芬頓處理工藝在畜禽養殖廢水處理中的研究探索

王秀林 周麗娜

摘要：畜禽養殖廢水會給環境造成很大的壓力，處理畜禽養殖廢水是目前全社會關注的焦點，本論文通過介紹畜禽養殖廢水的主要處理過程，發現芬頓處理工藝在深度處理階段的優勢，并探索通過改變藥劑投放順序、藥劑投放量和藥劑反應時間在芬頓處理工藝中的可行性，爭取在做到畜禽養殖廢水處理效果較好的同時，降低投入成本。

關鍵詞：畜禽養殖廢水;深度處理;芬頓處理工藝;

前言

近年來，隨著我國經濟社會的發展，人們對于肉類產品的需求不斷在增加，因此畜禽養殖業的發展水平在不斷提升。畜禽養殖廢水是指在畜禽養殖過程中畜禽的尿液、糞便、清洗水等組成的廢水。這種廢水屬于高濃度的有機廢水，較高化學需氧量、氨氮、磷、重金屬等污染物，隨意排放會污染地下水源，大量廢水聚積會影響周邊的土地，影響農作物的生長，給人們安全帶來隱患。因此，如何在進行規模化養殖的過程當中開展廢水處理顯得十分重要。從我國目前畜禽養殖業的廢水處理現狀來看，在處理的過程中仍然存在著諸多問題，如：藥劑投入多、處理成本高、不能夠真正達到無害化的效果，致使對周邊環境和人們的正常生產生活產生嚴重的影響。因此，建立成本低和高效的畜禽養殖廢水處理工藝很有必要而且非常迫切。

一、畜禽養殖廢水處理工藝

根據養殖廢水的排放特點、水質特點及場區出水要求，處理工藝主要有預處理、生化處理和深度處理三個部分。預處理主要是去除廢水中的懸浮物等，降低后續處理的負荷，預處理系統主要包含固液分離及攪拌系統，一般采用全自動固液分離機，坐落于調節池上方。生化處理是整個處理工藝的核心部分，主要是通過微生物的新陳代謝，來分解廢水中溶解性的有機物。深度處理是進一步去除生化處理未能降解的污染物，最終保證達到出水排放標準。

二、芬頓處理工藝在畜禽養殖廢水處理中的研究探索

污水經過預處理和生化處理后，未能降解的部分基本為生化難降解的有機污染物、懸浮物及色度，需要進一步深度處理。芬頓處理工藝是目前深度處理工藝中常見的一種。傳統的芬頓處理系統是在酸性條件下，H2O2在Fe2+存在下生成強氧化能力的羥基自由基（·OH），并引發更多的其他活性氧，以實現對有機物的降解。一般情況下，在工程上采用芬頓工藝時，將廢水調節到3～5，理論上在3.5時為最佳，當羥基自由基（·OH）把廢水中難以降解的污染物氧化降解后，廢水需在中和池投加液堿，將廢水中和至中性，再做進一步處理。在這個傳統芬頓處理過程中容易導致藥劑加入量較多，項目投入成本較高。針對這一問題，探索通過優化芬頓處理系統中藥劑投放順序、藥劑投放量和藥劑反應時間，爭取在做到畜禽廢水處理效果較好的同時，降低投入成本。

1、改變藥品投放順序

一般情況下，芬頓試劑需要在酸性條件下發生反應，在中性和堿性的環境中Fe2+不能催化氧化H2O2產生（·OH），多項研究結果表明芬頓試劑在酸性條件下，特別是pH在3～5時氧化能力很強，此時的有機物降低速率最快，能夠在短短幾分鐘內降解。而通過前期加酸，后期加減，項目投入成本較高，由于FeSO4本身屬于酸性物質，為此，我們可以從藥品投放順序入手，通過先直接加FeSO4營造酸性環境，再加入H2O2反應生成羥基自由基，研究在此環境下的羥基自由基氧化能力是否和傳統加酸環境下的羥基自由基氧化能力一樣或更好。

2、選擇合適的藥劑投放量

芬頓工藝在處理廢水時需要判斷藥劑投入量及經濟性，當H2O2的投入量大，廢水COD的去除率會有所提高，但當H2O2的投入量增加到一定程度后，COD去除率慢慢下降，催化劑的投入量也和H2O2的投入量有相同的情況，當增加Fe2+的用量，廢水COD的去除率會增大，當Fe2+增加到一定程度后，COD去除率開始下降。因此，選擇合適的藥品投放量，來達到最好的處理效果，是一項很重要的工作。

3、選擇合適的藥劑反應時間

芬頓氧化過程中，COD等指標的去除率會隨著時間的延長而增大，有些文獻表明，在催化氧化反應進行至45～60min時，COD去除率達到最大值。芬頓試劑處理不同廢水的反應時間與廢水的pH及其所含有機物的種類有關，不同類型廢水催化氧化時間有所不同。根據這一特點，選擇合適的試劑反應時間將改善廢水處理效果。將根據前期廢水處理實施情況，藥劑投放順序的改變，藥劑投放量的選擇來選擇合適的試劑反應時間，達到預期的廢水處理效果。

三、小結與展望

畜禽養殖廢水屬于高濃度有機廢水，為保證出水達到排放標準并盡可能降低畜禽養殖廢水處理投入費用，本論文著力通過研究探索芬頓處理工藝中藥劑投放順序、藥劑投放量和藥劑反應時間來提高養殖廢水處理效果，后續將在實際養殖廢水處理中不斷進行調試，爭取在養殖廢水處理中取得更大的突破。

參考文獻

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江西省教育廳科技課題：芬頓處理工藝在畜禽養殖廢水中的優化與研究;課題編號：GJJ204410