造纸厂废水处理案例｜造纸厂化学木浆废水处理工程

化学法处理——芬顿高级氧化技术处理化学浆漂白废水

项目背景

华南地区某化学木浆生产企业，采用硫酸盐法生产漂白木浆，年产量15万吨。漂白工段采用CEHP四段漂白工艺，产生的漂白废水含有大量难生物降解的氯化木质素、有机氯化物、树脂酸等有毒有害物质，可生化性差（BOD5/COD<0.2），色度深（800-1,500倍），且含有一定量AOX（可吸附有机卤化物）。该废水日均排放量约8,000立方米，原有“混凝沉淀+活性污泥法”处理工艺对COD去除率仅60-70%，出水COD常在150-200毫克/升波动，难以稳定达到100毫克/升的排放限值。

技术原理与系统设计

芬顿高级氧化技术基于羟基自由基（·OH）的强氧化作用，该自由基氧化电位高达2.8V，仅次于氟，可无选择性地氧化分解绝大多数有机污染物，最终将其转化为二氧化碳、水和无机盐。系统包括pH调节、芬顿氧化、中和沉淀、污泥脱水等单元。

废水首先进入调节池均质均量，随后泵入pH调节池，通过加酸（硫酸）将pH降至3.0-3.5的适宜范围。之后废水进入芬顿反应池，依次投加硫酸亚铁（FeSO4）和过氧化氢（H2O2）。在酸性条件下，亚铁离子催化过氧化氢分解产生羟基自由基：Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + ·OH + OH-。产生的羟基自由基迅速攻击有机物分子，通过电子转移、氢抽提、加成反应等方式使其断键、开环，分解为小分子有机物直至矿化。

反应池设计为两级串联，总停留时间2小时。一级反应池进行主要氧化反应，二级反应池确保反应完全。反应后废水进入中和池，通过加碱（石灰乳或氢氧化钠）将pH调至7.5-8.5，使铁离子形成氢氧化铁沉淀，同时吸附共沉部分有机物。最后废水进入沉淀池进行固液分离，上清液进入后续处理单元，污泥经浓缩脱水后处置。

运行参数优化

通过实验确定了最佳运行参数：H2O2投加量为COD质量的1.5-2.0倍，Fe2+与H2O2的摩尔比为1:5-1:10，反应pH为3.0-3.5，反应温度30-40℃。在此条件下，羟基自由基产率最高，自由基猝灭最少。实际运行中采用ORP（氧化还原电位）在线监测控制H2O2投加量，当ORP达到450-500mV时反应基本完全。

处理效能与经济性

系统稳定运行后，处理效果显著。进水COD从600-800毫克/升降至80毫克/升以下，去除率接近90%；色度从1,200倍左右降至30倍以下，脱色率97%以上；AOX从8-12毫克/升降至1毫克/升以下，去除率超过90%。处理后废水BOD5/COD比值从0.15提高至0.35以上，可生化性明显改善，为后续生化处理创造了有利条件。

该技术对漂白废水中的氯酚、二噁英等有毒物质有良好的分解效果，大幅降低了废水毒性。但芬顿法药剂消耗较大，处理成本较高。为此，该企业优化了药剂投加自动控制系统，并探索了铁泥回用技术，将部分沉淀污泥回流至反应系统，在紫外光照下实现Fe3+向Fe2+的光还原，减少新鲜亚铁投加量30%以上。综合处理成本（含药剂、能耗、污泥处置）约3.5-4.5元/立方米废水，虽高于常规方法，但对于难降解漂白废水的深度处理具有不可替代的优势。