摘 要：Fenton氧化法是一種有效處理難降解有機(jī)廢水的新型工藝，主要原理是投加的H2O2氧化劑與Fe2+催化劑，產(chǎn)生氫氧自由基，進(jìn)而氧化降低廢水中生物難分解的COD。在造紙廢水深度處理中取得了良好的處理效果，得到了極大的推廣，該工藝流程簡便可行，是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)有效的方法。
　　關(guān)鍵詞：Fenton;造紙廢水;深度處理
　　Abstract: Fenton oxidation is an effective treatment of refractory organic wastewater by new technology, the main principle is that adding H2O2oxidant and catalyst Fe2+, to produce hydroxyl radicals, and the oxidation of reduced waste water biological hard decomposition COD. In advanced treatment of paper mill wastewater and achieved good treatment effect, has been greatly promoted, the process is simple and feasible, is an economic and effective method.
　　Key words: Fenton; papermaking wastewater; advanced treatment
　　中圖分類號：TS7文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：2095-2104(2012)05-0020-02
　　1、 引言
　　隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)保對廢水水質(zhì)排放要求也越來越嚴(yán)格，為控制和減輕造紙廢水對周圍水域環(huán)境容量的影響，國家環(huán)境保護(hù)局于2008年頒布了《制漿造紙工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB3544-2008)，對污染物排放指標(biāo)有了更高的要求。
　　制漿造紙廢水包括化學(xué)法制漿產(chǎn)生的蒸煮廢液，洗漿、漂白過程中產(chǎn)生的中段水及抄紙工序中產(chǎn)生的白水。這類廢水污染物成份復(fù)雜，耗氧量大，難處理，且排放量大，是污染環(huán)境的主要污染源之一。目前處理制漿造紙廢水的技術(shù)主要有物化結(jié)合法和生物法，但是因其處理工藝復(fù)雜、成本高、運(yùn)行費(fèi)用大、色度和毒性物質(zhì)去除不理想，廢水處理仍舊是困擾大部分制漿造紙廠的難題。近年來，F(xiàn)enton氧化法作為一種高級氧化技術(shù)在處理難降解有機(jī)廢水方面凸現(xiàn)優(yōu)勢，已成功用于多種工業(yè)廢水的處理，日益受到國內(nèi)外的關(guān)注。
　　2、 工程概況
　　某企業(yè)是以竹子、木材為主要原料的制漿、造紙綜合企業(yè)，有一座處理能力為60000m3/d的污水處理廠，主體工藝采用“物化+生化”方法處理廢水，按照2008年新頒布的《制漿造紙工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB3544-2008)，目前污水處理系統(tǒng)二沉池出水25000 m3/d未達(dá)標(biāo)，擬改造污水處理系統(tǒng)，新建一套處理能力為25000 m3/d的污水深度處理系統(tǒng)，使污水站出水達(dá)到《制漿造紙工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB3544-2008)要求。
　　3、Fenton工藝介紹
　　(1) Fenton高級氧化技術(shù)發(fā)展歷程
　　Fenton高級氧化技術(shù)是1894年法國科學(xué)家HJ.H.Fenton發(fā)現(xiàn)的，他發(fā)現(xiàn)采用Fe2+/H2O2體系能氧化多種有機(jī)物。后人將亞鐵鹽和過氧化氫的組合稱為Fenton試劑。1964年Eisenhouser首次使用Fenton試劑處理苯酚及烷基苯廢水，開創(chuàng)了Fenton試劑在環(huán)境污染物處理中應(yīng)用的先例。該法既可以作為廢水處理的預(yù)處理，可以作為廢水處理的最終深度處理。因此，F(xiàn)enton試劑法受到了環(huán)境工作者的廣泛關(guān)注，在國內(nèi)外廢水處理中有著廣闊的應(yīng)用前景，日益受到國內(nèi)外的關(guān)注和研究。可以將造紙廢水中難以生化降解的木質(zhì)素、纖維等一些有機(jī)污染物有效氧化為易降解小分子或直接轉(zhuǎn)化為CO2和H2O。
　　(2) Fenton高級氧化技術(shù)的氧化機(jī)理
　　Fenton氧化技術(shù)的主要原理是投加的H2O2氧化劑與Fe2+催化劑，即所謂的Fenton藥劑, 兩者在適當(dāng)?shù)膒H下會反應(yīng)產(chǎn)生氫氧自由基(OH·)，而氫氧自由基的高氧化能力與廢水中的有機(jī)物反應(yīng), 可分解氧化有機(jī)物，進(jìn)而降低廢水中生物難分解的COD。其具體氧化機(jī)理如下：
　　Fe2++ H2O2 →Fe3++ OH- + ·OH
　　Fe3++ H2O2 →Fe2+ + HO2· + H+
　　Fe2+ +·OH → OH- + Fe3+
　　RH + ·OH → R· + H2O
　　R·+Fe3+ → R+ + Fe2+
　　R+ + O2 → ROO+ →…→CO2 + H2O
　　以上鏈反應(yīng)產(chǎn)生的羥基自由基具有如下重要性質(zhì)：
　　① 羥基自由基(·OH)是一種很強(qiáng)的氧化劑，其氧化電極電位(E)為2.80V， 在已知的氧化劑中僅次于F2。
　　② 具有較高的電負(fù)性或電子親和能(569.3kJ)，容易進(jìn)攻高電子云密度點(diǎn)，同時羥基自由基(·OH) 的進(jìn)攻具有一定的選擇性。
　　③ 羥基自由基(·OH)還具有加成作用，當(dāng)有碳碳雙鍵存在時，除非被進(jìn)攻的分子具有高度活潑的碳?xì)滏I，否則將發(fā)生加成反應(yīng)。
　　Fenton試劑處理有機(jī)物的實(shí)質(zhì)就是羥基自由基與有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。
　　Fenton高級氧化技術(shù)在處理難降解有機(jī)廢水時，具有一般化學(xué)氧化法無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，至今已成功運(yùn)用于多種工業(yè)廢水的處理。Fenton在廢水處理中的應(yīng)用可分為兩個方面：一是單獨(dú)作為一種處理方法氧化有機(jī)廢水;二是與其他方法聯(lián)用，如與氣浮法、混凝沉降法、活性炭、生物法等聯(lián)用，以取得良好的效果。
　　3、廢水處理工藝詳述
　　3.1廢水參數(shù)設(shè)計(jì)

項(xiàng)目	水量 （m3/d）	CODcr （mg/l）	BOD5 (mg/l)	SS （mg/l）	pH	溫度 （℃）	色度 （倍）
設(shè)計(jì)進(jìn)水參數(shù)	25000	300	80	100	6~9	常溫	150
設(shè)計(jì)出水參數(shù)	25000	≤90	≤20	≤30	6~9	常溫	≤30

　　3.2工藝流程描述
　　好氧二沉池出水自流進(jìn)入中間水池，F(xiàn)enton氧化塔供料泵將水送至Fenton氧化塔，在Fenton氧化塔中廢水與投加的Fenton試劑充分混合反應(yīng)，將難以降解的污染物氧化降解， Fenton氧化塔出水自流進(jìn)入中和脫氣反應(yīng)池，在中和脫氣反應(yīng)池中投加液堿將偏酸性廢水調(diào)節(jié)至中性水平，同時投加絮凝劑PAM，出水自流入終沉池，在終沉池內(nèi)經(jīng)靜置沉淀將廢水中的鐵泥有效去除，終沉池上清液達(dá)標(biāo)排放。終沉池產(chǎn)生的污泥收集至污泥池，由污泥泵送至帶式壓濾機(jī)進(jìn)行濃縮脫水，干泥外運(yùn)處理。
　　4、運(yùn)行費(fèi)用
　　本項(xiàng)目深度處理系統(tǒng)的運(yùn)行成本可分為以下幾方面：
　　電力消耗 化學(xué)品消耗 操作人員工資
　　4.1電力消耗
　　根據(jù)電設(shè)施電力消耗的匯總，得出深度處理系統(tǒng)廢水處理系統(tǒng)的電力消耗為：
　　· 總裝機(jī)功率(包括備用設(shè)備)：355kW;
　　· 總運(yùn)行功率：282kW;
　　· 噸水動力消耗：0.26Kwh/m3。
　　運(yùn)行功率中，指在設(shè)計(jì)工況下，不包括儀表、空調(diào)、照明等公用設(shè)施用電。
　　4.2化學(xué)品消耗
　　(1) 堿的消耗
　　按照正常設(shè)計(jì)的來水情況，偏酸性的廢水需要用堿將pH值調(diào)至中性，堿的消耗主要是30%液堿，液堿用量暫不計(jì)，等實(shí)際調(diào)試才能具體確定用藥量。
　　(2) PAM的消耗
　　為了保證較好的懸浮物去除效果，在廢水處理流程中需要加入絮凝劑PAM。在Fenton系統(tǒng)中，PAM消耗量預(yù)計(jì)噸水為0.003kg。
　　污泥脫水預(yù)計(jì)日處理污泥量為500噸(含水率98%)，消耗PAM的量預(yù)計(jì)噸泥為0.015kg。
　　(3) Fenton試劑
　　Fenton試劑為雙氧水和硫酸亞鐵。雙氧水(27.5%)噸水耗量約為0.354kg，硫酸亞鐵噸水耗量約為0.645kg。
　　4.3操作人員工資
　　本污水深度處理系統(tǒng)每天只需6名操作人員分三班進(jìn)行操作，每班兩人。操作人員工資按1000元/月計(jì)。
　　4.4綜合運(yùn)行成本經(jīng)濟(jì)分析
　　綜合以上分析，在正常設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)水量情況下，建設(shè)成的廢水深度處理系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用匯總見下表。

序號	項(xiàng)目	噸水耗量	單位	單價	單位	噸水運(yùn)行 費(fèi)用（元）	日運(yùn)行費(fèi)用（元）
1	電力消耗	0.26	kwh/m3	0.5	元/ kwh	0.13	3250
2	化學(xué)品消耗
2.1	堿	—	Kg/ m3	1.2	元/ Kg	暫不計(jì)	暫不計(jì)
2.2	硫酸亞鐵	0.645	Kg/ m3	0.2	元/ Kg	0.129	3225
2.3	雙氧水(27.5%)	0.354	Kg/ m3	1.2	元/ Kg	0.425	10625
2.4	污水PAM	0.003	Kg/ m3	20	元/ Kg	0.06	1500
2.5	污泥PAM	0.0015	Kg/ m3	22	元/ Kg	0.033	825
3	操作人員工資	--	--	--	--	0.008	200
4	綜合運(yùn)行成本					0.785	19625

　　5、運(yùn)行效果
　　處理效果比較穩(wěn)定，COD去除率達(dá)到75-85%，色度去除率達(dá)到了85%以上，各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了新的排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　6、總結(jié)
　　1、Fenton試劑在反應(yīng)中能生成氧化能力很強(qiáng)的氫氧自由基，使廢水中的大多數(shù)有機(jī)物能很快降解。可以將造紙廢水中難以生化降解的有機(jī)污染物有效氧化為易降解小分子或直接轉(zhuǎn)化為CO2和H2O。
　　2、Fenton法不斷改進(jìn)和發(fā)展，由普通Fenton池改進(jìn)成Fenton氧化塔，大大提高了反應(yīng)效率，該方法具有操作簡單簡單，反應(yīng)物易得，費(fèi)用低，對后續(xù)處理無毒無害作用且對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，而去該工藝基建投資低，非常適合大中小型造紙企業(yè)的廢水治理。
　　參考文獻(xiàn)：
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