过硫酸钠活化法深度氧化竹材制浆废水的研究

来源 :中国林业科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:SOHOCJ
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竹子是优良的制浆原料,用化学机械法制浆耗水量小,污染负荷低,但是制浆废水COD高。污水处理设施滞后,更严格的废水排放标准开始施行,迫切需要废水处理新技术。在中性及碱性环境下,过硫酸盐活化体系的污染物降解能力比芬顿体系强,展现出较好的应用前景。福建竹材化学机械法制浆,总废水量为25m3/t,污染负荷为190kgCOD/t。蒸挤、挤压和洗浆工段废水不仅悬浮物和可溶物多,而且无机离子含量高,其中挤压废水的COD达27000mg/L。制浆废水中污染物以芳香族类和长链烷烃类物质为主,COD为8491mg/L,色度为7541度。制浆废水经一段和二段UASB反应器处理,出水COD分别为4252mg/L和1011mg/L,BOD5/COD由0.22增加为0.33,可生化性提高;再采用SBR好氧处理,MLSS为2.6~3.7g/L,污泥负荷为0.50~1.50kgCOD/(kgMLSS.d),出水COD降低至144mg/L,去除率高于83.38%。制浆废水经生化处理后,电导率仅下降29.75%,而COD、TOC、TN、SS等去除率均高于97.35%,说明无机离子类去除效果差,而有机污染物去除效果较好。生化出水无机离子和总有机碳含量均较高,废水中有机物以乙二醇二乙醚为主,还含有芳香族类、卤代烷类和烷烃类等物质。热活化Na2S2O8法深度处理生化出水表明:COD随着Na2S2O8用量增加而降低;温度升高,氧化活性增强,COD先保持不变再迅速减低,最后出现轻微下降或者增加;温度升高,Na2S2O8活化效率增强。pH值在多方面影响热活化体系Na2S2O8对废水的处理效果。pH增加,COD变化复杂,但是去除效果在碱性时比中性和酸性时好。然而,热活化Na2S2O8的反应性强,20min内可几乎完成,延长时间,COD值变化不大。Na2S2O8用量为1.5kg/t,在50℃下反应1h时,COD具有最低值65mg/L,去除率达54.86%。FeSO4混凝作用仅能使废水COD降低至74mg/L,而过渡金属离子能够活化Na2S2O8促进强氧化性SO4-的生成,发挥协同作用。FeSO4/Na2S2O8体系增加Na2S2O8用量,COD先降低后升高;增加FeSO4用量,COD先降低后保持不变。增强Fe2+/S2O82-体系氧化能力的关键是确立S2O82-和Fe2+的用量比。较优用量比为2.14~2.62,而Na2S2O8与FeSO4用量分别为1kg/t和0.42kg/t时,COD为50mg/L,对应最优用量比为2.38。然而,pH值对Fe2+/S2O82-体系COD值的影响较为复杂。在pH值为9的弱碱性,FeSO4和Na2S2O8用量为0.48kg/t和0.8kg/t时,COD比酸性和中性条件时低7~14mg/L,优于芬顿反应。温度的影响比pH值显著,20℃升高至40℃时,COD缓慢下降,而50℃时,COD陡然增加。EDTA螯合Fe2+活化Na2S2O8,氧化能力增强。EDTA用量增加,COD先减小后趋于稳定;EDTA为0.6kg/t,Na2S2O8与FeSO4用量分别为0.8kg·/t和0.48kg/t,COD降低至最小值17mg/L。Ag+本身具有催化氧化作用,且Ag+活化Na2S2O8的活性强于Fe2+。AgNO3用量增加,COD降低。AgNO3用量相同时,增加Na2S2O8用量,COD先降低后趋于稳定。当AgNO3用量为0.18kg/t,Na2S2O8用量为1.0kg/t时,COD降低至11mg/L,水质较为清澈。然而,采用固定化Ag+陶粒活化Na2S2O8,粘土包裹导致有效接触面积减小,COD去除效果差。Ag+固定化新技术的应用可促使Ag+/S2O82-体系发挥极强氧化活性。热活化Na2S2O8的处理费高,而Fe2+/S2O82-体系成本为58~66元/(kgCOD),高于芬顿体系的22.9元/(kgCOD),而将混凝等物理方法与过硫酸盐活化等技术结合,可使COD降低至50mg/L甚至更低,而费用又不致过高。
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