造紙廢水深度處理臭氧技術(shù)

為滿足紙張質(zhì)量性能要求和降低生產(chǎn)成本，造紙過程中常使用化學(xué)助劑，最常用的化學(xué)品是聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)和陽離子淀粉(CS)，所產(chǎn)生的廢水色度高、化學(xué)需氧量（CODcr）高，可生化性差，處理難度大。

深度處理是進(jìn)一步去除二級處理出水中剩余污染物的凈化過程，目前多數(shù)造紙企業(yè)的廢水在經(jīng)過二級生化處理后，COD、色度等指標(biāo)難以滿足《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB3544-2008）的要求，因此采用深度處理工藝實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放是必然趨勢。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)中對水污染物特別排放限值的要求，造紙企業(yè)最終排水的CODcr要求不高于50mg/L?？紤]到芬頓反應(yīng)生成的?OH具有很強(qiáng)的加成反應(yīng)特性，可氧化水中的大多數(shù)有機(jī)物，特別適用于生物難降解的有機(jī)廢水的氧化處理。而臭氧處理廢水氧化能力強(qiáng)，可分解一般氧化劑難于破壞的有機(jī)物，而且反應(yīng)安全，時(shí)間短。因此，本課題采用“臭氧氧化+芬頓氧化”作為深度處理工藝，以二沉池出水作為原水，以CODcr去除率作為廢水的污染物去除效果，進(jìn)行中試試驗(yàn)。

1、材料與方法

1.1 試驗(yàn)水樣

1.2 試驗(yàn)思路

為探究臭氧氧化工藝與芬頓氧化工藝聯(lián)用的組合方式對廢水污染物的去除效果，試驗(yàn)按以下三種工藝路線進(jìn)行：

①單獨(dú)采用芬頓氧化工藝，確定芬頓藥劑的投加量。

②采用“臭氧+芬頓”組合工藝，即廢水先經(jīng)臭氧氧化再進(jìn)行芬頓氧化。

③采用“芬頓+臭氧”組合工藝，即廢水先經(jīng)芬頓氧化再進(jìn)行臭氧氧化。

2、試驗(yàn)流程及技術(shù)參數(shù)

2.1 單獨(dú)采用芬頓氧化工藝

二沉池出水的pH在7.0～8.0之間，加酸調(diào)節(jié)廢水的pH在3.5左右，投加不同劑量的硫酸亞鐵、30%過氧化氫，攪拌反應(yīng)后，曝氣、投加液堿回調(diào)廢水的pH在8.0～9.0之間。

通過測定反應(yīng)前后廢水的CODcr值，以CODcr去除率作為廢水的污染物去除效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果詳見表1。

從表1可以看出，隨著芬頓藥劑投加比的增大，廢水CODcr去除率反而下降。當(dāng)硫酸亞鐵的投加量與30%過氧化氫的投加量為1.25:1時(shí)，CODcr去除率達(dá)到62%。當(dāng)硫酸亞鐵的投加量超過3.00mg/L，30%過氧化氫的投加量超過2.24mg/L時(shí)，CODcr去除率變化趨于穩(wěn)定，此時(shí)芬頓藥劑投加比為1.34，CODcr去除率為48%以上。為保證芬頓氧化對廢水CODcr去除效果的穩(wěn)定性，確定芬頓試劑的投加量為3.00mg/L的硫酸亞鐵、2.24mg/L的30%過氧化氫。

2.2 采用“臭氧+芬頓”組合工藝

先對二沉池出水進(jìn)行臭氧氧化，再進(jìn)行芬頓氧化。

臭氧氧化采用氧氣源臭氧發(fā)生器，臭氧反應(yīng)器底部安裝曝氣盤。臭氧反應(yīng)器的進(jìn)水及進(jìn)氣均采用“下進(jìn)上出”的方式。調(diào)節(jié)臭氧出水的pH在3.5左右，按3.00mg/L的硫酸亞鐵、2.24mg/L的30%過氧化氫的投加量進(jìn)行芬頓氧化，攪拌反應(yīng)后，曝氣、投加液堿回調(diào)廢水的pH在8.0～9.0之間。

通過不斷增加臭氧投加量，確定臭氧的最佳投加量。每隔0.5h對臭氧出水進(jìn)行取樣，并進(jìn)行芬頓氧化，分別測定臭氧出水、芬頓出水的CODcr值，以CODcr去除率作為廢水的污染物去除效果。

分析試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著臭氧投加量與臭氧反應(yīng)時(shí)間的增加，CODcr總?cè)コ首兓淮?，基本維持在75%左右。當(dāng)二沉池出水CODcr低于180mg/L，臭氧投加量為20.67～48.65mg/L，且硫酸亞鐵的投加量為3.00mg/L，30%過氧化氫的投加量為2.24mg/L時(shí)，采用“臭氧+芬頓”組合工藝處理后，即廢水先經(jīng)臭氧氧化再經(jīng)芬頓氧化后，最終出水CODcr低于50mg/L，滿足出水水質(zhì)要求。