堿性過氧化氫機械法制漿（Alkaline Peroxide Mechanical Pulping）在制漿過程中產(chǎn)生的廢水量少，污染量小，對環(huán)境污染負荷較小。但其綜合廢水濃度高，經(jīng)處理后的廢水還存在色度大、COD相對較高的問題。

隨著水資源日益緊缺、水污染物排放總量控制更加嚴格以及《河南省轄海河流域水污染物排放標準》（DB41/777-2013）的發(fā)布、實施，有關(guān)堿性過氧化氫機械法制漿廢水深度處理的新工藝不斷出現(xiàn)，常用的深度處理技術(shù)主要有膜分離法、電化學法、絮凝沉淀法和高級氧化法。其中Fenton氧化法，因操作簡單、反應迅速和運行穩(wěn)定且費用低等優(yōu)點而得到廣泛應用。

Fenton氧化技術(shù)是利用芬頓試劑通過氧化和混凝降解廢水中殘留的難降解污染物而達到凈化水體目的的一種新技術(shù)。其反應機理為：H2O2在Fe2+的催化作用下分解產(chǎn)生•OH，其氧化電位達到2.8V，是除氟外最強的無機氧化劑，它通過電子轉(zhuǎn)移等途徑將有機物氧化分解為小分子無機物，同時，Fe2+被氧化成Fe3+，產(chǎn)生混凝沉淀，去除膠體和大分子有機物。因此，芬頓試劑在水處理中具有氧化和混凝兩種作用。

本文以河南某紙業(yè)有限公司廢水處理工程為例，介紹Fenton氧化技術(shù)的應用，為APMP制漿廢水處理工程提標改造提供參考。

１、工程概況

河南某紙業(yè)有限公司是一家以打造林漿紙一體化的現(xiàn)代化制漿造紙企業(yè)。企業(yè)主要產(chǎn)品為APMP化機漿、漿板等，廢水量約9600m3•d-1。在企業(yè)現(xiàn)有污水主體處理工藝“預處理+IC反應器+表面曝氣好氧池+混凝”的基礎上，對其“混凝”工藝單元進行改造，改造后Fenton氧化處理出水指標滿足《河南省轄海河流域水污染物排放標準》（DB41/777-2013）的要求，具體指標如表1所示。

２、工藝流程

2.1 原有工藝流程

企業(yè)原有污水處理主體工藝為“預處理+IC反應器+表面曝氣好氧池+混凝”。具體過程為，化機漿和漿板生產(chǎn)車間廢水經(jīng)污水管道分開收集并先后通過粗格柵、細格柵、廢纖維回收裝置、兩級水冷和初沉池進行預處理，去除水中懸浮物，水溫降低至工藝進水要求；初沉池出水進入水解酸化池，并通過投加N、P等營養(yǎng)元素以提高廢水可生化性；水解酸化出水泵入IC反應器，利用反應器內(nèi)微生物降解廢水中的COD、BOD5等污染物；IC反應器出水進入?yún)捬醭恋沓�，實現(xiàn)出水的泥水分離，降低后續(xù)處理負荷；厭氧沉淀池出水進入表面曝氣好氧池，進一步降解廢水中的COD、BOD5等污染物；二沉池出水進入混凝反應池，投加#1混凝劑，混凝沉淀后排放。經(jīng)此工藝處理排放的廢水出水水質(zhì)不穩(wěn)定，且COD和色度無法達到《河南省轄海河流域水污染物排放標準》（DB41/777-2013）的要求，難以滿足企業(yè)正常生產(chǎn)的需求。

2.2 改造后的工藝流程

根據(jù)企業(yè)廢水的水質(zhì)特點并結(jié)合現(xiàn)場中試實驗報告的結(jié)果，確定了Fenton氧化技術(shù)作為APMP制漿廢水深度處理單元的可行性。改造的內(nèi)容有以下幾個方面：一是IC反應器出水SS含量低，可不經(jīng)過厭氧沉淀池，直接進入表面曝氣好氧池，厭氧沉淀池改造為Fenton氧化單元#2沉淀池；二是保留原混凝沉淀工藝，只調(diào)整其藥劑投加點、攪拌裝置和刮吸泥機排泥泵的位置，并將原有混凝反應池改造為2段反應池，其中，前段為原混凝工藝反應池和沉淀池，后段為Fenton氧化反應池，新增曝氣攪拌、過氧化氫和硫酸亞鐵加藥單元；三是新建1座調(diào)堿反應池，調(diào)堿反應池內(nèi)設置有曝氣攪拌裝置，氣源與Fenton氧化反應池共用，新增液堿加藥單元；四是原三沉池改造為Fenton氧化單元絮凝反應的#1沉淀池，與原厭氧沉淀池即#2沉淀池并聯(lián)使用，新增兩套管路和PAM加藥單元，管路上設置管道混合器用于投加PAM。具體工藝流程如圖1所示。

3、改造后工藝分析

3.1 深度處理池

3.1.1 原混凝反應單元

（1）反應池：1座，改造后規(guī)格尺寸12.7m×8m×4m，有效容積400m3，反應時間1h，半地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

（2）沉淀池：1座分2列，改造后每列規(guī)格尺寸36m×8m×4m，有效容積1100m3，表面負荷0.69m3•(m2•h)-1，沉淀時間5.5h，半地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

（3）配套設備：保留原有桁架式刮吸泥機，將排泥泵放入第二列池中，保留#1混凝劑和PAM加藥裝置，攪拌器和加藥點移至第一列末端。

3.1.2 Fenton氧化單元

反應池：1座，半地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，改造后規(guī)格尺寸36m×8m×4m，反應時間2.75h，采用曝氣攪拌的方式使投加的硫酸亞鐵和過氧化氫充分混合，促進反應。羅茨風機2臺，1用1備；曝氣盤D270，96套。

3.2 調(diào)堿反應池

調(diào)堿反應池：1座（2格），與Fenton氧化池共壁合建，半地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在Fenton氧化池出水渠上游的池壁上開洞，尺寸400mm×300mm，出水渠下游的池壁上開洞，尺寸400mm×300mm，流入集水池，規(guī)格尺寸8.45m×6.45m×4m（超高0.7m），反應時間0.5h；進水口投加液堿，曝氣攪拌混合，出水口處安裝插入式pH計，通過控制液堿加藥計量泵轉(zhuǎn)速，使廢水的pH穩(wěn)定在6~7之間，攪拌風機與Fenton氧化單元共用。

3.3 集水池

集水池：1座，地上鋼筋混凝土，規(guī)格尺寸1.5m×1.5m×3m；調(diào)堿反應池出水自流至集水池，分為兩組，一組自流進入#1沉淀池（180m3•h-1），一組泵提進入#2沉淀池（220m3•h-1），管道設置電磁流量計，控制進入2座沉淀池的流量，并設置管道混合器，使投加的PAM充分混合后進入沉淀池，進行泥水分離。集水池內(nèi)設置超聲波液位計來控制出水泵的啟停。管道混合器DN250，材質(zhì)316L，2臺；出水泵2臺，1用1備，變頻控制，Q=230m3•h-1，H=11.0m，N=11kW；DN250電磁流量計2臺。

3.4 沉淀池

沉淀池：2座，半地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，#1沉淀池尺寸φ26m×4m（原三沉池改造），有效容積2100m3，表面負荷0.34m3•(m2•h)-1，沉淀時間11.7h；#2沉淀池φ29m×4m（原厭氧沉淀池改造），有效容積2640m3，表面負荷0.33m3•(m2•h)-1，沉淀時間12h；作為深度處理系統(tǒng)的終沉池，用于泥水分離，出水達標排放。改造進出水管道，使2座沉淀池并聯(lián)運行。保留原有刮泥機和排泥泵。

3.5 加藥系統(tǒng)

3.5.1 硫酸亞鐵配藥加藥單元

（1）溶藥攪拌罐：2座，地埋式，碳鋼，玻璃鋼防腐，單座規(guī)格尺寸φ1.9m×1.5m，配有攪拌機2臺，1.1kW，用于溶藥攪拌；藥液輸送泵2臺，1用1備，流量25m3•h-1，揚程12.5m，功率3kW；超聲波液位計2臺，用于控制泵的啟停。配藥濃度10%。

（2）硫酸亞鐵儲罐：2座，材質(zhì)FRP，單座規(guī)格尺寸φ3.4m×3.5m，原有改造。配有硫酸亞鐵加藥泵2臺，1用1備，變頻控制，流量3.2m3•h-1，揚程12.5m，功率1.5kW；電磁流量計，DN25，1臺，用于指示硫酸亞鐵加藥量。

3.5.2 過氧化氫加藥單元

（1）過氧化氫儲罐：1座，材質(zhì)FRP，規(guī)格尺寸φ2.4m×3.4m，有效容積15m3，新增。配有溫度傳感器1臺，用于指示過氧化氫儲罐溫度；噴淋裝置1臺，調(diào)控儲罐溫度在30℃以下；卸車泵，2臺，1用1備。

（2）過氧化氫工作罐：1座，材質(zhì)SUS304，規(guī)格尺寸φ1.3m×2m，有效容積2m3，原有改造。配有加藥計量泵，2臺，1用1備，0.55kW；電磁流量計，DN25，1臺，用于指示過氧化氫加藥量。

3.5.3 液堿加藥單元

液堿儲罐：1座，材質(zhì)碳鋼防腐，規(guī)格尺寸2.5m×1.5m×2m，有效容積7.5m3，原有改造。配有加藥計量泵，2臺，1用1備，0.55kW；電磁流量計，DN25，1臺，用于指示液堿加藥量。

3.5.4 PAM配藥加藥單元

溶藥攪拌罐：2座，碳鋼防腐，交替使用，規(guī)格尺寸φ3.4m×3.5m，有效容積30m3，原有改造。配有攪拌機2臺，2.2kW，用于溶藥攪拌；藥液輸送泵，2臺，1用1備，流量2m3•h-1，功率1.5kW；電磁流量計，DN25，1臺，用于指示PAM的加藥量，配制濃度0.1%。

4、調(diào)試及運行

經(jīng)過現(xiàn)場芬頓正交實驗和單因素實驗研究，并結(jié)合工程實際運行情況最終確定：硫酸亞鐵投加量為0.12~0.15kg•m-3，過氧化氫（質(zhì)量分數(shù)27.5%）投加量為0.28~0.38L•m-3，最佳加藥摩爾比m（H2O2）:m（FeSO4）=2.5~3:1，PAM(質(zhì)量分數(shù)0.1%)投加量為1.7L•m-3。沉淀池上清液出水COD<30mg•L-1。

5、運行效果及經(jīng)濟效益

5.1 運行效果

河南某紙業(yè)有限公司深度處理提標改造工程于2017年9月改造完成并試運行，至今穩(wěn)定運行4個月，處理效果良好，出水水質(zhì)的各項指標均達到設計要求和《河南省轄海河流域水污染物排放標準》（DB41/777-2013）的要求。2017年10月至今的部分檢測結(jié)果見圖2。

5.2 經(jīng)濟效益

此廢水處理工程的運行費用為2.07元•m-3，其中藥劑費為1.74元•m-3，電費為0.3元•m-3，人工費為0.03元•m-3。系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，每年消減COD105t，有效地減輕了水體污染程度，同時也促進省轄海河流域區(qū)域的經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)持續(xù)發(fā)展。

6 結(jié)論

運行效果表明，Fenton氧化技術(shù)可以對APMP制漿廢水中難生化處理的有機物進一步進行有效降解，顯著降低了廢水的色度和COD濃度，工藝運行簡單穩(wěn)定，出水水質(zhì)良好，經(jīng)處理后的廢水COD<30mg•L-1，達到《河南省轄海河流域水污染物排放標準》（DB41/777-2013）的排放要求。（來源：焦作瑞豐紙業(yè)有限公司，河南君和環(huán)�？萍加邢薰�司）