硫酸盐制浆废水处理中聚合硫酸铁强氧化与FENTON工艺联合使用的可行性研究

刘军 李满香

摘要：本文针对制浆造纸废水排放标准执行《制浆造纸工业水污染物排放标准（GB3544-2008）》中“表3 水污染物特别排放限值”的要求后，工艺改革的可行性研究。主要从其原有PFS强氧化工艺联合FENTON工艺对制浆废水COD的去除效果进行了介绍，通过实验小试及多组验证实验阐述了其可行性，并对其今后在实际的工程应用提供了指导方向。

关键词：硫酸盐制浆废水、化学需氧量（COD）、聚合硫酸铁（PFS）、双氧水（H2O2）

引言：

制浆造纸废水是国内外公认的难处理工业废水之一。尤其是硫酸盐制浆废水，成分复杂，可生化性差，且含有大量的纤维素、木质素和各种化学药品。针对硫酸盐法制浆废水的处理方法也很多，主要包括物理法、化学法、生物法等等。但随着我国环保要求的日益严格，制浆废水的排放标准亦日趋严格，目前部分区域要求达到《制浆造纸工业水污染物排放标准（GB3544-2008）》中“表3 水污染物特别排放限值”的要求。因此，传统制浆造纸废水处理工艺已经不能满足废水达标排放的要求了。为此，需要寻找到一种新型硫酸盐制浆废水整体处理方案或联合工艺迫在眉睫。这也是企业可持续发展必须关注的环节。

海南某纸业有限公司是特大型制浆造纸企业，为达到“表3 水污染物特别排放限值”的要求，对国内、外的先进废水处理技术与工艺进行筛选，尤其是对化学处理联合工艺进行了实验室多组实验与验证。为硫酸盐制浆废水的处理提供了参考方向。

1.实验室小试

1.1药剂及水样：10%聚合硫酸铁（PFS）、30%双氧水（H2O2）、25%硫酸亚铁（Fe2SO4）、盐酸（HCL）、阳离子PAM、二沉池出水。

1.2研究方向：将二沉池出水单独进行聚合硫酸铁（PFS）强氧化和单独FENTON（Fe2SO4+ H2O2）强氧化后对COD去除效果进行对比，核算吨废水处理成本。

第一组实验：

1.3方法及数据

1.3.1取多个1L水样，分别先向二沉池出水投加一定量的盐酸，将其PH调节到6.5-6.9之间，再投加不同量的PFS，反應30分钟后投加废水阳离子PAM，经搅拌完全絮凝，测定上清液的COD。

1.3.2同1.3.1实验方法，仅用一定量的Fe2+和H2O2替代1.3.1中的PFS药剂完成强氧化实验。

1.3.3实验数据

1.4实验方法及数据

将10L二沉池水样PH调节到6.8附近，分取多个1L水样，投加PFS控制反应PH在3.5-3.8之间，进行搅拌17分钟强氧化反应，同等PFS投加量的情况下，再投加一定量的H2O2 ，反应15分钟。以上水样均投加废水阳离子PAM，完成絮凝，测定上清液的COD。

2.实验结果

第一组实验数据明显看出当单独使用FENTON强氧化二沉池出水时，相比较单独使用PFS强氧化，其 COD去除率由82.0%提升至88.6%，但其仅化药吨水成本增加0.58元。这说明仅使用FENTON强氧化二沉池出水给企业增加很高的运行成本。

第二组实验中不额外投加亚铁盐，仅通过利用正常工况下PFS强氧化混凝后，再投加H2O2进行二次强氧化。其COD去除率由85.7%和80.1%分别提升至86.8%、85.2%，其化药吨水成本分别增加0.34元、0.56元。

以上通过两组实验对比，在确保排放废水COD达到“表3 水污染物特别排放限值”的要求COD≤60mg/L的条件，其第二组实验中的PFS强与H2O2联合工艺不仅能达到排放环保要求，也能为企业节降成本。因此更具有可行性。

2.总结

本方法研究的硫酸盐制浆造纸废水的处理方法，采用目前国内外常用的PFS强氧化工艺与H2O2强氧化机理相结合的方式，形成氧化絮凝反应新机理，实现对制浆造纸废水COD的锐减，从而满足制浆造纸废水处理低成本运行，且能稳定达标排放。通过处理后使得COD排放浓度稳定达到“表3”排放标准。此联合处理工艺，解决目前制浆废水COD难以处理的难题，同时将给制浆造纸的废水处理找到一个新的方向。满足日益严格的环保要求的。同时，这也为废水的后续资源化利用创造有利条件。

参考文献：

[1]刘一山.竹子亚硫酸钠与硫酸盐制浆比较[J].纸和造纸.2021（01）：28-31

[2]段超.蓝桉硫酸盐制浆改良工艺的研究[J].国际造纸.2011（06）：4-9