高鐵酸鉀和聚合硫酸鐵聯(lián)合處理造紙廢水效果好

造紙廢水主要為高濃度有機(jī)廢水，含木素、殘堿、硫化物、氯化物等污染物。其特點(diǎn)是廢水量大，COD濃度高，纖維懸浮物多，而且含二價(jià)硫元素，色度高，有硫醇類惡臭氣味,目前我國(guó)造紙廢水處理主要采用絮凝沉淀法，但是傳統(tǒng)絮凝沉淀法COD去除率在60%～74%，BOD去除率在60%～70%，較難達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

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

實(shí)驗(yàn)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(jīng)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(zhì)，后轉(zhuǎn)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(yè)級(jí)。儀器：pHS-3C型酸度計(jì)，721分光光度計(jì)，2100N型濁度儀。

實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)采用燒杯混凝實(shí)驗(yàn)方法。首先將綜合廢水調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)廢水pH值7.0~8.0，加入50mg·L-1（有效成分以鐵計(jì)）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(cè)其CODCr、BOD、濁度、色度。

結(jié)果與討論

高鐵酸鉀處理造紙綜合廢水時(shí)，首先是六價(jià)鐵發(fā)揮其強(qiáng)氧化作用，除去廢水中易于被氧化污染物，同時(shí)破壞高分子親水膠體的穩(wěn)定性，隨后通過還原產(chǎn)物三價(jià)鐵及聚合硫酸鐵的絮凝沉降作用，對(duì)廢水起到進(jìn)一步凈化處理。

2.1高鐵酸鉀/聚合硫酸鐵聯(lián)用對(duì)造紙綜合廢水處理

高鐵酸鉀與聚合硫酸鐵聯(lián)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(lián)用對(duì)造紙綜合廢水的處理效果

由表1可知，高鐵酸鉀與聚合硫酸鐵聯(lián)用處理造紙綜合廢水，當(dāng)高鐵酸鉀投入量為15mg·L-1、聚合硫酸鐵投入量50mg·L-1時(shí)就具有非常好的效果，處理后的廢水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，且從經(jīng)濟(jì)成本上考慮也可達(dá)到企業(yè)接受的范圍。

2.2高鐵酸鉀/聚合硫酸鐵聯(lián)用對(duì)造紙綜合廢水的作用機(jī)理

通過2.1中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合高鐵酸鉀與聚合硫酸鐵的理化性能，提出高鐵酸鉀/PFS聯(lián)用對(duì)造紙綜合廢水的作用機(jī)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(fā)揮強(qiáng)的氧化作用，氧化造紙綜合廢水中易于被氧化的有機(jī)化合物，破壞高分子親水膠體的穩(wěn)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(jī)化合物，進(jìn)而有效地降低COD；同時(shí)，F(xiàn)e3+的絮凝作用對(duì)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(qiáng)氧化性能夠破壞微生物的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜以及細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的酶，抑制蛋白質(zhì)及核酸的合成，阻礙微生物的生長(zhǎng)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(zhì)呈親水溶膠形式存在，高鐵酸鉀依靠強(qiáng)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(tài)，進(jìn)而發(fā)生沉降，從廢水中分離出來。

高鐵酸鉀和聚合硫酸鐵均是環(huán)境友好的污水處理劑，它們作用于造紙工業(yè)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(chǎn)生任何有毒物質(zhì)，具有高度的安全性。

使用高鐵酸鉀/聚合硫酸鐵聯(lián)用處理造紙綜合廢水，當(dāng)廢水pH值7.53，色度為80倍，濁度800NTU，BOD4863mg·L-1，CODCr2825mg·L-1時(shí)，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(fā)現(xiàn)，高鐵酸鉀與聚合硫酸鐵對(duì)造紙綜合廢水的作用是利用高鐵酸鉀自身的強(qiáng)氧化能力氧化有機(jī)物，有效地破壞親水膠體的穩(wěn)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(shí)，高鐵酸鉀的氧化性對(duì)造紙廢水中的微生物也有很好的去除作用。