Fenton氧化+Ca(OH)2混凝組合工藝處理印染廢水生化尾水樹脂脫附液研究

許 玲，潘晶晶

（江蘇國創環保科技孵化器有限公司，南京 211102）

印染廢水成分復雜，可生化性差，且水質波動較大，其經生物處理后產生的生化尾水樹脂脫附液有機物濃度高、色度高，處理難度大。樹脂脫附液的處理成為限制樹脂技術廣泛應用的一大難題。高濃高鹽廢水的處理方法通常有蒸發法、高級氧化法、混凝法等，樹脂脫附液是典型的高濃高鹽廢水[1-3]。蒸發法處理成本高，高級氧化法處理樹脂脫附液效果好，但處理成本高。混凝法雖處理成本較低，但處理效果不理想。本研究針對生化尾水樹脂脫附液的特點，采用Fenton氧化+Ca(OH)2混凝組合工藝處理樹脂脫附液，研究目標如下：一是去除樹脂脫附液中的有機物，提高廢水的可生化性；二是樹脂脫附液經處理后能返回到生化系統，且不影響生化系統的穩定運行。

1 材料與方法

1.1 試驗水質

中試試驗的原水直接取自某印染企業的生化尾水經樹脂吸附-脫附的樹脂脫附液，樹脂脫附液的有機物濃度高，色度大，取生化尾水工段連續6 d的樹脂脫附液進行試驗，中試進水水質如表1所示。

表1 中試進水水質

1.2 工藝流程

現場的樹脂脫附液處理裝置主要由曝氣池、中和池和沉淀池三部分組成，處理工藝如圖1所示。本工藝采用Fenton氧化+Ca(OH)2中和混凝組合處理工藝。

圖1 組合工藝處理流程

1.3 試驗參數

取5份相同體積的樹脂脫附液，將樹脂脫附液的pH用廢酸調至5，分別加入500 mg/L、1000 mg/L、1500 mg/L、2000 mg/L、2500 mg/L的Fe2+，然后分別加入同樣體積、過量的30%的過氧化氫溶液，攪拌反應2 h，反應結束后測試溶液的TOC、UV254。

取6份相同體積的樹脂脫附液，選擇亞鐵量為1500 mg/L，調節廢水的pH=5，分別按照[H2O2]/[Fe2+]=2、5、10、20、50、100加入不同的H2O2，攪拌反應2 h，反應結束后測試溶液的TOC、UV254。

中試裝置運行中調節pH使用的酸為廢酸（大于50%），混凝劑為Ca（OH）2飽和溶液。將硫酸亞鐵（7H2O）溶解后加入Fenton氧化池，停留時間約2 h，然后加入混凝劑。處理后的樹脂脫附液經沉淀15～18 h后，取上清液測試TOC、UV254、B/C。

取4個20 L的廣口玻璃瓶，模擬生化系統。分別取玻璃瓶體積的1/300、1/200、1/150、1/100的處理后的樹脂脫附液加入玻璃瓶中，連續運行30 d，監測出水COD。

2 結果與分析

2.1 亞鐵的量對Fenton氧化處理樹脂脫附液效果的影響

在5份相同體積的樹脂脫附液中加入不同量的亞鐵和同量的雙氧水，考察亞鐵的量對樹脂脫附液處理效果的影響。TOC和UV254的去除率如圖2所示。

由圖2可以看出，隨著Fe2+質量濃度的增加，樹脂脫附液的TOC去除率逐漸升高，呈現先快后慢最后趨于穩定的趨勢。UV254的去除率隨著Fe2+質量濃度的增加提高很快，繼續增加Fe2+用量則會導致UV254去除率降低。原因是Fe2+的作用是催化H2O2產生氧化性很強的·OH，從而降解有機物。當Fe2+不足時，產生的·OH的量較少，因而氧化效果不理想。隨著Fe2+量的增加，·OH的量也不斷增加，而過量的Fe2+反而會消耗·OH，進而影響Fenton氧化的效果[4-5]。

圖2 Fenton氧化不同亞鐵的量處理樹脂脫附液效果比較

在Fe2+質量濃度為1500 mg/L時，TOC去除率在35%左右，UV254去除率高于75%，效果均較好。因此，從經濟和處理效果兩方面考慮，選用Fe2+質量濃度為1500 mg/L。

2.2 雙氧水的量對Fenton氧化處理樹脂脫附液效果的影響

在6份相同體積的樹脂脫附液中加入同量的亞鐵和不同量的雙氧水，考察雙氧水的量對樹脂脫附液處理效果的影響。TOC和UV254的去除率如圖3所示。

圖3 Fenton氧化不同雙氧水量處理樹脂脫附液效果比較

由圖3可以看出，當[H2O2]/[Fe2+]增加時，樹脂脫附液TOC的去除率逐步提高，當[H2O2]/[Fe2+]=50時，TOC去除率約為33%，[H2O2]/[Fe2+]繼續增加時，TOC去除率增加不明顯。UV254的去除率隨著[H2O2]/[Fe2+]的增加提高很快，當[H2O2]/[Fe2+]=50時，UV254的去除率逐漸變緩。因此，從經濟和處理效果兩方面考慮，選用[H2O2]/[Fe2+]為50。

2.3 Fenton氧化+Ca（OH）2混凝組合工藝處理樹脂脫附液效果研究

樹脂脫附液經Fenton氧化處理后進一步加入飽和的Ca（OH）2溶液混凝沉淀，考察連續6 d的樹脂脫附液處理效果。取經Fenton氧化+Ca（OH）2混凝組合工藝處理的出水，測試樹脂脫附液處理前后的TOC、UV254和 B/C。

圖4 樹脂脫附液處理后的TOC和UV254去除率

表2 樹脂脫附液處理前后的B/C對比

由圖4可以看出，在連續6 d的運行中，樹脂脫附液經Fenton氧化+Ca（OH）2混凝組合工藝處理后，TOC去除率在55%～75%，出水水質較穩定。由圖4可以看出，樹脂脫附液UV254去除率高于80%且較為穩定。由表2可以看出，樹脂脫附液處理后的B/C有較大提高，由處理前的低于0.10提高至0.41，處理后的樹脂脫附液的可生化性較好。

2.4 組合工藝處理后的樹脂脫附液進入生化系統穩定性研究

該印染企業每天產生的生化尾水樹脂脫附液的量為7～8 t，約為該企業生化尾水產生量的1/200。這里主要考察不同比例的經Fenton氧化+Ca（OH）2混凝組合工藝處理后的樹脂脫附液對生化系統運行效果的影響。

圖5 生化尾水吸附-脫附處理

圖6 不同比例的處理后的樹脂脫附液進入生化系統出水COD

由圖6可以看出，當在模擬生化系統中分別加入1/300、1/200、1/150處理后的樹脂脫附液時，出水的COD比原生化出水COD稍有提高，說明加入該比例的處理后的樹脂脫附液對模擬生化系統的穩定運行影響不大。當加入1/100處理后的樹脂脫附液時，出水的COD在前期比較穩定，略有提高，隨著運行時間推移，出水COD逐漸提高，中后期出水COD提高較大，說明其已對模擬生化系統的穩定運行產生了較大影響。因此，從模擬試驗可以得出，生化系統可接受的處理后的樹脂脫附液的最大量為生化尾水的1/150。

3 結論

樹脂脫附液經過Fenton氧化+Ca（OH）2混凝組合工藝處理后，TOC和UV254去除效果均較好，TOC去除率在55%～75%，UV254去除率高于80%，B/C由處理前的小于0.1升高至大于0.3，廢水的可生化性大大提高。同時，每天產生的樹脂脫附液的量約為生化尾水的1/200，而生化系統可接受的處理后的樹脂脫附液的最大量為生化尾水的1/150。因此，處理后的樹脂脫附液進入生化系統處理，從出水的COD情況看，在短期內樹脂脫附液（處理后）對生化系統基本未造成影響。