[某化工厂废水芬顿与厌氧试验]废水厌氧

能特科技股份有限公司污水站处理工程

实验报告（一）

一、实验简介

二、实验方法

三、数据分析

3.1 苯磺酸芬顿氧化实验

3.1.1 五车间废水芬顿氧化实验

废水中的苯磺酸来源于五车间生产废水，五车间废水芬顿氧化实验结果如表3-1、3-2所示。

表3-1 不同芬顿试剂配比时芬顿氧化处理五车间废水

实验数据中表明，所取五车间废水样品中苯磺酸的含量为0.2%，芬顿氧化对五车间废水的COD 和苯磺酸均有较高的去除率。由表3-1可知，当双氧水（50%）使用量为1%时，COD 和苯磺酸的去除率随硫酸亚铁的投加量增加而增大，但提高效果不明显，当H 2O 2: Fe 2+摩尔比达到2:1时，芬顿处理后的水样中未检出苯磺酸，基本去除完全。当H 2O 2: Fe 2+摩尔比为6:1和4:1时，去除效果相近。

结合上述实验数据以及日常运行调试数据，选择H 2O 2: Fe 2+摩尔比为5:1进行不同加药量下芬顿氧化实验，实验结果如表3-2所示。实验结果表明，随着加药量的增大，COD 去除率明显提高，当H 2O 2: Fe2+摩尔比为5:1，双氧水（50%） H 2O 2投加量为1.5%时，废水中的苯磺酸基本去除完全。

表3-2 不同加药量时芬顿氧化处理五车间废水

上述数据表明，采用芬顿氧化工艺单独处理五车间废水时，双氧水（50%）用量为1.5%、硫酸亚铁的用量2.55%时，芬顿氧化COD 去除率达到50%以上，

苯磺酸基本去除完全，因加硫酸亚铁引入废水中的SO 42-含量达到7.1g/L。

3.1.2 调节池废水芬顿氧化实验

调节池废水芬顿氧化实验结果如表3-3、3-4所示。

表3-3 不同芬顿试剂配比时芬顿氧化处理调节池废水

表3-4不同加药量时芬顿氧化处理调节池废水

实验结果表明，调节池废水来自于各个车间，其污染物成分波动较大，其中苯磺酸的含量最高达到0.15%，芬顿氧化效果受到影响。仅以实验结果分析，当双氧水（50%）使用量为1%，H 2O 2: Fe2+摩尔比为5:1，废水中0.1%含量的苯磺酸可以被基本去除完全。

3.1.3 氯化亚铁与硫酸亚铁芬顿氧化实验

比较了H 2O 2和Fe 2+使用量相同时，使用不同亚铁盐（氯化亚铁与硫酸亚铁）对芬顿氧化废水效果的影响，实验结果如表3-5所示。

表3-5不同亚铁盐芬顿氧化处理废水

表3-6 不同亚铁盐芬顿氧化处理五车间废水

实验结果表明，当H 2O 2和Fe 2+使用量相同时，使用硫酸亚铁和氯化亚铁进行芬顿氧化，COD 和苯磺酸的去除效果基本相同，说明处理能特废水时，氯化亚铁引入的Cl -对芬顿氧化并没有产生较大影响，芬顿氧化只受H 2O 2和Fe 2+影响。 3.1.4 系统各单元苯磺酸含量

最近两周双氧水（50%）用量为0.5%，硫酸亚铁的用量0.55%，进水流量6～7m3/h，每天进水20h 。7月16日和7月26日分别测系统中苯磺酸的含量如表3-7所示。

表3-7系统各单元苯磺酸浓度 (单位：mg/L)

检测数据表明，苯磺酸具有可生化性，当生化系统进水苯磺酸浓度低于300mg/L时，可完全去除苯磺酸，其中厌氧对苯磺酸的去除率约为44%。 3.1.5 小结

1) 五车间废水中苯磺酸的含量为0.2~0.46%，若单独处理五车间废水，要求

完全去除苯磺酸，双氧水（50%）用量为1.5%以上，硫酸亚铁的用量2.55%以上，芬顿试剂引入的SO 42-浓度不低于7.1g/L。

2) 混合废水苯磺酸的含量为0.1~0.15%，若要完全去除苯磺酸，双氧水（50%）

用量为1～1.5%，硫酸亚铁的用量1.28～1.91%，芬顿试剂引入的SO 42-浓度约3.55～5.33g/L。

3) 使用氯化亚铁进行芬顿氧化实验，相比于使用硫酸亚特，其COD 去除效

果相同，苯磺酸的去除效果优于硫酸亚铁，达到芬顿氧化处理要求。 4) 目前系统实际运行时，双氧水（50%）用量为0.5%，硫酸亚铁的用量0.55%，

芬顿带进去的硫酸根含量1.9g/L，实际运行中芬顿对苯磺酸的去除效果与实验结果基本一致。苯磺酸虽然具有可生化性，若要满足系统出水中不含有苯磺酸，需满足生化进水苯磺酸的浓度低于300mg/L，可根据调节池废水中苯磺酸含量调整芬顿氧化加药量，废水中苯磺酸含量在1000mg/L以下时，双氧水（50%）用量为0.5%。废水中苯磺酸含量在1000~1500mg/L时，双氧水（50%）用量为1.0%。

3.2硫酸根及硫化物实验分析

3.2.1 系统中硫酸根浓度的测定

从19号开始，水量略有提高，是以前的1.2倍，但加药量未增加，同时由

于五车间停产，亚硫酸根减少，初沉池的硫酸根含量较上周有所下降。

3.2.2 系统中硫化物的测定

硫化物主要产生于厌氧池及水解酸化池，其浓度如表3-10所示。分别采用FeSO 4和ZnSO 4沉淀去除水中的S 2-，粗略估计S 2-所产生的COD 。

表3-10 生化系统硫化物浓度 (单位：mg/L)

表3-11 硫酸亚铁去除S 2-实验 (单位：mg/L)

表3-12 硫酸锌去除S 2-实验 (单位：mg/L)

硫化物去除实验结果表明，厌氧中硫化物浓度为260～430mg/L，水解酸化硫物化浓度为370～405mg/L，实验无法排除因反应产生其他沉淀等因素对COD 发生变化所产生的影响。 3.2.3 小结

实验结果表明，结合实际运行情况和SO 42-检测结果，6月份硫酸亚铁的用量是7月份的两倍，但硫化物浓度并未随SO 42-浓度降低而明显减少，说明降低硫酸亚铁或者加稀释水等方法把硫酸根浓度从4000mg/L降到2000mg/L时并不能降有效低硫化物的浓度。

3.3 生物厌氧实验

厌氧污泥来自宜城某污水处理厂的厌氧污泥（含水率约80%，以下简称干污泥）以及某厂IC 反应器（含水率99%，以下简称湿污污），将污泥与初沉池的废水混合在600ml 的可乐瓶中，每1小时摇动一次，每24h 取样检测相关数据，实验结果如表3-13所示。

表3-13 生物厌氧定性实验

实验结果表明，水样COD 基本没有变化，所取厌氧污泥对初沉池废水没有去除能力。由于此次所取厌氧污泥量极少，实验无明显效果。

现已从潜江乐水取得一批新的厌氧污泥，重新进行生物厌氧实验，实验步骤如下：

1）每组4个水样，分别为硫酸亚铁芬顿实验水样、氯化亚铁芬顿实验水样、初沉池水样、去除了部分硫酸根的初沉池水样。

2）厌氧污泥是湿污泥，污泥浓度15～16g/L。湿污泥各取2.5L ，水样各取1.5L ，混合后的污泥浓度约为10g/L。

3）搅拌采用机械搅拌。

4）补充适量的碳、氮、磷进行培养。培养30天，每天取样测COD 。半个月

后测硫化物和硫酸根的变化。

5）根据检测数据来判断是否需要补充新污泥。

3.4 后物化芬顿氧化实验

目前系统后物化采用的工艺为“臭氧催化氧化+活性炭吸附”，去除率约为40%，若二沉池出水COD 高于200mg/L时，最终出水无法达到100mg/L以下。采用芬顿氧化分别处理二沉池出水、臭氧氧化出水及活性炭吸附出水，实验结果如表3－14、3－15、3－16所示。

表3-14 二沉池出水芬顿氧化实验

实验结果表明，二沉池出水280mg/L时，双氧水（50%）使用量为0.1%，硫酸亚铁使用量为0.11%，芬顿氧化后COD 低于100mg/L，芬顿氧化效果显著。后物化各单元出水芬顿氧化实验表明，双氧水投加量固定时，H 2O 2: Fe 2+摩尔比为3：1和4：1的COD 去除效果基本一致。

当二沉池出水COD 为600mg/L左右时，“臭氧催化氧化+芬顿氧化”处理废水可达到出水COD100mg/L以下，此时双氧水（50%）投加量需达到0.24%。

表3-15 后物化单元芬顿氧化实验（一）

四 结论

1、五车间的废水单独进行芬顿处理时可将苯磺酸去除完全。若与其他车间废水混合后进行芬顿处理时，也可将苯磺酸降到一个生化系统处理范围内，大约300mg/L以内。两者芬顿试剂投加比例基本一致。

2、使用FeCl 2进行芬顿氧化实验，其COD 和苯磺酸去除效果与使用FeSO 4进行芬顿氧化的效果基本相同，但是可以大量减少进入生化系统的硫酸根浓度。FeCl 2和FeSO 4的用量及价格做比较，数据如表4－1所示。

表4-1 不同亚铁盐使用成本比较

从表4-1中可以看出，用FeCl 2比FeSO 4的费用高30%，但是硫酸根可以减少到1g/L以下，由其产生的硫化物造成的影响亦会大大降低。

使用FeCl 2后，水中的氯离子浓度增加1.41g/L，加上盐酸调pH 引入的氯离子0.7g/L，氯离子浓度在2.11g/L左右。在常温下，不会对设备和管道产生很大的腐蚀。

3、如果不改变芬顿用硫酸亚铁的情况下，厌氧出水和水解酸化出水都需要处理

硫化物的设施。如吹脱、沉淀等。用吹脱法除硫化物，需要加风机，加吹脱池；用沉淀法脱硫物化，需加沉淀池，现场没有多余的空间来加这些设施。所以吹脱和沉淀去硫也不可取。

4、整套污水处理系统处理水量160～200m 3/d，按现有工艺各单元历史达到的最

佳处理参数估算，芬顿氧化去除率50%，出水COD 控制在3000～4000mg/L，厌氧+水解酸化出水COD1500mg/L左右，好氧+二沉去除率70%，出水COD450mg/L。臭氧催化去除率40%，出水COD200～300mg/L。若要达到出水COD100mg/L以内，需在活性炭吸附工艺后新增芬顿氧化工艺。