UVFenton氧化技术深度处理漂白废水.pdf

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1、华南理工大学学报(自然科学版)第39卷第1期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVOl

2、39No．12011年1月(NaturalScienceEdition)January2011文章编号：1000-565X(2011)01—0079—05UV／Fenton氧化技术深度处理漂白废水术王兆江李军王强陈克复(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室，广东广州510640)摘要：采用UV／Fenton氧化技术对混凝一厌氧污泥处理后的漂白废水进行深度处理，以去除残余污染负荷并降低废水的生

3、物抑制性．通过响应面设计优化反应体系参数，利用气相色谱一质谱联用仪研究废水中有机污染物的降解历程．得到最佳反应条件为：pH3．8、HO用量30mmol／L、H02／Fe(II)物质的量比60：7、反应时间120min，在该条件下，废水的化学需氧量去除率达到最大值88．2％．同时发现：漂白废水中的芳香化合物、多环芳烃和有机氯化物等有毒物质与Fenton试剂产生的·OH自由基发生氧化反应而降解为低分子质量的有机酸；UV／Fenton处理后废水的生物抑带】性明显降低，可生化指数大幅提高．关键词：废水处理；漂白；高级氧化；Fento

4、n试剂；降解机理；可生化性中图分类号：X793doi：10．3969／j．issn．1000．565X．2011．Ok．015国内的制浆造纸工业大都采用基于氯气、次氯Fe+·OH手Fe+OH一(5)酸盐或二氧化氯的漂白工艺，因此，漂白废水除了高Fe+H202手==兰Fe+H+HO2·(6)负荷的化学需氧量(COD)和生物需氧量(BOD)外，Fe+HO2·==02+Fe2+H(7)还有较高含量的有机氯化物，此类污染物源于漂白·OH自由基的持续产生由反应式(1)和反应剂与木素的反应产物，对水体中的藻类、微生物具有式(2)形成的反

5、应循环实现．·OH自由基具有强氧生物抑制性和生物毒性，导致生物技术在去除污染化性，能够快速降解废水中的有机污染物．反应式负荷方面效果不佳¨J．(1)和(2)表明·OH自由基的产生和Fe(Ⅱ)的再2008年6月，国家环境保护部发布制浆造纸工生均受反应体系pH的影响；反应式(3)和(6)表明业水污染物排放标准GB3544-2008，极大提高了污过高的pH会导致H：0：的无效分解，降低H0的染物排放控制要求，对于新建制浆造纸项目，将废水利用率．反应式(4)和(5)表明Fenton反应体系中存COD排放限值由400mg／L调整为50

6、0mg／L．现行的在H0：、Fe¨与·OH的副反应，过高的H0、Fe生物处理系统远不能满足新标准的要求，因此，制浆用量均会消耗·OH．造纸废水的深度处理技术成为近年来研究的热点．关于UV／Fenton氧化技术在制浆造纸漂白废水研究表明，UV／Fenton氧化技术在处理高污染负荷、方面的应用，目前已有一些研究，但由于其处理过程有毒废水方面效果显著J，其作用机理如下：需要大量化学药品，成本较高，因此实际应用受到了Fe+H2O2：=Fe+OH一+·OH(1)一定限制HJ．物理一生物一UV／Fenton联用是降低Fe。+hvFe+·

7、OH+H(2)处理成本的有效途径．该流程利用混凝技术将废水H2O2+OH——H2O+HO0一(3)中大分子有机污染物去除，然后通过厌氧生物处理H202+·OHH20+H02·(4)进一步去除可生物降解的有机污染物，这样，废水中收稿日期：2010—01．06$基金项目：国家“863”计划项目(B11B1080090)；制浆造纸工程国家重点实验室自主创新项目(2007ZD01)作者简介：王兆江(1982一)，男，博士生，主要从事制浆造纸清洁生产与污染控制研究．E—mail：wzj820415@126．com80华南理工大学学报(

8、自然科学版)第39卷仅含少量生化性较低的有机污染物，在此基础上采应体系的pH值、HO：用量、Fe(1I)用量，以COD用UV／Fenton氧化技术进行深度处理，不但能极大去除率为响应目标，优化UV／Fenton反应条件．实验地降低处理成本，而且可以有针对性地对废水中残设计如表1所示，反应时间均为120min．余的、具有生物毒性或抑制性的污染物进行降解．表l响应面实验设计因素水平表对于制浆造纸工业废水的深度处理，国内大多Table1Levelsandfactorsofresponsesurfaceexperiment采用混凝一

9、高级氧化两步处理工艺j，采用物理一生物一UV／Fenton联用技术处理漂白废水的研究较少，在系统优化和有毒物质降解机理方面的研究也鲜有报道．因此，文中利用UV／Fenton法对混凝、厌氧生物处理后的漂白废水进行深度处理，以COD去除率为目标，通过响应面法优化系统参数．在此基础上，利用气相色