硫酸鹽制漿廢水處理中聚合硫酸鐵強氧化與FENTON工藝聯合使用的可行性研究

劉軍 李滿香

摘要：本文針對制漿造紙廢水排放標準執行《制漿造紙工業水污染物排放標準（GB3544-2008）》中“表3 水污染物特別排放限值”的要求后，工藝改革的可行性研究。主要從其原有PFS強氧化工藝聯合FENTON工藝對制漿廢水COD的去除效果進行了介紹，通過實驗小試及多組驗證實驗闡述了其可行性，并對其今后在實際的工程應用提供了指導方向。

關鍵詞：硫酸鹽制漿廢水、化學需氧量（COD）、聚合硫酸鐵（PFS）、雙氧水（H2O2）

引言：

制漿造紙廢水是國內外公認的難處理工業廢水之一。尤其是硫酸鹽制漿廢水，成分復雜，可生化性差，且含有大量的纖維素、木質素和各種化學藥品。針對硫酸鹽法制漿廢水的處理方法也很多，主要包括物理法、化學法、生物法等等。但隨著我國環保要求的日益嚴格，制漿廢水的排放標準亦日趨嚴格，目前部分區域要求達到《制漿造紙工業水污染物排放標準（GB3544-2008）》中“表3 水污染物特別排放限值”的要求。因此，傳統制漿造紙廢水處理工藝已經不能滿足廢水達標排放的要求了。為此，需要尋找到一種新型硫酸鹽制漿廢水整體處理方案或聯合工藝迫在眉睫。這也是企業可持續發展必須關注的環節。

海南某紙業有限公司是特大型制漿造紙企業，為達到“表3 水污染物特別排放限值”的要求，對國內、外的先進廢水處理技術與工藝進行篩選，尤其是對化學處理聯合工藝進行了實驗室多組實驗與驗證。為硫酸鹽制漿廢水的處理提供了參考方向。

1.實驗室小試

1.1藥劑及水樣：10%聚合硫酸鐵（PFS）、30%雙氧水（H2O2）、25%硫酸亞鐵（Fe2SO4）、鹽酸（HCL）、陽離子PAM、二沉池出水。

1.2研究方向：將二沉池出水單獨進行聚合硫酸鐵（PFS）強氧化和單獨FENTON（Fe2SO4+ H2O2）強氧化后對COD去除效果進行對比，核算噸廢水處理成本。

第一組實驗：

1.3方法及數據

1.3.1取多個1L水樣，分別先向二沉池出水投加一定量的鹽酸，將其PH調節到6.5-6.9之間，再投加不同量的PFS，反應30分鐘后投加廢水陽離子PAM，經攪拌完全絮凝，測定上清液的COD。

1.3.2同1.3.1實驗方法，僅用一定量的Fe2+和H2O2替代1.3.1中的PFS藥劑完成強氧化實驗。

1.3.3實驗數據

1.4實驗方法及數據

將10L二沉池水樣PH調節到6.8附近，分取多個1L水樣，投加PFS控制反應PH在3.5-3.8之間，進行攪拌17分鐘強氧化反應，同等PFS投加量的情況下，再投加一定量的H2O2 ，反應15分鐘。以上水樣均投加廢水陽離子PAM，完成絮凝，測定上清液的COD。

2.實驗結果

第一組實驗數據明顯看出當單獨使用FENTON強氧化二沉池出水時，相比較單獨使用PFS強氧化，其 COD去除率由82.0%提升至88.6%，但其僅化藥噸水成本增加0.58元。這說明僅使用FENTON強氧化二沉池出水給企業增加很高的運行成本。

第二組實驗中不額外投加亞鐵鹽，僅通過利用正常工況下PFS強氧化混凝后，再投加H2O2進行二次強氧化。其COD去除率由85.7%和80.1%分別提升至86.8%、85.2%，其化藥噸水成本分別增加0.34元、0.56元。

以上通過兩組實驗對比，在確保排放廢水COD達到“表3 水污染物特別排放限值”的要求COD≤60mg/L的條件，其第二組實驗中的PFS強與H2O2聯合工藝不僅能達到排放環保要求，也能為企業節降成本。因此更具有可行性。

2.總結

本方法研究的硫酸鹽制漿造紙廢水的處理方法，采用目前國內外常用的PFS強氧化工藝與H2O2強氧化機理相結合的方式，形成氧化絮凝反應新機理，實現對制漿造紙廢水COD的銳減，從而滿足制漿造紙廢水處理低成本運行，且能穩定達標排放。通過處理后使得COD排放濃度穩定達到“表3”排放標準。此聯合處理工藝，解決目前制漿廢水COD難以處理的難題，同時將給制漿造紙的廢水處理找到一個新的方向。滿足日益嚴格的環保要求的。同時，這也為廢水的后續資源化利用創造有利條件。

參考文獻：

[1]劉一山.竹子亞硫酸鈉與硫酸鹽制漿比較[J].紙和造紙.2021（01）：28-31

[2]段超.藍桉硫酸鹽制漿改良工藝的研究[J].國際造紙.2011（06）：4-9