Fenton法深度处理造纸废水
Fenton氧化法深度处理草浆造纸废水的研究
［ 要 ］采 用 Ｆｎｏ 氧 化 法 深 度 处 理 经 厌 氧 、 氧 处 理 后 的 草 浆 造 纸 废 水 ， 过 正 交 实 验 和 单 因 素 试 验 ， 究 摘 ｅｔ ｎ 好 通 研 了各 主 要 因素 对 废 水 Ｃ Ｄ． 除 效 果 的影 响 ， 定 了 最 佳 工 艺 条 件 。 果 表 明 ： 进 水 Ｃ Ｄ 为 ４ ５ｍ ／ 、Ｈ＝ 、 ２２ Ｏｅ 去 确 结 在 Ｏ ｏ １ ｇＬ ｐ ３ Ｈ ０ 投加量 为３ ０ｍｍ ｌ 、 ｅ 投 加 量 为 ５ｍ ￣ 、 应 时 间 为 ５ ａｉ时 ， 水 Ｃ Ｄ 的 去 除 率 达 ８ ． ％ ， ｏＬ Ｆ ／ ｍｏ Ｌ 反 ０ｒ ｎ 废 Ｏ 。 ５４ ９ 出水 Ｃ Ｄ 降 到 Ｏｏ
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ｄ ａ ｃ ｄ ｔｅ ｔ ｎ ｆｐ ｌ ｎ ａ ｅ ｍａ ｉｇ ｗａ ｔｗａｅ ｔ ｄ ｎ ｔｅ ａ ｖ ｎ ｅ ｒ ａ ｍｅ ｔｏ ｕｐ ａ ｄ ｐ ｐ ｒ ｋｎ ｓｅ ｔ ｒ
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Ｙａ ｇＬｙ ｎ 一 Ｌ ｆｎ ， ｕ ｉｎ ｕ ｎ ｉｕ ， ｉ ａ Ｓ ｎＪａ ｈ ｉ Ｙｉ
第３ Ｏ卷 第 １ １期 ２１ ０ ０年 １ １月
工业 水处 理
Ｉ ｄ ｓｒ ｌ ａｅ ｒ ａｍｅ ｔ ｎ ｕ ｔｉ ｔ ｒＴ ｅ ｔ ｎ ａ Ｗ
Ｖｏ ． Ｏ Ｎ ． １ １ ｏ１ ３ Ｎ Ｖ，０ ０ Ｏ ．２ １
Ｆｎｏ氧化法深度处理草浆造纸废水的研究 ｅｔ ｎ
芬顿（Fenton）工艺在制浆造纸污水处理中的运用_1
芬顿（Fenton）工艺在制浆造纸污水处理中的运用发布时间：2023-02-16T09:22:08.150Z 来源：《城镇建设》2022年19期10月作者：罗良惠[导读] 随着《四川省岷江、沱江流域水污染排放标准》（DB51—2016）的颁布实施，罗良惠乐山市生态环境局高新区分局614000 摘要：随着《四川省岷江、沱江流域水污染排放标准》（DB51—2016）的颁布实施，为达到更为严格的地方排放标准，XXX造纸厂在其污水处理系统升级改造过程中，在原有处理工艺的基础上增加芬顿（Fenton）处理工艺，获得了较好的处理效果，实现达标排放。
关键词：芬顿（Fenton）；制浆造纸；污水处理一、制浆造纸生产废水来源 XXX造纸厂污水处理站现有处理规模为20000m3/d，采用的是以“混凝沉淀+好氧生化”为主的三级处理工艺，处理后的废水达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544—2008）表2标准的要求后排放至临近河流。
制浆造纸生产工艺流程如下：竹子→竹片→蒸煮分离纤维→洗涤→漂白竹浆→打浆备料→冲浆调浆→除沙净化→纸机抄造→上网→压榨→干燥→施胶→干燥→卷取成纸→裁剪→包装入库→出厂检验。
从原料准备到漂白竹浆阶段属于制浆工序，从打浆备料到干燥阶段属于造纸工序。
蒸煮工段、热回收、除沙净化、纸机抄造、压榨等过程都会产生高浓度的有机废水。
制浆造纸废水主要包括以下几个部分： 1. 蒸煮黑液：蒸煮黑液是用含NaOH或NaOH+硫酸钠碱性药剂蒸煮植物纤维，溶出木质素后排放的蒸煮液，其主要成分有木质素、聚戊糖和总碱3种。
黑液中所含的污染物占到了造纸工业污染排放总量的90%以上，且具有高浓度和难降解的特性，蒸煮黑液的治理一直是一大难题。
2. 中段废水：制浆中段废水是黑液提取后的蒸煮浆料在筛选、洗涤、漂白等过程中排出的废水，颜色呈深黄色，占造纸工业污染排放总量的8%—9%，吨浆COD负荷310 kg左右。
中段水BOD和COD的比值在0.20—0.35之间，可生化性较差，有机物难以生物降解且处理难度大。
干货 _ Fenton技术在废水处理的应用及改良案例
干货 | Fenton技术在废水处理的应用及改良案例2016-03-10环保人Fenton氧化法是一种高效且经济的废水高级氧化技术，过氧化氢和亚铁离子反应产生强氧化性的羟基自由基(·OH)，氧化降解废水中污染物。
其化学反应机制：H2O2+Fe2+→•OH+OH-+Fe3+→Fe(OH)3↓影响Fenton法氧化反应效果与速率因子：反应物本身的特性，H2O2的剂量，Fe2+的浓度，pH值，反应时间，温度。
Fenton氧化法具有氧化能力强、设备简单、易于操作、操作成本低等优点，广泛应用于造纸、印染、制药等行业工业废水处理。
1 加硫酸亚铁后多久加入双氧水芬顿试剂的主要药剂是硫酸亚铁与双氧水与碱。
硫酸亚铁与双氧水的投加顺序会影响到废水的处理效果。
先通过正交实验将硫酸亚铁与双氧水的投加比例得出(一旦控制不好便容易返色)。
再按照先调PH值，投加硫酸亚铁，再投加双氧水，再进芬顿试剂投加顺序与污泥沉降处理行pH值调节的顺序进行投加。
在硫酸亚铁投加后反应15分钟左右，再进行双氧水的投加，反应20~40分钟后再加入碱回调pH值，处理效果更佳。
2 污水处理中需要哪些设备加药设备：硫酸加药池、亚铁加药池、双氧水加药池、PAM加药池（有的建议设曝气装置），当然也要配备加药泵。
反应池：搅拌机，如果想提高效率可以采用类芬顿反应原理（添加紫外光源，微波发射器等），不过一般的芬顿反应池可以不用。
监测设备：PH探头，ORP探头。
絮凝池：搅拌机，PAM加药泵。
沉淀池：一般采用斜管沉淀池，污泥泵。
反应过程：先调节PH到适合，进入芬顿反应池反应，絮凝，沉淀。
3 在水处理上的应用1 处理氰化物氰化物是剧毒性的物质，在废水的排放中都要严格控制氰化物的含量。
芬顿试剂可有效地处理氰化物，处理过程中，游离的氰化物分两步被分解。
俄罗斯学者研究了采用Fenton试剂处理含有氰化物和硫氰化物的废水（质量浓度均为1000mg/L)，前者氧化率为99.8%，后者氧化率为84.0%。
碳泡沫阴极电-Fenton深度处理造纸废水研究
摘 要：本研究通过蔗糖发泡-碳化工艺制备了碳泡沫阴极材料并应用于电-Fenton 深度处理造纸废 水。采用扫描电子显微镜 （SEM）、X 射线光电子能谱仪 （XPS） 对碳泡沫阴极表面形貌和化学结构 进行表征。以 CODCr 去除率为评价指标，考察了阴极材料、反应时间、初始 pH 值、Fe2+投加量和电 流密度对造纸废水深度处理效果的影响。结果表明，碳泡沫由大量孔洞结构堆叠而成，表面存在含 氧官能团。反应时间 180 min、pH 值 3、Fe2+投加量 0. 5 mmol/L、电流密度 200 mA/cm2 时，以碳泡沫 为阴极的电-Fenton 深度处理造纸废水的 CODCr 去除率最高，达到 88. 4%，相比常规碳毡阴极提高了 1. 3 倍。以碳泡沫为阴极的电-Fenton 深度处理造纸废水法具有良好的稳定性，10 次循环的 CODCr去除 率均超过 85%，效率降低率不超过 5%。 关键词：造纸废水；深度处理；电-Fenton；碳泡沫；CODCr 去除率 中图分类号：X793 文献标识码：A DOI：10. 11980/j. issn. 0254-508X. 2021. 06. 015
造纸废水具有排放量大、污染物成分复杂、色度 高、有机物含量高、可生化性差等特点，处理难度较 高。随着环境监管力度逐年加大，许多造纸厂在废水 达标排放上面临的压力也越来越大，因此造纸废水的 有效处理对于降低企业成本、实现造纸企业的绿色发 展具有重要意义[1-2]。造纸废水成分复杂，传统一级物 化+二级生化工艺处理后仍含有木质素及各种衍生
Abstract：In this study，a carbon foam cathode material was prepared by sucrose foaming-carbonization process for electro-Fenton advanced treatment of papermaking wastewater. Electron scanning microscope（SEM）and X-ray photoelectron spectrometer（XPS）were used to char‐ acterize the surface morphology and chemical construction of carbon foam cathode. The influence of the type of cathode material，reaction time，initial pH value，Fe2+ dosage and current density on the treatment efficiency of papermaking wastewater was investigated with CODCr re‐ moval rate as the evaluation index. The results indicated that carbon foam was formed by stacking a large number of pore structures with oxy‐ gen-containing functional groups on the surface. The optimum reaction conditions of electro-Fenton method with carbon cathode was that re‐ action time was 180 min，initial pH value was 3，Fe2+ dosage was 0. 5 mmol/L and current density was 200 mA/cm2. The CODCr removal rate could reach 88. 4% under the conditions，which was 1. 3 times higher than conventional carbon felt cathode. The CODCr removal rate re‐ mained 85% for 10 circles with less than 5% reduction in efficiency，indicating that the electro-Fenton method with carbon foam had good stability in the advanced treatment of papermaking wastewater. Key words：papermaking wastewater；advanced treatment；electro-Fenton；carbon foam；CODCr removal rate
臭氧催化氧化与芬顿工艺在造纸废水深度处理中的对比分析
摘要：以江西某造纸厂二沉池出水为研究对象，通过实际工程运行对比研究了臭氧催化氧化与芬顿的运行效果。
相同进水水质条件下，“混凝沉淀/臭氧催化氧化”工艺出水C O D可降至30～42 m g/L，全盐量增加均值为243 m g/L，绝干化学污泥生成量为0.2～0.3 t/t水；而芬顿工艺出水C O D降至51～65 m g/L，全盐量增加均值为723 m g/L，绝干化学污泥生成量高达1.3～1.5 t/t水。
通过成本分析，“混凝沉淀/臭氧催化氧化”相比芬顿工艺，全年可削减药剂费及污泥处理费共1,297.6万元，在深度处理造纸废水方面更具有经济优势。
关键词：造纸废水；臭氧催化氧化；芬顿；COD；全盐量；化学污泥Abstract: Taking the effluent from the secondary sedimentation tank of a paper mill in Jiangxi Province as the research object, the operation effects of ozone catalytic oxidation and Fenton were compared through practical engineering operation. Under the same influent quality, the COD of effluent from the “coagulation sedimentation/ozone catalytic oxidation” process can be reduced to 30-42 mg/l, the total salt content can be increased by 243 mg/l, and the generation of absolute dry chemical sludge is 0.2-0.3 t/ton of water; However, the COD of Fenton process effluent is only reduced to 51-65 mg/l, the total salt content is increased by 723 mg/l, and the amount of absolutely dry chemical sludge is as high as 1.3-1.5 t/ton of water. Through cost analysis, compared with Fenton process, “coagulation sedimentation/ozone catalytic oxidation” can reduce the agent fee and sludge treatment fee by 12.976 million yuan, which has more economic advantages in the advanced treatment of papermaking wastewater.Key words: papermaking wastewater; ozone catalytic oxidation; Fenton; COD; total salt content; chemical sludge臭氧催化氧化与芬顿工艺在造纸废水深度处理中的对比分析⊙ 张玉生 邹丽 程磊 江玉强 李建民（山东华城工程技术有限公司，济南 250101）Comparative Analysis of Ozone Catalytic Oxidation and Fenton in Advanced Treatment of Papermaking Wastewater⊙ Zhang Yusheng, Zou Li, Cheng Lei, Jiang Yuqiang, Li Jianmin(Shandong Huacheng Engineering Technology Co., Ltd., Jinan 250101, Shandong, China)中图分类号：X793; TS734+.9文献标志码：B 文章编号：1007-9211(2022)14-0039-05张玉生 先生硕士，工程师；主要从事高级氧化水处理新技术研发及高端装备开发。
芬顿-流化床技术在废纸造纸废水深度处理上的应用
第47卷第1期2021年给水排水WATER&WASTEWATER ENGINEERING Vol.47No.12021芬顿-流化床技术在废纸造纸废水深度处理上的应用郑利郑鹏飞郑翔胡圣迪王祥勇(中国海诚工程科技股份有限公司，上海200031)摘要：废纸造纸废水经二级生化处理后出水COD仍然在100〜130mg/L,色度(Pt-Co)在95〜120度。
项目采用芬顿一流化床工艺处理二沉池出水，设计水力设计负荷取值为35.8m3/(m z-h),经三沉池沉淀后COD可降至35〜45mg/L,色度(Pt-Co)降到25度以下，满足当地环保排放要求。
该深度处理工艺具有运行稳定、药耗低、污泥产量低等显著特点。
关键词：废纸造纸废水；深度处理；芬顿一流化床；低药耗中图分类号:TU992文献标识码：A文章编号：1002-8471(2021)01—0108-04DOl：10.13789/ki.wwel964.2021.01.021引用本文：郑利，郑鹏飞，郑翔，等.芬顿一流化床技术在废纸造纸废水深度处理上的应用[J].给水排水，2021,47(1)：108111.ZHENG L,ZHENG P F,ZHENG X,et al.Fenton-FBR application in wastewater advanced treatment in waste paper pulping[J].Water&Wastewater Engineering,2021,47(1)：108-111.Fenton-FBR application in wastewater advancedtreatment in waste paper pulpingZHENG Li,ZHENG Pengfei,ZHENG Xiang,HU Shengdi,WANG Xiangyong(China Haisum Engineering Co.,Ltd.,Shanghai200031,China)Abstract:For waste paper pulping effluent,treated wastewater from2nd Clarifier still contains certain non-biodegradable COD about100〜130mg/L,and chromaticity(Pt-Co)about95〜120.Fenton-FBR applies to the advanced treatment to meet environment demands,with design hydraulic loading o£35.8m'!/(m2•h).After post clarifier separation,final treated wastewater quality reach these values:COD35〜45mg/L,chromaticity(Pt-Co)below25,and meets environmental protection demands.Fenton-FBR has these advantages of stable operation,low chemical consumption,low sludge production.Keywords:Waste paper pulping effluent；advanced treatment；Fenton-FBR；Low chemical consumption以废纸为原料的制浆造纸废水经二级生化处理后，二沉出水还残留一部分木质素及其衍生物的降解产物，导致出水色度和有机物浓度还是很高，后续必须设置深度处理，才能保证最后出水各项污染物排放值达到当地环保排放指标要求。
造纸废水处理研究研究论文
造纸废水处理研究研究论文造纸废水处理研究研究论文1实验材料与方法1.1实验原料为了使本实验尽可能的接近实际生产，本研究中的Fenton氧化处理废水取自广西某蔗渣制浆厂经过现有好氧处理后的二沉池出水。
1.2实验方法取1000mL废水，用硫酸调节pH至3-4；先加入10%的硫酸亚铁12mL，再加入双氧水0.8mL/L，搅拌40min；用NaOH调节pH 约为7，曝气20min，加0.1%PAM2mL，离心分离后取化学污泥进行分析。
1.3分析方法1.3.1电镜分析分别取化学污泥和好氧污泥少量制成玻片，在DXS-10A型智能化扫描电镜下观察污泥形态。
1.3.2气相色谱-质谱联用分析(GC-MS)用正己烷和丙酮索式提取污泥中的有机组分，浓缩后利用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)进行检测。
GC-MS是污泥有机物定性研究中较为常用的分析手段。
具体步骤如下：取经过60目筛网的污泥干样品5.0g（精确至0.0002g），加入50g无水硫酸钠一同放入滤筒置于索式提取器的套筒中，用100mL（4:1体积配比的正己烷/丙酮）混合溶剂加热索式提取，提取后的提取液置于旋转蒸发仪中于70℃浓缩至2~3mL，依次通过装有硅胶和无水硫酸钠的层析柱净化分离，洗脱，以去除样品中含有的大分子和水分等干扰物质。
收集洗脱液以高纯氮气吹干，用提取溶剂重新定容至2mL后用GC-MS检测。
1.3.3电感耦合等离子体原子发射光谱分析(ICP-AES)取经过60目筛网的污泥干样品0.5g（精确至0.0002g），置于聚四氟乙烯烧杯中加少量水润湿，加王水10mL，盖好盖子，在120℃的电热板上加热1h，取下稍冷后加入5mL高氯酸，再升温至200℃，加热至冒白烟，残剩液约0.5mL时，取下冷却再加入氢氟酸5mL，于120℃加热挥发硅，蒸至近干，冷却，再加入高氯酸1mL，继续加热至近干，以驱赶氢氟酸，取下稍冷以1%HNO3定重待测。
2结果与讨论2.1污泥pH值通过检测化学污泥和好氧生化污泥pH值发现，化学污泥pH值为7.56-7.68，略高于好氧生化污泥（7.15-7.34）。
芬顿法深度处理造纸废水
2011 年
（ 2） 本试验对造纸废水生化出水进行深度处 理，在最佳的操作条件下，出水 CODCr 为 60mg / L 以 下，出水清澈，达到排放标准，并且该法操作简单，成 本不高，是一种很有推广价值的处理技术。
参考文献：
［1］ 包文滁，夏巨敏，丛津生． 工业“三废”的治理［M］． 石家 庄： 河北人民出版社，1979．
图 1 反应时间与色度、COD 去除率的关系
由图 1 可知，在前 30 min 内，CODCr 和色度的去 除率随反应时间的延长而增加，而 30 min 后，CODCr 和色度的去除率趋于平缓。这表明，反应前段时间 主要是生成新生态的·OH，反应一段时间随着生成 ·OH 量增多，这时分解破坏一些难分解的有机物 占主导地位，反应后期，随着·OH 量的减少和难降 解物质的减少，CODCr 的去除率趋于稳定。 2． 2 pH 值对色度、CODCr去除率的关系
l56水资源与水工程20112本试验对造纸废水生化出水进行深度处理在最佳的操作条件下出水codcr为60mgl下出水清澈达到排放标准并且该法操作简单成本不高是一种很有推广价值的处理技术
第22 卷 第3 期 2011年 6月
水资源与水工程学报 Journal of Water Resources ＆ Water Engineering
图 4 H2 O2 投加量与色度、CODCr 去除率的关系
由图 4 可 知，随 着 H2 O2 用 量 的 增 加，色 度 和 CODCr的去除率也随着增加。这是因为 Fenton 氧化 作用主要靠 H2 O2 在 Fe2 + 的催化作用下产生·OH 来去除 有 机 物，所 以 H2 O2 的 投 加 量 直 接 影 响 着 Fenton 的氧化效果。当 H2 O2 投加量继续增加时， CODCr 的 去 除 率 不 仅 没 增 加 反 而 下 降，这 说 明 在 Fenton 氧化过程中，并不是 H2 O2 浓度越高氧化效 果越好，相反过量的 H2 O2 会残留在溶液中，而 H2 O2 在 CODCr 的测量中可被重铬酸钾氧化，从而在一定 程度上增加了出水的 CODCr 值。在 H2 O2 过量的情 况下，大量的 Fe2 + 会在一开始就被氧化成 Fe3 + ，消 耗了 H2 O2 的同时又抑制了·OH 的产生。
Fenton 氧化法在造纸废水处理中的应用进展
也发生络合 、沉淀反应 ，ｅｔ 反应产生 Ｆ： Ｆｎ ｎ ｏ ｅ 离子 ，
Ｈ Ｏ 反 应 产 生 铁 水 络 合 物 。 为 保 持 出水 水 质 ． 在 Ｆ ｎｏ 理 过 后 要 进 行 中 和 处 理 。其 将 更 有 利 于 ｅｔ ｎ处
的条件 下 ． 水色 度 和 Ｃ Ｄ 废 Ｏ 去 除率 分 别 达 ９ ． １ ％和 ３
６ ２ 。 ９．％
标 准 Ｆ ｎｏ ｅｔｎ氧化 试 剂 由 Ｆ ＨＯ 组成 。广 泛 ｅ 和 的应 用 于制 浆 造纸 工业 各段 废水 的深 度 氧化 处理 ， 影
响其作用效 果的主要 因素有 ：体系 ｐ ＨＯ 浓度 、 Ｈ、 ：
结果表明 ．超声辐射预处理时间与黑液降解率成正
比。
的这种絮凝沉淀功能是 Ｆ ｎ ｎ 剂可 以降解 Ｃ Ｄ ｒ ｅｔ 试 ｏ Ｏ Ｃ
的重 要 原 因之一 Ｉ ３ ｌ
华南 理 工 大 学制 浆 造 纸 工程 国家 重 点实 验 室 莫 立焕 …等 人采 用 超 声 波强 化 Ｆｎｏ 剂进 行 制 浆 中 Ｊ ｅｔｎ试
Ｆｎ ｎ ｅｔ 结合其他深度氧化法在造纸废 水处理上 ｏ
的应 用
段废水的深度处理。当超声波频率为 ２ｋ ｚ超声波 ８Ｈ 、 功率为 １０Ｗ、 ００ 废水初始 ｐ Ｈ值为 ３ 、ｅ用量为 ５ ． Ｆ ０ ０ ｍ ／ 、２２ ｇ ＨＯ 用量为 ０ ｇ 、超声波处理 时间 ｌｍ ｎ Ｌ ． ｍ／ ９ Ｌ ｉ １
煳 ：选 纸 ０ 年 ２ ｝ ｝ ２２ 第 期 １
・
环境保 护 ・
Ｆ ｎｏ 氧化法在造纸废水处理中的应用进展 ｅｔｎ
姜彤 彤 赵 强 王兆鸿 游 婷婷 杨 坤
Fenton化学氧化法深度处理造纸废水的试验研究
高， 且在 Ｈ０ 投加量为 ４０ Ｌ处达到最大 ， ．ｍ 此后 ． 随着投 加量 的增加 ， 对 Ｃ Ｄ去除率影响不明显。 Ｏ 这是因为 Ｆｎｏ ｅｔｎ氧化作用 主要靠 Ｈ ０ 在 Ｆ“ ｅ 的催化作用下产生 ・ Ｈ来去除有机物 ， 以 Ｈ ０ 的投 加量直接影 Ｏ 所 ２ 响着 Ｆ ｎｏ ｅｔ ｎ的氧化效 果。当 Ｈ２ ０ 投加 量到一定量继 续增加 时 ，ＯＤ Ｃ 的去除率不仅没增加反而下降 ． 明在 Ｆｎ ｎ 这说 ｅｔ 氧化过程 中 ． 不是 ｏ 并 Ｈ ０ 浓度越高氧化效果越好 ， ２ 相反过量 的 Ｈ２ Ｏ 一方面残留在溶液中 ， 影响 Ｃ Ｄ的测 量 ； Ｏ 另一方面 ， 过量的 Ｈ ０ 将 Ｆ ２ 化成 Ｆ “ 而使氧 ：： ｅ氧 ＋ ｅ， 化在 Ｆ “ 化下进行 ， ｅ催 降低 了． Ｈ 的产 生效率［ 所 以选择 Ｈ ０ 投加 Ｏ ７ 】 ， ： 量为 ４０ ， 即 Ｈ０ （％） ．ｍＬ 也 ２２３ 体积 浓度为 １ ． ｍｌＬ时 为 Ｈ０ 的最佳 ３３ ｄ ３ 投量
２１ ０ ２年
第 ２ 期 ｌ
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｏ ＹＩＦ Ｒ Ｔ Ｏ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ ＯＬ Ｇ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ Ｎ
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科技信息
Ｆｎ ｎ 学 化 深 处 造 水的 验 究 ｅｏ 化 氧 法 度 理 纸废 试 研 ｔ
张燕 华 葛 建新 （ 源职 业技术 学 院 广 东 河源 河 ５７ ０ ） １ ０ ０
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论文与综述
Fenton法深度处理造纸废水
张金玲,于军亭,张 帅
(山东建筑大学市政与环境学院,山东济南250101)
[摘 要] 利用Fenton法对造纸废水生化出水进行深度处理,考察了废水pH值、反应时间、Fe SO4投加量和H2O2投加量对废水中色度和COD Cr去除率的影响,结果表明:在pH值为5.00、FeSO4投量为400m g/L、30%H2O2投量为200mg/L,反应时间为30min,出水COD Cr可降至60mg/L以下,色度的去除率可达到74%,可以满足更为严格的造纸废水排放标准。
[关键词] Fenton试剂;深度处理;造纸废水
Fenton法处理造纸废水的原理是以H2O2为氧
化剂、以亚铁盐为催化剂的均相催化氧化法。
反应
中产生的羟基自由基( OH)是一种氧化能力很强
的自由基,能氧化废水中的有机物,从而降低废水的
色度和COD值[1,2]。
该方法不需要特制的反应系
统,也不会分解产生新的有害物质[3]。
另外,加入的
Fe2+和一部分被氧化成的Fe3+都可在中性或碱性环
境中水解絮凝,因此可替代混凝作用。
利用该方法
对难生物降解的造纸废水进行深度处理试验,考察
了反应时间、进水pH值、FeSO4投加量和H2O2投
加量对色度和COD Cr去除效果的影响。
1 试验
1.1 试剂和废水
试剂:双氧水(30%)、绿矾(七水硫酸亚铁)、
氢氧化钠、浓硫酸均为分析纯;
试验水质:试验用水取自河南某造纸厂生化
出水,水质特征:pH值6~9,COD Cr110m g/L,
色度100。
1.2 试验方法
取300mL水样置于500mL烧杯中,用
H2SO4或NaOH调节pH值,再向废水中加入一
定量的硫酸亚铁和双氧水,迅速混合,反应一段时
间后取出,调节其pH值至中性,取上清液进行分
析,采用国家标准分析方法测定COD和色度。
1.3
处理工艺流程
2 结果与讨论
收稿日期:2010-10-18
作者简介:张金玲(1983-),女,本科,山东建筑大学市政工程在读研究生,研究方向:污水资源化与技术。
2.1 反应时间与色度、COD Cr去除率的关系
试验条件:初始COD Cr110mg/L,色度100倍,pH值5.00,FeSO4投加量400mg/L,30% H2O2投加量200mg/L,通过调节停留时间来调节反应时间。
试验结果见图1。
图1 反应时间与色度、COD去除率的关系
由图1可知,在前30min内,COD Cr和色度的去除率随反应时间的延长而增加,而30min后,COD Cr 和色度的去除率趋于平缓。
这表明,反应前段时间主要是生成新生态的 OH,反应一段时间随着生成 OH量增多,这时分解破坏一些难分解的有机物占主导地位,反应后期,随着 OH量的减少和难降解物质的减少,COD Cr的去除率趋于稳定。
2.2 pH值与色度、COD Cr去除率的关系
试验条件:初始COD Cr110mg/L,色度100倍,FeSO4投加量400mg/L,H2O2投加量200mg/L,通过向造纸废水中加硫酸调节废水的pH值。
试验结果见图2。
图2 反应pH值与色度、COD去除率的关系由图2可知,pH值5时,COD Cr和色度的去除效果最好,过高或过低的pH使COD Cr和色度
33
Fento n法深度处理造纸废水
的去除效果都有一定的下降。
这主要跟Fenton 试剂的作用机理有关,H+浓度高,对Fenton反应有抑制作用,影响Fe2+的催化再生及 OH的产生;当pH较高时,不仅抑制了 OH的产生,同时也会使Fe2+和Fe3+生成氢氧化物沉淀而降低或失去催化作用;同时较高的pH值也能使H2O2产生无效分解,降低氧化效率。
2.3 FeSO4投加量与色度、COD Cr去除率的关系
试验条件:初始COD Cr110mg/L,色度100倍, pH值5.00,H2O2投加量200mg/L,调整不同的Fe SO4加入量来调节Fe2+浓度。
试验结果见图3。
图3 FeSO4投加量与色度、COD去除率的关系
由图3可知,当催化剂Fe2+浓度较小时,不利于催化反应的充分进行,产生的 OH的量较少,且后续的絮凝沉淀效果也差。
Fe2+浓度过高,不仅使反应后的出水色度增大,而且过量的Fe2+会使H2O2分解速度过快,在短时间内使 OH的浓度达到很高,部分 OH来不及与有机物反应便发生了相互间的自由基反应[4],从而降低了对 OH的利用率。
2.4 H2O2投加量与色度、COD Cr去除率的关系
试验条件:初始COD Cr110mg/L,色度100倍,pH值5.00,FeSO4投加量400mg/L,加入不同量的H2O2溶液。
试验结果见图4。
图4 H2O2投加量与色度、COD去除率的关系 由图4可知,随着H2O2用量的增加,色度和COD Cr的去除率也随着增加。
这是因为Fento n 氧化作用主要靠H2O2在Fe2+的催化作用下产生 OH来去除有机物,所以H2O2的投加量直接影响着Fenton的氧化效果。
当H2O2投加量继续增加时,COD Cr的去除率不仅没增加反而下降,这说明在Fenton氧化过程中,并不是H2O2浓度越高氧化效果越好,相反过量的H2O2会残留在溶液中,而H2O2在COD Cr的测量中可被重铬酸钾氧化,从而在一定程度上增加了出水的COD Cr值。
在H2O2过量的情况下,大量的Fe2+会在一开始就被氧化成Fe3+,消耗了H2O2的同时又抑制了 OH的产生。
3 结论
采用Fenton法对某造纸厂生化出水进行深度处理,在反应时间为30min、pH值为5.00、FeSO4投加量为400mg/L、H2O2投加量为200mg/L的条件下,色度和COD Cr的去除率分别达到74%和52%左右。
本试验对造纸废水生化出水进行深度处理,在最佳的操作条件下,出水COD Cr为60mg/L以下,出水清澈,达到排放标准,并且该法操作简单,成本不高,是一种很有推广价值的处理技术。
[参 考 文 献]
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Advanced Treatment of Papermaking Effluent by Fenton Process
ZHANG Jin Ling,YU Jun Ting,ZHANG Shuai
(School of M unicip al and Env ir onmental Engineer ing,S handong J ianz hu University,
J i'n an250101,China)
Abstract:Using fenton reag ent in advanced tr eatment to pro cess papermaking w astew ater is studied in the ex periment.M ain factors effect the remov al rate of COD Cr and color,such as pH value,the reactio n tim e,the amo unt of FeSO4and the am ount of H2O2are discussed to achieve ex cellent effect.Results show that the optimum remo val rate o f color r eached74%,w ith pH= 5.00,amount o f FeSO4= 400m g/L,am ount o f H2O2=200mg/L,and r eaction time is30m in,at last COD Cr is reduced to60m g/ L,w hich meet the stricter standard for discharg e of papermaking w astew ater.
Keywords:fenton reagent;advanced treatment;papermaking w astew ater
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2011年 第1期 黑 龙 江 造 纸。