Fenton氧化+Ca(OH)2混凝組合工藝處理印染廢水生化尾水樹脂脫附液研究

許 玲，潘晶晶

（江蘇國創(chuàng)環(huán)保科技孵化器有限公司，南京 211102）

印染廢水成分復(fù)雜，可生化性差，且水質(zhì)波動(dòng)較大，其經(jīng)生物處理后產(chǎn)生的生化尾水樹脂脫附液有機(jī)物濃度高、色度高，處理難度大。樹脂脫附液的處理成為限制樹脂技術(shù)廣泛應(yīng)用的一大難題。高濃高鹽廢水的處理方法通常有蒸發(fā)法、高級(jí)氧化法、混凝法等，樹脂脫附液是典型的高濃高鹽廢水[1-3]。蒸發(fā)法處理成本高，高級(jí)氧化法處理樹脂脫附液效果好，但處理成本高。混凝法雖處理成本較低，但處理效果不理想。本研究針對生化尾水樹脂脫附液的特點(diǎn)，采用Fenton氧化+Ca(OH)2混凝組合工藝處理樹脂脫附液，研究目標(biāo)如下：一是去除樹脂脫附液中的有機(jī)物，提高廢水的可生化性；二是樹脂脫附液經(jīng)處理后能返回到生化系統(tǒng)，且不影響生化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)水質(zhì)

中試試驗(yàn)的原水直接取自某印染企業(yè)的生化尾水經(jīng)樹脂吸附-脫附的樹脂脫附液，樹脂脫附液的有機(jī)物濃度高，色度大，取生化尾水工段連續(xù)6 d的樹脂脫附液進(jìn)行試驗(yàn)，中試進(jìn)水水質(zhì)如表1所示。

表1 中試進(jìn)水水質(zhì)

1.2 工藝流程

現(xiàn)場的樹脂脫附液處理裝置主要由曝氣池、中和池和沉淀池三部分組成，處理工藝如圖1所示。本工藝采用Fenton氧化+Ca(OH)2中和混凝組合處理工藝。

圖1 組合工藝處理流程

1.3 試驗(yàn)參數(shù)

取5份相同體積的樹脂脫附液，將樹脂脫附液的pH用廢酸調(diào)至5，分別加入500 mg/L、1000 mg/L、1500 mg/L、2000 mg/L、2500 mg/L的Fe2+，然后分別加入同樣體積、過量的30%的過氧化氫溶液，攪拌反應(yīng)2 h，反應(yīng)結(jié)束后測試溶液的TOC、UV254。

取6份相同體積的樹脂脫附液，選擇亞鐵量為1500 mg/L，調(diào)節(jié)廢水的pH=5，分別按照[H2O2]/[Fe2+]=2、5、10、20、50、100加入不同的H2O2，攪拌反應(yīng)2 h，反應(yīng)結(jié)束后測試溶液的TOC、UV254。

中試裝置運(yùn)行中調(diào)節(jié)pH使用的酸為廢酸（大于50%），混凝劑為Ca（OH）2飽和溶液。將硫酸亞鐵（7H2O）溶解后加入Fenton氧化池，停留時(shí)間約2 h，然后加入混凝劑。處理后的樹脂脫附液經(jīng)沉淀15～18 h后，取上清液測試TOC、UV254、B/C。

取4個(gè)20 L的廣口玻璃瓶，模擬生化系統(tǒng)。分別取玻璃瓶體積的1/300、1/200、1/150、1/100的處理后的樹脂脫附液加入玻璃瓶中，連續(xù)運(yùn)行30 d，監(jiān)測出水COD。

2 結(jié)果與分析

2.1 亞鐵的量對Fenton氧化處理樹脂脫附液效果的影響

在5份相同體積的樹脂脫附液中加入不同量的亞鐵和同量的雙氧水，考察亞鐵的量對樹脂脫附液處理效果的影響。TOC和UV254的去除率如圖2所示。

由圖2可以看出，隨著Fe2+質(zhì)量濃度的增加，樹脂脫附液的TOC去除率逐漸升高，呈現(xiàn)先快后慢最后趨于穩(wěn)定的趨勢。UV254的去除率隨著Fe2+質(zhì)量濃度的增加提高很快，繼續(xù)增加Fe2+用量則會(huì)導(dǎo)致UV254去除率降低。原因是Fe2+的作用是催化H2O2產(chǎn)生氧化性很強(qiáng)的·OH，從而降解有機(jī)物。當(dāng)Fe2+不足時(shí)，產(chǎn)生的·OH的量較少，因而氧化效果不理想。隨著Fe2+量的增加，·OH的量也不斷增加，而過量的Fe2+反而會(huì)消耗·OH，進(jìn)而影響Fenton氧化的效果[4-5]。

圖2 Fenton氧化不同亞鐵的量處理樹脂脫附液效果比較

在Fe2+質(zhì)量濃度為1500 mg/L時(shí)，TOC去除率在35%左右，UV254去除率高于75%，效果均較好。因此，從經(jīng)濟(jì)和處理效果兩方面考慮，選用Fe2+質(zhì)量濃度為1500 mg/L。

2.2 雙氧水的量對Fenton氧化處理樹脂脫附液效果的影響

在6份相同體積的樹脂脫附液中加入同量的亞鐵和不同量的雙氧水，考察雙氧水的量對樹脂脫附液處理效果的影響。TOC和UV254的去除率如圖3所示。

圖3 Fenton氧化不同雙氧水量處理樹脂脫附液效果比較

由圖3可以看出，當(dāng)[H2O2]/[Fe2+]增加時(shí)，樹脂脫附液TOC的去除率逐步提高，當(dāng)[H2O2]/[Fe2+]=50時(shí)，TOC去除率約為33%，[H2O2]/[Fe2+]繼續(xù)增加時(shí)，TOC去除率增加不明顯。UV254的去除率隨著[H2O2]/[Fe2+]的增加提高很快，當(dāng)[H2O2]/[Fe2+]=50時(shí)，UV254的去除率逐漸變緩。因此，從經(jīng)濟(jì)和處理效果兩方面考慮，選用[H2O2]/[Fe2+]為50。

2.3 Fenton氧化+Ca（OH）2混凝組合工藝處理樹脂脫附液效果研究

樹脂脫附液經(jīng)Fenton氧化處理后進(jìn)一步加入飽和的Ca（OH）2溶液混凝沉淀，考察連續(xù)6 d的樹脂脫附液處理效果。取經(jīng)Fenton氧化+Ca（OH）2混凝組合工藝處理的出水，測試樹脂脫附液處理前后的TOC、UV254和 B/C。

圖4 樹脂脫附液處理后的TOC和UV254去除率

表2 樹脂脫附液處理前后的B/C對比

由圖4可以看出，在連續(xù)6 d的運(yùn)行中，樹脂脫附液經(jīng)Fenton氧化+Ca（OH）2混凝組合工藝處理后，TOC去除率在55%～75%，出水水質(zhì)較穩(wěn)定。由圖4可以看出，樹脂脫附液UV254去除率高于80%且較為穩(wěn)定。由表2可以看出，樹脂脫附液處理后的B/C有較大提高，由處理前的低于0.10提高至0.41，處理后的樹脂脫附液的可生化性較好。

2.4 組合工藝處理后的樹脂脫附液進(jìn)入生化系統(tǒng)穩(wěn)定性研究

該印染企業(yè)每天產(chǎn)生的生化尾水樹脂脫附液的量為7～8 t，約為該企業(yè)生化尾水產(chǎn)生量的1/200。這里主要考察不同比例的經(jīng)Fenton氧化+Ca（OH）2混凝組合工藝處理后的樹脂脫附液對生化系統(tǒng)運(yùn)行效果的影響。

圖5 生化尾水吸附-脫附處理

圖6 不同比例的處理后的樹脂脫附液進(jìn)入生化系統(tǒng)出水COD

由圖6可以看出，當(dāng)在模擬生化系統(tǒng)中分別加入1/300、1/200、1/150處理后的樹脂脫附液時(shí)，出水的COD比原生化出水COD稍有提高，說明加入該比例的處理后的樹脂脫附液對模擬生化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行影響不大。當(dāng)加入1/100處理后的樹脂脫附液時(shí)，出水的COD在前期比較穩(wěn)定，略有提高，隨著運(yùn)行時(shí)間推移，出水COD逐漸提高，中后期出水COD提高較大，說明其已對模擬生化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生了較大影響。因此，從模擬試驗(yàn)可以得出，生化系統(tǒng)可接受的處理后的樹脂脫附液的最大量為生化尾水的1/150。

3 結(jié)論

樹脂脫附液經(jīng)過Fenton氧化+Ca（OH）2混凝組合工藝處理后，TOC和UV254去除效果均較好，TOC去除率在55%～75%，UV254去除率高于80%，B/C由處理前的小于0.1升高至大于0.3，廢水的可生化性大大提高。同時(shí)，每天產(chǎn)生的樹脂脫附液的量約為生化尾水的1/200，而生化系統(tǒng)可接受的處理后的樹脂脫附液的最大量為生化尾水的1/150。因此，處理后的樹脂脫附液進(jìn)入生化系統(tǒng)處理，從出水的COD情況看，在短期內(nèi)樹脂脫附液（處理后）對生化系統(tǒng)基本未造成影響。