工艺与产品用水水质标准，膜法处理段运行稳定；耦合工艺具有明显的技术推广价值。关键词：Fenton；双膜法；造纸废水；深度处理造纸废水作为我国工业废水的重要组成部分，其环境破坏性与资源再生价值共存[1]。为降低造纸废水中有机污染物排放浓度，实现该类废水的资源化利用，高级氧化技术与膜法水处理技术已成为造纸行业废水处理工作者的研究热点，相关研究也取得明显进展[2～3]。吴迪等人[3]采用O3/UV组合高级氧化技术深度处理造纸废水，最终出水COD＜50mg/L，去除率达79.1%，达到城市污水再生利用工业用水水质标准。膜法水处理以其技术优势，在造纸废水的资源化利用中占有十分重要的地位；其中尤以双膜工艺的应用最为普遍。叶丰等人[4]采用微滤（CMF）和反渗透（RO）工艺深度处理生化出水，结果表明RO产水COD平均浓度3.2mg/L，浊度0.07NTU，脱盐率高达99%，满足了造纸工艺回用水的要求。同时，应用经验也表明高级氧化技术存在运行条件严苛，出水不稳定问题；而双膜工艺则易受到有机物污染，反冲洗频繁问题[5～6]。本应用研究正是基于上述技术难题而展开，通过将Fenton氧化技术与膜分离技术耦合，探究了Fenton氧化出水水质情况及其对双膜工艺运行稳定性的影响；研究结果也对该耦合工艺在造纸废水资源化利用的技术可行性进行了中试应用验证。1实验部分1.1实验材料1.1.1实验药剂FeSO4·7H2O（分析纯），双氧水（27.5%），其他试验与分析药剂均达分析纯级。实验废水取自某造纸企业污水站二沉出水。1.1.2实验装置将自制Fenton氧化装置与浸没式PVDF膜、海德能RO膜等搭建而成。1.2实验过程在二沉出水中投加1:1硫酸调节pH；投加一定量硫酸亚铁，搅拌停留5min；按比例投加27.5%双氧水，进行反应约60min；反应出水调节pH至6.5～7.0；投加1‰的阴离子PAM约5mg/L。对上述悬浊液沉淀分离，上清液经砂滤后作为超滤（UF）-反渗透（RO）进水。采用浸没式超滤膜对来水进行处理，处理液泵入RO系统，实现双膜深度处理。2结果与讨论2.1Fenton处理效果分析参考实际运行经验，对Fenton深度处理造纸废水的降解效果进行优化，结果如图1。曲线记录了不同氧化程度下出水盐类与COD变化情况。依图可知，在较低H2O2浓度下出水COD降解程度随氧化剂增加迅速提高；H2O2浓度为40mg/L时处理液COD为101.4mg/L（Fenton原水COD为113.5mg/L），浓度提高为50、60、70、80mg/L时处理出水COD分别降低为70.8mg/L、58.4mg/L、50.8mg/L、45.1mg/L。分析其原因，一方面氧化剂的增加使得反应底物浓度提高，增加了自由基与有机污染物的碰撞几率；另一方面亚铁盐类的增加有利于Fenton反应所需酸性环境。出水硬度测试表明，Fenton反应对出水硬度影响较小，不同氧化程度下出水总硬度均在450mg/L左右。出水硫酸根离子浓度变化曲线表明在Fenton反应与混凝沉淀过程中SO42-受化学反应与物化吸附的影响较小。全盐量浓度曲线表明，在Fenton反应过程中所投加盐类随氧化度增强而明显增加，实验中全盐量在1200mg/L～3500mg/L。上述结果表明，Fenton出水基本满足UF-RO工艺进水要求；高盐量将对RO脱盐造成一定影响。图1不同氧化程度下Fenton处理液水质情况2.2Fenton-双膜处理效果分析对膜段处理效果进行测试分析，如图2所示。结果表明UF和RO均对Fenton出水COD有较明显的去除效果；UF出水COD在25mg/L～45mg/L；RO出水COD在3mg/L～7mg/L，去除率在80%～90%。从双膜出水稳定性看，UF出水有机污染物浓度波动相对较大，而RO出水则较为稳定。图2UF-RO深度处理造纸废水COD降解运行效果Fenton-双膜工艺在造纸废水资源化处理中的应用研究赵欢刘良军（浙江海元环境科技有限公司浙江杭州310051）（下转第70页）50DOI:10.16317/j.cnki.12-1377/x.2016.02.043《资源节约与环保》2016年第2期科技论文与案例交流科技论文与案例交流科技论文与