Fenton氧化技术在造纸工业废水处理中的应用与发展

Fenton氧化技术是一种能有效处理难降解有机废水的新型工艺。介绍了Fe2+/H2O2体系的反应机理及影响Fenton氧化反应的因素,对Fenton氧化、Fenton氧化-混凝、吸附-Fenton氧化、UV/Fenton氧化这几种工艺在处理制浆造纸废水方面的应用进行综述,并对其在废水处理中的优势、存在问题和发展趋势进行讨论。     

Fenton氧化深度处理制浆中段废水的研究

采用Fenton试剂深度处理絮凝后的制浆中段废水,研究Fe2+,H2O2的用量,pH、反应时间对处理效果的影响。实验结果表明Fe2+为0.8g.L-1,H2O2为0.67ml.L-1,pH=4,反应时间为30min处理效果最佳,COD去除率达到46%。通过絮凝和Fenton氧化后最终出水COD为43mg.L-1,达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级A的标准。     

絮凝-Fenton氧化处理栲胶废水的研究

采用PAC-PAM絮凝法、Fenton氧化法对栲胶实际废水进行了处理。通过对其模拟废水进行单因素试验并确定各反应的最佳条件。将确定的最佳反应条件应用于栲胶废水的絮凝-Fenton氧化处理。结果表明,絮凝试验的最佳反应条件为:PAC投加量2.0 g/L,PAM投加量20 mg/L,进水pH=7,搅拌速度120 r/min,搅拌时间40 min。Fenton氧化试验的最佳反应条件为:反应时间40 min,初始pH=3,H_2O_2投加量1.64 mL/L,n(Fe~(2+))∶n(H_2O_2)=1∶3;栲胶废水通过絮凝处理后,出水COD的去除率达到70.0%左右,色度去除率达到93.8%。经Fenton氧化后,COD去除率达到约88.7%,出水COD为180 mg/L左右,色度为8倍。满足了国家污水综合排放标准(GB 8978-2002),且Fenton氧化法处理成本较低,满足实际应用的可行性。     

制浆废水的深度氧化处理

该文研究了在实验室的深度氧化（AOPs）处理,包括H₂O₂、Fenton试剂(H₂O₂/Fe²⁺)、紫外光（UV）、UV/H₂O₂、光助Fenton(UV/H₂O₂/Fe²⁺)、O₃和臭氧-过氧化氢（O₃/H₂O₂）等不同处理方法对制浆废水中色度、总有机碳（TOC）和有机卤化物（AOX）去除效果;并研究了初始pH、氧化剂和催化剂的浓度等因素对色度、TOC和AOX去除效果的影响。研究表明:几乎上述每种处理方法都能一定程度地去除制浆废水中的色度;Fenton试剂(H₂O₂/Fe²⁺)在酸性条件下可取得最好的废水处理结果;在紫外光的照射下,用Fenton试剂（即光助Fenton）处理废水5 min的效果与仅用Fenton试剂的处理效果相当。     

高级氧化与生物处理技术结合用于制浆造纸废水处理

制浆造纸厂水循环封闭会使工厂最终排放废水的污染负荷升高,应进一步处理以达到排放要求。文章采用高级氧化技术（臭氧氧化和TiO2-光催化氧化）和生物处理（MBR）技术以及两者相结合的方式对以废纸为原料的造纸厂废水和硫酸盐浆厂废水进行了处理,并对每种处理方案进行评估。臭氧氧化处理在所有方法中效率最高,当臭氧消耗量为2.4 g/L、初始pH值为7时,硫酸盐浆厂废水处理后COD去除率为60%,但以废纸为原料的造纸厂废水处理后,COD去除率仅为35%。TiO2-光催化氧化处理能使这两种废水的COD去除率达到20%~30%。以废纸为原料的造纸厂废水具有更高的可生物降解性,因此,可将高级氧化技术与生物处理技术相结合对其进行处理。研究结果表明,对于TiO2-光催化氧化处理技术,无论将其作为生物处理的预处理还是后续处理,都不能显著提高COD去除率;而采用臭氧氧化技术作为生物处理的后处理,则可以将COD去除率再提高10个百分点,COD总去除率可达90%。     

超声波辅助光催化处理蔗渣浆CEH漂白废水的研究

研究了超声波辅助光催化(US/UV/TiO2)处理蔗渣浆CEH漂白废水的效率,分析了废水的水质特性和经过US/UV/TiO2处理后氯酚等有机物的变化情况,并且对比了其它废水处理技术与US/UV/TiO2联合使用的效果.结果表明:该废水的可生化处理性差并且有机化合物是废水COD的主要来源;经过12h处理后,大多数有机物被完全矿化;H2O2、Fenton试剂和活性炭与US/UV/TiO2联用后,大大提升了反应速率.US/UV/TiO2作为漂白废水深度处理技术是可行的.     

Fenton-UV偶联深度处理制浆中段废水

采用Fenton-UV偶联对制浆中段废水进行深度处理。实验结果表明,Fenton氧化在UV照射下的处理效果明显好于无UV照射时的废水处理效果,尤其是大功率的UV(2000W)照射时,CODCr去除率和过氧化氢利用率可达80%以上。在紫外波长为365nm处,Fenton氧化处理效果优于波长为253.7nm时的效果。随着反应时间的增加,CODCr的去除率增大,在12min以后几乎保持稳定。CODCr去除率在pH为4时最好,高达88.4%。     

Fenton高级氧化法处理化机浆废水研究

采用高级氧化法处理了某BCTMP化机浆制浆综合废水二级生化出水。研究结果表明：化机浆综合废水经厌氧-好氧处理后,再用Fenton氧化法进行深度处理,COD可降至50mg/L以下。用稀硫酸调初始pH到5.8,100ml废水投加5%的FeSO4溶液6.4ml后快速搅拌2min,加12%的H202溶液0.15ml,加Ca（OH）2溶液调节pH到6.0,整个高级氧化段COD去除率达85%,SS去除率达到90%以上。Ca（OH）2不仅调节了pH,而且还起到了絮凝的作用。与此同时,加PAM来改善污泥沉降性能,PAM的助凝作用,改变了化学污泥的沉降性。本研究结果为福建某企业化机浆废水的深度处理工程设计提供了重要的基础数据。     

不同深度氧化处理制浆废水色度、TOC和AOX效果比较

对含有毒性物质的制浆废水进行了不同的实验室深度氧化(AOPs)处理,如H2O2、Fenton试剂(H2O2/Fe2+)、UV辐射,UV/H2O2、光助Fenton(UV/H2O2/Fe2+)、O3和O3/H2O2.研究了不同处理方法对废水色度、TOC和AOX去除率的影响,并对处理最佳工艺条件进行确定.对比实验结果显示:Fenton试剂(H2O2/Fe2+)可取得最好的废水处理结果,TOC、色度和AOX去除率分别可达88%、85%和89%.另外,因为光助Fenton处理效果可与Fenton试剂效果相当,但因其较快的反应速度而越来越受到关注.     

石墨烯促进Fenton氧化处理制浆中段废水的研究

以制浆中段废水为研究对象,首先采用正交实验研究了石墨烯促进Fenton氧化的各影响因素间的显著程度,然后通过单因素实验研究了废水pH值、石墨烯加入量以及H₂O₂加入量对废水处理效果的影响。结果表明,石墨烯促进Fenton氧化的各影响因素间的显著程度为废水pH值>石墨烯加入量>H₂O₂加入量>n（Fe²⁺）∶n（H₂O₂）;加入石墨烯后,Fenton反应的最佳pH值由4提高至6;石墨烯最佳加入量为3 mg/L;随着H₂O₂的不断加入,制浆中段废水降解效果先不断升高而后趋于平稳,H₂O₂的最佳加入量为7 mL/L。Fenton反应体系符合一级反应动力学方程,加入石墨烯的Fenton反应速率常数k为0.0632 min-1,比传统Fenton反应速率常数大,表明制浆中段废水的降解速率明显加快。     

Decolorization of kraft bleaching effluent by advanced oxidation processes using copper (II) as electron acceptor

Two advanced oxidation processes (AOPs), TiO2/UV/O2 and TiO2/UV/Cu (II), were used to remove color from a Kraft bleaching effluent. The optimal decoloration rate was determined by multivariate analysis, obtaining a mathematical model to evaluate the effect among variables. TiO2 and Cu (II) concentrations and the reaction times were optimized. The experimental design resulted in a quadratic matrix of 30 experiments. Additionally, the pH influence on the color removal was determined by multivariate analysis. Results indicate that color removal was 94% at acidic pH (3.0) in the presence of Cu (11) as an electron acceptor. Under this condition, the biodegradation of the effluent increased from 0.3 to 0.6. Moreover, 70% of COD (chemical oxygen demand) was removed, and the ecotoxicity, measured by Daphnia magna, was reduced. Photocatalytic oxidation to remove the color contained in the Kraft mill bleaching effluent was effective under the following conditions: short reaction time, acidic pH values, and without the addition of oxygen due to the presence of Cu (II) in the effluent. Moreover, residual Cu (II) was a minimum (0.05.mg L(-1)) and was not toxic to the next biological stage. The experimental design methodology indicated that a quadratic polynomial model may be used to representthe efficiencyfor degradation of the Kraft bleach pulp effluent by a photocatalytic process.     

亚硫酸盐浆CEH漂白废水的特性及其光催化氧化处理

本文对蔗渣、竹子、芒杆混合亚硫酸盐浆ＣＥＨ 漂白废水的特性进行了较详细的分析研究。研究表明,该废水ＢＯＤ５／ＣＯＤ为０ ．１８３ ,Ｃｌ－ 含量高达１１５２ ．５ｍｇ／ｌ,不适合于传统的生物氧化法处理。废水中的大分子有机污染物是废水色度的主要来源,废水的色度和ｐＨ 值密切相关。采用ＵＶ／ＴｉＯ２ 光催化氧化工艺处理该废水的初步研究结果表明,在充分供氧的条件下,可使废水快速脱色,同时废水的ＣＯＤ指标大大下降。     

造纸法烟草薄片废水深度处理研究

采用单独混凝法、单独Fenton氧化法及混凝联合Fenton法对生化处理后造纸法烟草薄片废水进行深度处理,筛选出了最佳实验条件。实验发现,采用单独混凝法和单独Fenton氧化法处理废水,其处理结果并不能满足GB9878—1996污水综合排放标准的排放要求。而采用混凝联合Fenton法处理,出水CODCr和色度分别为81 mg/L、49.2 C.U.,达到排放标准,其最优处理条件为:混凝反应初始pH值为8,混凝剂PAC用量为1.35 g/L,助凝剂PAM用量为3.6 mg/L;Fenton反应初始pH值为3,H2O2用量为15 mmol/L,FeSO4用量为7.5 mmol/L。     

Fenton氧化法深度处理蔗渣制浆废水的研究

以蔗渣制浆废水为研究对象,就影响Fenton反应体系的几个主要因素设计了单因素和正交实验,得出最优反应工艺参数:H2O2加入量21.4mmol/L、Fe2+加入量36.8mmol/L、pH值3.7、反应时间40min;各影响因素对Fenton反应体系的显著性大小:pH值Fe2+加入量H2O2加入量反应时间。     

超声波强化Fenton试剂深度处理制浆中段废水

采用超声波强化Fenton试剂进行制浆中段废水的深度处理。通过正交实验和单因素实验,探讨了各主要因素对废水色度和CODCr去除率的影响。结果表明,当在超声波频率为28 kHz、超声波功率为1000 W、废水初始pH值为3.0、Fe2+用量为50 mg/L、H2O2用量为0.9 mg/L、超声波处理时间11 min的条件下,废水色度和CODCr去除率分别达91.3%和69.2%。     

UV/Fenton及Fenton体系降解愈创木酚的机理探讨

选择木素类模型物愈创木酚作为目标化合物,对UV/Fenton和Fenton体系降解愈创木酚的过程进行研究,结合愈创木酚紫外-可见光谱的变化、愈创木酚去除率和矿化率的比较,对UV/Fenton和Fenton体系降解愈创木酚的机理加以探讨.实验发现,UV/Fenton和Fenton体系不只是单纯的自由基反应,Fe2+还可以和H2 02生成高价铁配合物,通过配合物的电子转移使愈刨木酚得到氧化.     

光催化对CEH漂白废水的处理研究

以国际通用的商品P25型TiO2为光催化剂,采用自行设计的光催化反应器对传统的CEH三段漂白废水进行光催化降解研究。以CODCr为评价指标,考察了催化剂用量、体系pH、光催化降解时间及通氧方式等对降解CEH废水的影响因素。结果表明：TiO2投加量、光催化降解时间、体系pH以及通氧对CODCr的去除影响显著。当TiO2用量为1．0g/L、初始pH=4．0、连续通气条件下降解效果最佳,光催化降解4h后,CEH漂白废水中CODCr去除率可达84．8％,出水水质达到国家二级排放标准。     

制浆废水UHOFe深度处理中试运行研究

采用FentohA,化技术处理制浆废水,高浓废水经物化、生化处理后进入上流式多相废水处理氧化塔（UHOFe）进行深度处理。研究表明,当水力停留时间为15min,硫酸亚铁用量为2．16～2．52kg／m^3,双氧水用量为0．5～0．6L／m^3的条件下处理后出水CODcr≤60mg／L,优于《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544-2008）。该系统具有占地面积小、运行费用低、处理效果稳定、可靠等特点。     

In situ Fenton reagent generated from TiO2/Cu2O composite film: a new way to utilize TiO2 under visible light irradiation

TiO2/Cu2O composite is prepared by a simple electrochemical method and coated on glass matrix through a spraying method. The obtained composite is characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The effect of TiO2/Cu2O composite films with different ratio of TiO2 and Cu2O on photodegradation of the dye methylene blue under visible light is investigated in detail. It is found that the photocatalytic activity of TiO2/Cu2O composite film with the presence of FeSO4 and EDTA is much higher than that for the similar system with only TiO2 and Cu2O film respectively. Without the presence of FeSO4 and EDTA, there is no degradation for methylene blue. The exploration of the optimized parameters for the degradation of methylene blue by using TiO2/Cu2O composite film as catalyst under visible light was also carried out. The most significant factor is the amount of Ti02 in the composite, and the second significant factor is the concentration of FeSO4. During the degradation of methylene blue under visible light, TiO2/Cu2O composite film generates H202, and Fenton regent is formed with Fe2+ and EDTA, which is detected in this study. The mechanism for the great improvement of photocatalytic activity of TiO2/Cu2O composite film under visible light is proposed by the valence band theory. Electrons excitated from TiO2/Cu2O composite under visible light are transferred from the conduction band of Cu2O to that of Ti02. The formed intermediate state of Ti 3+ ion is observed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) on the TiO/Cu2O composite film. Additionally, the accumulated electrons in the conduction band of TiO2 are transferred to oxygen on the TiO2 surface for the formation of O2- or O2(2-), which combines with H+ to form H2O2. The evolved H202 with FeSO4 and EDTA forms Fenton reagentto degrade methylene blue. Compared to the traditional Fenton reagent, this new kind of in situ Fenton reagent generated from TiO2/Cu2O composite film does not need to supply H202. It is expected to be easily recycled, which may reduce second pollution and the cost of wastewater treatment. Moreover, this TiO/Cu2O composite film with FeSO4 and EDTA provides a new way to take advantage of TiO2 under visible light.