王 耀 郭 徽 馬曉東 齊云洹

(河南銀鴿實業(yè)投資股份有限公司技術(shù)中心，河南漯河，462000)

·Fenton氧化·

Fenton氧化法在造紙廢水處理中的應(yīng)用

王 耀 郭 徽 馬曉東 齊云洹

(河南銀鴿實業(yè)投資股份有限公司技術(shù)中心，河南漯河，462000)

介紹了某公司Fenton氧化法廢水深度處理系統(tǒng)的工藝流程、運(yùn)行情況、存在的問題及優(yōu)化措施。生產(chǎn)實踐表明，F(xiàn)enton系統(tǒng)連續(xù)正常運(yùn)行后，外排水各項指標(biāo)均達(dá)到新的制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)具有占地面積小、無特殊運(yùn)行環(huán)境要求、操作簡單、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點，是一種理想的造紙廢水深度處理方法。

Fenton氧化法；深度處理；造紙廢水；環(huán)保

(* E-mail: 13733962171@163.com)

Fenton氧化法是以亞鐵離子(Fe2+)為催化劑，用過氧化氫(H2O2)進(jìn)行化學(xué)氧化的廢水處理方法。由Fe2+和H2O2組成的體系，也稱Fenton試劑，它能生成強(qiáng)氧化性的羥基自由基(·OH)，在水溶液中破壞難降解有機(jī)物的分子鏈結(jié)構(gòu)、改變發(fā)色的官能團(tuán)，生成易被去除的小分子結(jié)構(gòu)，部分有機(jī)物甚至氧化為CO2和H2O，從而達(dá)到去除有機(jī)物和降低色度的目的[1-3]。

1 Fenton系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)

根據(jù)河南銀鴿提供的中段水相關(guān)資料，對Fenton氧化系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計的Fenton系統(tǒng)進(jìn)、出水參數(shù)如表1所示。

表1 Fenton系統(tǒng)進(jìn)、出水參數(shù)

2 Fenton系統(tǒng)工藝流程

2.1 中段水原廢水處理系統(tǒng)工藝流程

圖1 原廢水處理系統(tǒng)工藝流程

圖1所示是河南銀鴿原廢水處理系統(tǒng)工藝流程。由圖1可知，制漿車間廢水和造紙車間白水送至中段廢水池處理后，通過格柵池攔截粗大懸浮物自流進(jìn)入初沉池，再通過沉降作用去除大部分懸浮物；初沉池出水自流進(jìn)入第一厭氧塔，出水自流進(jìn)入第二厭氧塔，進(jìn)行厭氧處理；出水由泵送入氧化溝，進(jìn)行好氧厭氧循環(huán)處理，出水自流至二沉池、三沉池繼續(xù)沉淀，三沉池出水經(jīng)氣浮裝置處理，出水達(dá)標(biāo)排放。各階段產(chǎn)生的污泥由泵送至污泥池，壓濾成泥餅送至堆肥車間。

2.2 新增Fenton系統(tǒng)工藝流程

本項目設(shè)計在二沉池出水處增加一套Fenton系統(tǒng)，原系統(tǒng)三沉池改用為混凝反應(yīng)池。圖2所示是Fenton系統(tǒng)工藝流程。

圖2 Fenton系統(tǒng)工藝流程

二沉池出水泵送至Fenton氧化塔，將廢水中難降解的污染物氧化降解，F(xiàn)enton氧化塔出水自流至中和池，在中和池投加液堿，將廢水中和至中性；中和池廢水自流至脫氣池中，通過鼓風(fēng)攪拌，將廢水中的少量氣泡脫除；脫氣池出水自流至混凝反應(yīng)池，在該池投加絮凝劑PAM并進(jìn)行充分反應(yīng)，使廢水中鐵泥絮凝；混凝反應(yīng)后的廢水自流至終沉池，將其中的鐵泥沉淀，上清液達(dá)標(biāo)排放。終沉池鐵泥由污泥泵送至原污泥處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。

中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子高表達(dá)對癲癇發(fā)作的影響 … ………… 萬雅迪，張艷華，王玉 275

2.3 Fenton系統(tǒng)設(shè)備

2.3.1 Fenton氧化塔

采用Fenton系統(tǒng)對廢水進(jìn)行深度氧化處理，F(xiàn)enton藥劑在適當(dāng)?shù)膒H值條件下反應(yīng)產(chǎn)生·OH，降解氧化有機(jī)物，降低廢水中的COD含量。Fenton氧化塔出水自流至中和池。

2.3.2 中和池

在該池中投加液堿將廢水中和至中性，該段設(shè)有廢水pH值在線監(jiān)測設(shè)備，控制液堿自動加藥，使廢水的出水pH值達(dá)標(biāo)。

2.3.3 脫氣池

中和池中廢水自流入脫氣池，該池通過鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)攪拌，廢水在脫氣池中脫除廢水中的少量氣體，廢水經(jīng)脫氣后自流至混凝反應(yīng)池中。

2.3.4 混凝反應(yīng)池

在該池中投加絮凝劑PAM，使鐵泥在終沉池中取得良好的沉淀效果。終沉池中上清液自流外排，沉降污泥經(jīng)泵抽送至污泥壓濾車間。

2.3.5 化學(xué)品投加系統(tǒng)

廢水處理工藝流程中需要投加的化學(xué)品主要是Fenton試劑、用于調(diào)節(jié)pH值的液堿和用于混凝反應(yīng)的絮凝劑PAM。

Fenton試劑為H2O2和廢酸。質(zhì)量分?jǐn)?shù)27.5%的H2O2；設(shè)置H2O2加藥系統(tǒng)一套，包括儲罐1個、投加泵2個。廢酸為鈦白粉廠副產(chǎn)品，主要成分：H2SO45%～6%、FeSO48%～10%；設(shè)置FeSO4加藥系統(tǒng)1套，包括儲罐2個、投加泵2個。質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的液堿；設(shè)置液堿加藥系統(tǒng)1套，包括儲罐1個、投加泵2個。

3 Fenton系統(tǒng)工藝參數(shù)

由于Fenton試劑依靠·OH降解氧化有機(jī)物，降低廢水中的COD含量，因此Fenton系統(tǒng)主要參數(shù)有反應(yīng)系統(tǒng)廢水pH值、H2O2用量、反應(yīng)時間、絮凝劑PAM用量[2-3]。

河南銀鴿Fenton系統(tǒng)經(jīng)過1個月的試運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)當(dāng)pH值為3.5、H2O2用量為1500 mg/L、反應(yīng)時間40 min、PAM用量為2 mg/L時，F(xiàn)enton系統(tǒng)運(yùn)行最佳，出水COD濃度最低。

4 Fenton系統(tǒng)運(yùn)行情況

河南銀鴿Fenton系統(tǒng)調(diào)試成功后，連續(xù)正常運(yùn)行，外排水各項指標(biāo)均達(dá)到新的制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，且水質(zhì)觀感清澈。2013年5月25—31日河南銀鴿外排水各項指標(biāo)如表2所示。

表2 總排水水質(zhì)歷史記錄

5 Fenton系統(tǒng)運(yùn)行成本

Fenton系統(tǒng)的日常運(yùn)行成本主要由電力消耗、化學(xué)品消耗構(gòu)成。河南銀鴿Fenton系統(tǒng)調(diào)試成功后，經(jīng)過1個月的試運(yùn)行，根據(jù)各種消耗數(shù)據(jù)，按平均每天廢水處理量1.2萬m3計，噸水的運(yùn)行成本如表3所示。

表3 Fenton系統(tǒng)運(yùn)行成本分析

注 *單位為kWh/d，**單位為元/kWh。

6 Fenton系統(tǒng)問題及優(yōu)化措施

經(jīng)過1個月的運(yùn)行，F(xiàn)enton系統(tǒng)基本正常；但也存在一些問題，如液堿投加成本高、廢酸成分波動等，改進(jìn)優(yōu)化措施如下。

(1)廢酸成分波動問題。經(jīng)過與供應(yīng)商溝通，調(diào)整廢液原料工藝，降低廢酸中H2SO4含量，提高FeSO4含量，從而減少廢酸用量，降低了因廢酸成分波動造成的影響。

(2)液堿投加成本高。為了滿足車間實際生產(chǎn)節(jié)能降耗的需求，將廢堿改為更易得、成本更低的石灰乳。生石灰用量8.05 t/d、成本0.268元/m3廢水，

噸水處理費(fèi)用可節(jié)約1.822元。

(3)混凝反應(yīng)池翻泥問題。通過對Fenton系統(tǒng)運(yùn)行情況的跟蹤調(diào)查，發(fā)現(xiàn)廢水量大、水流速度大時，反應(yīng)池污泥被進(jìn)水沖起。通過在氧化溝、二沉池增加液位監(jiān)控設(shè)備，采用電腦控制進(jìn)水量、穩(wěn)定流速，以解決翻泥問題。

7 結(jié) 語

從Fenton系統(tǒng)的實際運(yùn)行情況來看，其具有占地面積小、無特殊運(yùn)行環(huán)境要求、操作簡單、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點，是一種理想的造紙廢水深度處理方法。隨著環(huán)保要求的進(jìn)一步提高，相信Fenton系統(tǒng)會在造紙廢水處理中得到廣泛的應(yīng)用。

[1] SU Rong-jun. Study on Oxidation of Life Wastewater Using Fenton Reagent and Influence of Inorganic Ions[J].Journal of Harbin University of Commerce, 2008, 24(2)： 210. 蘇榮軍. 芬頓試劑氧化污水及無機(jī)離子影響的研究[J]. 哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2008, 24(2)： 210.

[2] YANG Li-yun, LI Yi-fan, SUN Jian-hui. Study on the Advanced Treatment of Pulp and Papermaking Wastwater by Fenton Oxidation[J]. Industrial Water Treatment, 2010, 30(11)： 59. 楊麗云, 李怡帆，孫劍輝. Fenton氧化法深度處理草漿造紙廢水的研究[J].工業(yè)水處理, 2010, 30(11)： 59.

(責(zé)任編輯：劉振華)

Utilization of Fenton Oxidation Process in Papermaking Wastewater Treatment

WANG Yao*GUO Hui MA Xiao-dong QI Yun-huan

(TechnologyCenterofHe’nanIndustrialInvestmentCo.,Ltd.,Luohe,He’nanProvince, 462000)

A Fenton sewage treatment system was introduced to He’nan Yinge Group. It was showed that the Fenton system had advantages of less area occupied, simplified operation and low maintenance cost. It was a good process for papermaking wastewater treatment.

Fenton reagent; advanced treatment; papermaking wastewater; environmental protection

王 耀先生，助理工程師；主要研究方向：造紙化學(xué)品的應(yīng)用及工藝改進(jìn)。

2013- 10- 15(修改稿)

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0254- 508X(2014)02- 0079- 03