近年來(lái)，隨著(zhù)污染防治攻堅戰的深入實(shí)施，廢水治理提標逐步推進(jìn)，地表水環(huán)境質(zhì)量排放標準已成為環(huán)境敏感區域新建危險廢物項目的基本生命線(xiàn)。對處理難度最大的危險廢物實(shí)行最為嚴格的排放標準，是對危險廢物處理處置技術(shù)的極大考驗，尤其在現行危險廢物運營(yíng)項目主要執行《污水綜合排放標準》(GB8978-2002)三級標準(COD≤500mg/L)或二級標準(COD≤150mg/L)，國內缺少高標準條件下完善的危廢處理技術(shù)體系的情況下，開(kāi)發(fā)基于地表水IV類(lèi)水質(zhì)標準的危險廢物處理技術(shù)亟不可待。

膜分離法、活性炭吸附法、臭氧氧化法等均是末端廢水提標改造主要技術(shù)，其中僅反滲透膜法是直接有效且普遍應用于工業(yè)廢水領(lǐng)域的地表水標準條件下主流深度處理工藝，但存在膜濃水難以出路問(wèn)題；活性炭吸附法處理效果好，但存在著(zhù)成本高、再生困難、廢活性炭難處理等難題；臭氧氧化法以無(wú)二次污染、操作管理方便等深受關(guān)注，仍存在電耗高、臭氧利用率低等缺點(diǎn)。

Fenton氧化技術(shù)的主要原理氧化劑H2O2與催化劑Fe2+在適當的pH值下反應產(chǎn)生氫氧自由基(OH?)，而氫氧自由基的高氧化能力與廢水中的有機物反應，可分解氧化有機物，進(jìn)而降低廢水中生物難分解的COD。本課題組提出芬頓氧化法用于工業(yè)廢水生化處理后尾水深度處理，對廢水中污染物進(jìn)行深度脫碳除磷。本研究對芬頓氧化工藝進(jìn)行了中試論證，并計算運行成本，為芬頓氧化法應用于工業(yè)廢水尾水深度處理達標地表水IV類(lèi)水質(zhì)標準提供技術(shù)參考。

1、實(shí)驗部分

1.1 廢水來(lái)源與特性

工業(yè)廢水尾水來(lái)源于深圳市某危廢企業(yè)生化工段的產(chǎn)水。尾水呈淡黃色，有少量臭味，主要水質(zhì)情況見(jiàn)表1和排放標準見(jiàn)表1所示。

1.2 工藝流程

針對工業(yè)廢水尾水高鹽、具有一定COD、氨氮、總P等污染物等特點(diǎn)，利用芬頓氧化工段進(jìn)行深度脫碳除磷。每天從生化出水池泵送1m尾水進(jìn)入芬頓反應槽中，加入稀硫酸調節pH值至2~3，然后開(kāi)啟雙氧水和硫酸亞鐵溶液計量泵泵送1%雙氧水和1%硫酸亞鐵溶液，循環(huán)攪拌60min，反應結束后，將反應液泵送至中和槽，加入石灰乳調節pH值至7~8，最后泵送至壓濾機壓濾，壓濾液進(jìn)入出水槽。中試工藝流程見(jiàn)圖1所示。

2、結果與討論

2.1 芬頓氧化中試主要設備參數

芬頓氧化中試設備主要包括芬頓反應槽、中和反應槽及壓濾機，見(jiàn)下表2所示。

2.2 運行效果和分析

本中試尾水處理量為1m3/d，經(jīng)過(guò)調試穩定后，開(kāi)始設備正常運行，每天從生化池中泵送1m尾水進(jìn)入進(jìn)水桶，開(kāi)啟實(shí)驗，采樣測定記錄進(jìn)出水水質(zhì)情況，分別從COD、氨氮、總P、鹽度等指標對系統處理效果進(jìn)行分析。

2.2.1 芬頓氧化對COD去除效果

從圖2所示可知，進(jìn)水COD主要在132~210mg/L，芬頓氧化后出水COD在15~30mg/L，去除率達到81%~92%。芬頓氧化處理廢水過(guò)程中可將尾水中難以降解的有機物氧化破壞分子結構，基本完全礦化為二氧化碳和水，同時(shí)末端石灰中和調節pH至中性，鐵離子形成氫氧化鐵，對有機物具有一定的絮凝沉降、吸附作用，可進(jìn)一步去除廢水中的COD。芬頓氧化法對工業(yè)廢水尾水COD具有良好的去除效果，處理后出水COD未超過(guò)30mg/L，達到排放需求。

2.2.2 芬頓氧化對氨氮去除效果

從圖3可看出，進(jìn)水氨氮6.7~19.2mg/L，芬頓氧化處理后出水氨氮7.4~22.1mg/L，出水氨氮濃度比進(jìn)水氨氮高10%~30%，氨氮出現反升現象，這是可能工業(yè)廢水尾水中含有有機胺，芬頓氧化過(guò)程將有機胺分子氧化破壞，釋放出氨氮，從而使得出水氨氮反升。芬頓氧化對氨氮無(wú)氧化去除效果，因此若需要控制出水達標，則應從兩方面進(jìn)行著(zhù)手，一方面通過(guò)前端優(yōu)化生化工藝使尾水氨氮基本完全去除，另一方面可在芬頓氧化后端增加離子交換、吸附、漂水氧化等手段進(jìn)一步去除氨氮，使得出水氨氮低于1.5mg/L。

2.2.3 芬頓氧化對P去除效果

從圖4可知，進(jìn)水P在53~390mg/L之間，芬頓氧化處理后出水P為0.04~0.56mg/L，去除率達到99.48%以上。芬頓氧化法通過(guò)芬頓過(guò)程中產(chǎn)生的強氧化性羥基自由基OH將廢水中HPO2、HPO2氧化成PO，加石灰中和時(shí)，與Ca2+、Fe3+生成Ca2(PO4)3沉淀，壓濾后被去除。中試發(fā)現第6天和第7天出水的P濃度分別為0.56mg/L和0.36mg/L，超過(guò)排放限值，經(jīng)過(guò)分析總結出現P超標原因可能有以下幾種原因:(1)濾布剛更換完畢壓濾時(shí)會(huì )發(fā)生少量反應液直接進(jìn)入出水槽導致P超標；(2)壓濾機污泥擠壓滿(mǎn)未及時(shí)容易泄露反應液導致P超標；(3)采樣瓶子清洗不完全干凈同樣容易導致P超標。芬頓氧化可將工業(yè)廢水尾水處理達標至低于0.3mg/L，但需要在處理過(guò)程中嚴格控制壓濾過(guò)程，防止泄露現象發(fā)生，導致出水P超標。

2.2.4 芬頓氧化對鹽度去除效果

從圖5可知，進(jìn)水鹽度為1.02%~1.69%，出水鹽度1.11%~1.89%，出水鹽度比進(jìn)水鹽度略高，這是因為芬頓氧化過(guò)程中投加了硫酸、硫酸亞鐵、石灰等物料，使出水鹽度有所提高。芬頓氧化處理工業(yè)廢水尾水會(huì )造成出水鹽度升高。

2.3 中試運行費用分析

芬頓氧化處理工業(yè)廢水尾水，采用亞鐵投加量為1%，雙氧水投加量為1%，反應1h的中試工藝，每噸廢水處理運行成本為40.09元/噸。本中試由于處理量較小，并且采用的是間歇性操作，電費及藥劑費等方面會(huì )偏高，后期實(shí)際投產(chǎn)采用連續操作，大規模生產(chǎn)，優(yōu)化芬頓反應器機構將大大降低雙氧水用量，電費和污泥處理費也將會(huì )大大幅度減少，故預計實(shí)際投產(chǎn)后，處理費用會(huì )降低至30元/噸原水左右。

3、總結

采用芬頓氧化法處理工業(yè)廢水尾水，中試研究發(fā)現:進(jìn)水COD主要在132~210mg/L，出水COD15~30mg/L，去除率達到81%~92%；進(jìn)水氨氮6.7~19.2mg/L，出水氨氮7.4~22.1mg/L，出水氨氮濃度比進(jìn)水氨氮高10%~30%，氨氮出現反升現象；進(jìn)水P在53~390mg/L之間，出水P為0.04~0.56mg/L，去除率達到99.48%以上；進(jìn)水鹽度為1.02%~1.69%，出水鹽度1.11%~1.89%，出水鹽度比進(jìn)水鹽度略高。芬頓氧化法可將工業(yè)廢水尾水COD和P處理至達標《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)IV類(lèi)水質(zhì)標準，芬頓氧化對氨氮及鹽度無(wú)顯著(zhù)去除效果。根據中試運行情況計算，處理每噸工業(yè)廢水尾水運行成本為40.09元/噸。（來(lái)源：深圳市環(huán)?？萍技瘓F股份有限公司）