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      高鐵酸鉀和聚合硫酸鐵聯合處理造紙廢水效果好

      發布時間:2022年7月6日    

      造紙廢水主要為高濃度有機廢水,含木素、殘堿、硫化物、氯化物等污染物。其特點是廢水量大,COD濃度高,纖維懸浮物多,而且含二價硫元素,色度高,有硫醇類惡臭氣味,目前我國造紙廢水處理主要采用絮凝沉淀法,但是傳統絮凝沉淀法COD去除率在60%~74%,BOD去除率在60%~70%,較難達到國家一級排放標準。

      在研究工作中,我們發現高鐵酸鉀對造紙黑液具有非常好的凈化作,但是由于高鐵酸鉀生產成本高,使水處理費用居高不下,于是我們采用高鐵酸鉀和聚合硫酸鐵(PFS)聯用技術處理造紙綜合廢水,既可發揮高鐵酸鉀的強氧化能力,又可使得分解產物氫氧化鐵膠體與聚合硫酸鐵聯合發揮高效吸附絮凝作用,并且在廢水處理過程中本身不產生任何誘變致癌的物質,具有高度的安全性。

      實驗材料

      造紙廢水(取自某造紙廠),pH值7.53,色度80倍,濁度800NTU,BOD4863mg·L-1,CODCr2825mg·L-1。

      綜合廢水經24h沉降后傾倒出上層液體,以分離其中粗纖維和大顆粒物質,后轉移至20L玻璃廣口瓶中,密封,置于陰暗處保存。

      藥劑及儀器

      藥劑:高鐵酸鉀,純度98%;聚合硫酸鐵,工業級。儀器:pHS-3C型酸度計,721分光光度計,2100N型濁度儀。

      實驗方法

      實驗采用燒杯混凝實驗方法。首先將綜合廢水調節pH值至3.0~5.0,將高鐵酸鉀加入到盛有廢水的燒杯中,快速攪拌(200r·min-1)2min后慢速攪拌(40r·min-1)5min,然后調節廢水pH值7.0~8.0,加入50mg·L-1(有效成分以鐵計)聚合硫酸鐵,慢速攪拌(40r·min-1)5min,沉降2h。在上清液面下3mm處吸取上清液,測其CODCr、BOD、濁度、色度。

      結果與討論

      高鐵酸鉀處理造紙綜合廢水時,首先是六價鐵發揮其強氧化作用,除去廢水中易于被氧化污染物,同時破壞高分子親水膠體的穩定性,隨后通過還原產物三價鐵及聚合硫酸鐵的絮凝沉降作用,對廢水起到進一步凈化處理。

      2.1高鐵酸鉀/聚合硫酸鐵聯用對造紙綜合廢水處理

      高鐵酸鉀與聚合硫酸鐵聯合使用處理造紙綜合廢水的效果如表1所示,聚合硫酸鐵投加量為50mg·L-1。

      表1高鐵酸鉀/聚合硫酸鐵聯用對造紙綜合廢水的處理效果

      表1 高鐵酸鉀和聚合硫酸鐵聯用對造紙廢水的處理效果

      由表1可知,高鐵酸鉀與聚合硫酸鐵聯用處理造紙綜合廢水,當高鐵酸鉀投入量為15mg·L-1、聚合硫酸鐵投入量50mg·L-1時就具有非常好的效果,處理后的廢水達到國家排放標準,且從經濟成本上考慮也可達到企業接受的范圍。

      2.2高鐵酸鉀/聚合硫酸鐵聯用對造紙綜合廢水的作用機理

      通過2.1中的實驗結果,結合高鐵酸鉀與聚合硫酸鐵的理化性能,提出高鐵酸鉀/PFS聯用對造紙綜合廢水的作用機理。

      (1)高鐵酸鉀在酸性條件下的氧化電很電位為2.2V,在酸性條件下,高鐵酸鉀首先發揮強的氧化作用,氧化造紙綜合廢水中易于被氧化的有機化合物,破壞高分子親水膠體的穩定性,再利用新生成Fe3+的絮凝沉降作用除去一些高分子的有機化合物,進而有效地降低COD;同時,Fe3+的絮凝作用對廢水的色度、濁度均具有非常好的改善作用。

      (2)高鐵酸鉀的強氧化性能夠破壞微生物的細胞壁、細胞膜以及細胞結構中的酶,抑制蛋白質及核酸的合成,阻礙微生物的生長和繁殖,起到殺死微生物的作用。

      (3)綜合廢水中的木素、纖維素、半纖維素等高分子物質呈親水溶膠形式存在,高鐵酸鉀依靠強的氧化作用,能夠有效地破壞廢水中的高分子污染物的親水膠體平衡狀態,進而發生沉降,從廢水中分離出來。

      高鐵酸鉀和聚合硫酸鐵均是環境友好的污水處理劑,它們作用于造紙工業綜合廢水,不僅能夠起到良好的凈化作用,而且在處理過程中本身不產生任何有毒物質,具有高度的安全性。

      使用高鐵酸鉀/聚合硫酸鐵聯用處理造紙綜合廢水,當廢水pH值7.53,色度為80倍,濁度800NTU,BOD4863mg·L-1,CODCr2825mg·L-1時,高鐵酸鉀用量15mg·L-1,聚合硫酸鐵使用量為50mg·L-1具有較好的效果,色度去除率為94.3%,濁度去除率為95.2%,BOD去除率為91.14%,CODCr去除率為92.01%。

      研究發現,高鐵酸鉀與聚合硫酸鐵對造紙綜合廢水的作用是利用高鐵酸鉀自身的強氧化能力氧化有機物,有效地破壞親水膠體的穩定性,通過新生成Fe3+和聚合硫酸鐵的絮凝作用,有效地去除廢水中的COD、BOD、色度和濁度;同時,高鐵酸鉀的氧化性對造紙廢水中的微生物也有很好的去除作用。

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