芬頓氧化工藝在彩膜顯影廢水中應用

摘 要：液晶彩膜顯影廢水的特點是：①污染程度高，COD最高達10000mg/L；②色度深，紅色、綠色、藍色、黑色顯影清洗廢水混合收集進入廢水收集系統后顯深黑色；③廢水中含有少量表面活性劑，易起泡；④氨氮，總磷的含量低，一般低于5mg/L。實際證明芬頓氧化工藝在彩膜顯影廢水中效果顯著，芬頓氧化處理彩膜顯影廢水的特點是：①適用于高COD廢水，對COD高達10000mg/L的彩膜顯影廢水能穩定處理；②色度去除率好，彩膜廢水經芬頓氧化后澄清無色；③處理效果穩定，不因產品品種發生變化處理效果發生變化。

關鍵詞：芬頓氧化；液晶彩膜顯影廢水

中圖分類號：X784 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0375-01

1 前 言

液晶彩膜生產過程中產生大量顯影清洗廢水，顯影廢水因其COD高，色度深，成分復雜使用傳統的物理、化學方法很難處理。本文主要介紹芬頓氧化在彩膜廢水處理中應用的狀況以及調節方法。

2 芬頓氧化工藝介紹

過氧化氫與催化劑Fe2+構成的氧化體系通常稱為芬頓試劑。芬頓試劑之所以具有非常高的氧化能力，是因為在Fe2+離子的催化作用下H202的分解活化能較低（34.9kJ/mol），能夠分解產生羥基自由基·DH。同其它氧化劑相比，羥基自由基具有更高的氧化電極電位，因而具有很強的氧化性能。

芬頓試劑氧化處理對象和特點：可以將羧酸、醇、酯類有機化合物氧化為無機態，氧化效果十分明顯，特別適用于某些難治理的或對生物有毒性的工業廢水的處理。具有反應迅速、溫度和壓力等反應條件緩和且無二次污染等優點。本項目產生的高濃度有機廢水含羧酸、酯類化合物，適用于芬頓試劑氧化處理法。

3 處理過程

本項目高濃度有機廢水經收集后泵入調節池，經混合調節均勻后泵入pH調節池，將廢水pH調至預定范圍后泵入反應池1，加入三氯化鐵藥劑進行絮凝反應，同樣再打入反應池2進行絮凝反應。在兩個反應池內進行充分攪拌混合，使廢水中部分有機物沉淀析出。沉淀析出的污泥泵入污泥濃縮系統。

絮凝沉淀處理后的廢水進入反應池3、反應池4，在兩個反應池內加入芬頓試劑（H2O2+FeSO4）進行氧化反應，同時調節pH以氧化反應完全。氧化處理后的廢水再泵入絮凝池，加入PAM（聚丙烯酰胺）藥劑進行絮凝反應，沉淀析出的污泥同樣經泵打入污泥濃縮系統。處理后的廢水打入清水池，監測合格后進入廠區中和池。

4 控制要點

4.1 絮凝沉淀加藥量及pH控制

本項目使用38%液體三氯化鐵作為絮凝劑，添加量5L/立方廢水。添加三氯化鐵后廢水pH急劇下降，穩定后pH與廢水原有pH有關，需要添加氫氧化鈉調節廢水pH，控制要點為調節至pH=6.2-7.0，調節時盡量調至pH下限，這樣既節約氫氧化鈉用量又有利于顯影廢水中物質沉淀。經過充分反應后加入0.3%陰離子PAM6。在一般情況下，三氯化鐵絮凝沉淀在pH=9-11沉淀效果最佳，但在處理彩膜顯影廢水時此條件沉淀效果不佳，在后續芬頓反應時有耗費大量硫酸降低pH。三氯化鐵經過充分反應后加入0.3%陰離子PAM（聚丙烯酰胺）6L/立方廢水后進入沉淀池沉淀。經過實踐得知，陰離子PAM添加量對污泥成型有很大影響。減少PAM添加量廢水上清液COD及色度影響較小，但污泥成型困難，粘濾布嚴重，壓濾困難，污泥含水量大。

4.2 芬頓氧化條件及控制要點

經過絮凝沉淀的上清液進入芬頓氧化池。本項目使用27.5%雙氧水，添加量4L/立方廢水，添加雙氧水后加入30%硫酸亞鐵4L/立方廢水，同時加入硫酸調節pH=2.5-2.8。經過充分混合，充分反應后進入pH調節池。雙氧水添加量調試目標為既保障了廢水處理效果又不過多殘留。殘留雙氧水必須用還原劑除去，否則雙氧水分解形成氣泡浮著在污泥上影響污泥沉淀效果。在一般情況下芬頓反應的最佳pH在pH=3-5，但在處理彩膜顯影廢水時此條件氧化效果不佳，易出現彩膜顯影廢水處理后殘留色度問題。廢水進過芬頓氧化后加入3L/立方廢水亞硫酸氫鈉中和殘余雙氧水及pH，同時加入氫氧化鈉調節pH=6-8。中和時會出現大量泡沫，需要加入消泡劑處理。充分反應后加入0.3%陽離子離子PAM（聚丙烯酰胺）6L/立方廢水后進入沉淀池沉淀。陽離子PAM添加量對污泥成型也有很大影響。減少PAM添加量廢水上清液COD及色度影響較小，但污泥成型困難，粘濾布嚴重，壓濾困難，污泥含水量大。

5 結 語

在調試初期，絮凝沉淀池控制條件按三氯化鐵加藥量按7.5L/立方廢水控制，pH調整按pH=9控制，沉淀效果差，沉淀后整體呈現泥漿狀，COD去除率不到10%。經多次實踐，將pH調整在6～7后沉淀效果明顯好轉，COD去除率達40%。后因沉淀池污泥過多調整三氯化鐵加藥量至5L/立方廢水后污泥量減少，COD去除率良好。芬頓氧化池前期沒有設計殘余雙氧水中和裝置，殘余雙氧水產生氣泡附著在污泥表面導致污泥上浮，處理后廢水渾濁，COD去除率差。經過實踐在芬頓氧化后加入亞硫酸氫鈉中和殘余雙氧水后污泥沉淀效果好，泥水界面清晰，處理后廢水澄清，COD總的去除率達到80%。由于廢水進水水質經常發生變化，此系統的加藥及控制并不能根據水質自行調整，需要運行人員有適當經驗根據水質情況及時調整。

參考文獻

[1]馬承愚，彭英利.高濃度難降解有機廢水治理與控制（第2版）.化學工業出版社.

[2]唐受印，戴友芝，等.水處理工程師手冊（第1版）.化學工業出版社.

[3]常 青.水處理絮凝學（第2版）.化學工業出版社.

[4]周本省.工業水處理技術（第2版）.化學工業出版社.

收稿日期：2018-9-12

作者簡介：蘇金保（1984-），男，江蘇南京人，主要從事彩色濾光片生產自動化制造系統動力設備的維保及水處理技術工作，任動力部部長。