Fenton氧化+Ca(OH)2混凝组合工艺处理印染废水生化尾水树脂脱附液研究

许 玲，潘晶晶

（江苏国创环保科技孵化器有限公司，南京 211102）

印染废水成分复杂，可生化性差，且水质波动较大，其经生物处理后产生的生化尾水树脂脱附液有机物浓度高、色度高，处理难度大。树脂脱附液的处理成为限制树脂技术广泛应用的一大难题。高浓高盐废水的处理方法通常有蒸发法、高级氧化法、混凝法等，树脂脱附液是典型的高浓高盐废水[1-3]。蒸发法处理成本高，高级氧化法处理树脂脱附液效果好，但处理成本高。混凝法虽处理成本较低，但处理效果不理想。本研究针对生化尾水树脂脱附液的特点，采用Fenton氧化+Ca(OH)2混凝组合工艺处理树脂脱附液，研究目标如下：一是去除树脂脱附液中的有机物，提高废水的可生化性；二是树脂脱附液经处理后能返回到生化系统，且不影响生化系统的稳定运行。

1 材料与方法

1.1 试验水质

中试试验的原水直接取自某印染企业的生化尾水经树脂吸附-脱附的树脂脱附液，树脂脱附液的有机物浓度高，色度大，取生化尾水工段连续6 d的树脂脱附液进行试验，中试进水水质如表1所示。

表1 中试进水水质

1.2 工艺流程

现场的树脂脱附液处理装置主要由曝气池、中和池和沉淀池三部分组成，处理工艺如图1所示。本工艺采用Fenton氧化+Ca(OH)2中和混凝组合处理工艺。

图1 组合工艺处理流程

1.3 试验参数

取5份相同体积的树脂脱附液，将树脂脱附液的pH用废酸调至5，分别加入500 mg/L、1000 mg/L、1500 mg/L、2000 mg/L、2500 mg/L的Fe2+，然后分别加入同样体积、过量的30%的过氧化氢溶液，搅拌反应2 h，反应结束后测试溶液的TOC、UV254。

取6份相同体积的树脂脱附液，选择亚铁量为1500 mg/L，调节废水的pH=5，分别按照[H2O2]/[Fe2+]=2、5、10、20、50、100加入不同的H2O2，搅拌反应2 h，反应结束后测试溶液的TOC、UV254。

中试装置运行中调节pH使用的酸为废酸（大于50%），混凝剂为Ca（OH）2饱和溶液。将硫酸亚铁（7H2O）溶解后加入Fenton氧化池，停留时间约2 h，然后加入混凝剂。处理后的树脂脱附液经沉淀15～18 h后，取上清液测试TOC、UV254、B/C。

取4个20 L的广口玻璃瓶，模拟生化系统。分别取玻璃瓶体积的1/300、1/200、1/150、1/100的处理后的树脂脱附液加入玻璃瓶中，连续运行30 d，监测出水COD。

2 结果与分析

2.1 亚铁的量对Fenton氧化处理树脂脱附液效果的影响

在5份相同体积的树脂脱附液中加入不同量的亚铁和同量的双氧水，考察亚铁的量对树脂脱附液处理效果的影响。TOC和UV254的去除率如图2所示。

由图2可以看出，随着Fe2+质量浓度的增加，树脂脱附液的TOC去除率逐渐升高，呈现先快后慢最后趋于稳定的趋势。UV254的去除率随着Fe2+质量浓度的增加提高很快，继续增加Fe2+用量则会导致UV254去除率降低。原因是Fe2+的作用是催化H2O2产生氧化性很强的·OH，从而降解有机物。当Fe2+不足时，产生的·OH的量较少，因而氧化效果不理想。随着Fe2+量的增加，·OH的量也不断增加，而过量的Fe2+反而会消耗·OH，进而影响Fenton氧化的效果[4-5]。

图2 Fenton氧化不同亚铁的量处理树脂脱附液效果比较

在Fe2+质量浓度为1500 mg/L时，TOC去除率在35%左右，UV254去除率高于75%，效果均较好。因此，从经济和处理效果两方面考虑，选用Fe2+质量浓度为1500 mg/L。

2.2 双氧水的量对Fenton氧化处理树脂脱附液效果的影响

在6份相同体积的树脂脱附液中加入同量的亚铁和不同量的双氧水，考察双氧水的量对树脂脱附液处理效果的影响。TOC和UV254的去除率如图3所示。

图3 Fenton氧化不同双氧水量处理树脂脱附液效果比较

由图3可以看出，当[H2O2]/[Fe2+]增加时，树脂脱附液TOC的去除率逐步提高，当[H2O2]/[Fe2+]=50时，TOC去除率约为33%，[H2O2]/[Fe2+]继续增加时，TOC去除率增加不明显。UV254的去除率随着[H2O2]/[Fe2+]的增加提高很快，当[H2O2]/[Fe2+]=50时，UV254的去除率逐渐变缓。因此，从经济和处理效果两方面考虑，选用[H2O2]/[Fe2+]为50。

2.3 Fenton氧化+Ca（OH）2混凝组合工艺处理树脂脱附液效果研究

树脂脱附液经Fenton氧化处理后进一步加入饱和的Ca（OH）2溶液混凝沉淀，考察连续6 d的树脂脱附液处理效果。取经Fenton氧化+Ca（OH）2混凝组合工艺处理的出水，测试树脂脱附液处理前后的TOC、UV254和 B/C。

图4 树脂脱附液处理后的TOC和UV254去除率

表2 树脂脱附液处理前后的B/C对比

由图4可以看出，在连续6 d的运行中，树脂脱附液经Fenton氧化+Ca（OH）2混凝组合工艺处理后，TOC去除率在55%～75%，出水水质较稳定。由图4可以看出，树脂脱附液UV254去除率高于80%且较为稳定。由表2可以看出，树脂脱附液处理后的B/C有较大提高，由处理前的低于0.10提高至0.41，处理后的树脂脱附液的可生化性较好。

2.4 组合工艺处理后的树脂脱附液进入生化系统稳定性研究

该印染企业每天产生的生化尾水树脂脱附液的量为7～8 t，约为该企业生化尾水产生量的1/200。这里主要考察不同比例的经Fenton氧化+Ca（OH）2混凝组合工艺处理后的树脂脱附液对生化系统运行效果的影响。

图5 生化尾水吸附-脱附处理

图6 不同比例的处理后的树脂脱附液进入生化系统出水COD

由图6可以看出，当在模拟生化系统中分别加入1/300、1/200、1/150处理后的树脂脱附液时，出水的COD比原生化出水COD稍有提高，说明加入该比例的处理后的树脂脱附液对模拟生化系统的稳定运行影响不大。当加入1/100处理后的树脂脱附液时，出水的COD在前期比较稳定，略有提高，随着运行时间推移，出水COD逐渐提高，中后期出水COD提高较大，说明其已对模拟生化系统的稳定运行产生了较大影响。因此，从模拟试验可以得出，生化系统可接受的处理后的树脂脱附液的最大量为生化尾水的1/150。

3 结论

树脂脱附液经过Fenton氧化+Ca（OH）2混凝组合工艺处理后，TOC和UV254去除效果均较好，TOC去除率在55%～75%，UV254去除率高于80%，B/C由处理前的小于0.1升高至大于0.3，废水的可生化性大大提高。同时，每天产生的树脂脱附液的量约为生化尾水的1/200，而生化系统可接受的处理后的树脂脱附液的最大量为生化尾水的1/150。因此，处理后的树脂脱附液进入生化系统处理，从出水的COD情况看，在短期内树脂脱附液（处理后）对生化系统基本未造成影响。