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苏州某精细化工有限公司主要生产各类造纸添加剂和染整助剂,造纸添加剂占整个公司产能的百分之九十以上。该公司造纸添加剂生产废水含有大量的难生物降解有机物,采用常规的混凝气浮和活性污泥相结合的处理工艺,无法使造纸添加剂生产废水COD值达到500m/L的纳管标准。
本文分别采用“生化+Fenton氧化”、“生化+Fenton氧化+生化”及“生化+O3/H2O2氧化”等组合工艺处理该精细化工有限公司的造纸添加剂废水,考察了高级氧化与生化组合工艺处理造纸添加剂废水的可行性与处理效果,优化了高级氧化单元的工艺条件,初步探讨了O3/H2O2氧化过程的动力学,同时还对O3/H2O2氧化过程进行了简单的技术经济分析。
研究结果表明:生化处理过程大约可去除造纸添加剂废水中70%的COD:生化出水进行Fenton氧化处理的优化条件为pHo=2±0.2,[Fe2+]=2.5mmol/L,[H2O2]=20mmol/L,反应时间=2h;在优化条件下,Fenton氧化过程对COD的去除率仅为25%左右,出水COD值达不到纳管标准;Fenton氧化单元出水在SBR反应器中作进一步生化处理,COD值基本不降低,但硝化效果显著,氨氮去除率高达95%。
COD值为950m/L左右的生化出水用O3/H2O2工艺处理,在pH=10.0、H2O2投加量为10mmoL.L的条件下,通90min的O3可以使其COD值达到纳管标准,但运行成本太高,企业在经济上无法承受。在优化的工艺条件下(pH=9.0,[H2O2]0=10mmol/L,[O3]:11.9m/L,time=30min),O3/H2O2氧化过程可以把造纸添加剂废水的BODs/COD值从0.02提高到0.21,即便再通过生化后处理可以把COD值降至500mg/L以下,处理成本仍很高。为此,建议企业改进生产工艺,并进行清洁生产审核,以降低污染物排放量。企业通过生产工艺改造和清洁生产审核后,废水COD浓度大幅度下降,相应地生化处理单元出水COD值也降至500~600mg/L。COD值为545mg/L的生化出水直接通O3氧化3rain,即可使COD降至500mg/L的纳管标准,此时O3氧化单元的运行成本约为2.72元/吨。