UVFenton氧化技术深度处理漂白废水.pdf

华南理工大学学报(自然科学版)
第39卷第1期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVOl|39No．1
2011年1月(NaturalScienceEdition)January2011

文章编号：1000-565X(2011)01—0079—05

UV／Fenton氧化技术深度处理漂白废水术

王兆江李军王强陈克复

(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室，广东广州510640)

摘要：采用UV／Fenton氧化技术对混凝一厌氧污泥处理后的漂白废水进行深度处理，
以去除残余污染负荷并降低废水的生物抑制性．通过响应面设计优化反应体系参数，利用
气相色谱一质谱联用仪研究废水中有机污染物的降解历程．得到最佳反应条件为：
pH3．8、HO用量30mmol／L、H02／Fe(II)物质的量比60：7、反应时间120min，在该条件
下，废水的化学需氧量去除率达到最大值88．2％．同时发现：漂白废水中的芳香化合物、
多环芳烃和有机氯化物等有毒物质与Fenton试剂产生的·OH自由基发生氧化反应而降
解为低分子质量的有机酸；UV／Fenton处理后废水的生物抑带】性明显降低，可生化指数大
幅提高．
关键词：废水处理；漂白；高级氧化；Fenton试剂；降解机理；可生化性
中图分类号：X793doi：10．3969／j．issn．1000．565X．2011．Ok．015

国内的制浆造纸工业大都采用基于氯气、次氯Fe+·OH手Fe+OH一(5)
酸盐或二氧化氯的漂白工艺，因此，漂白废水除了高Fe+H202手==兰Fe+H+HO2·(6)
负荷的化学需氧量(COD)和生物需氧量(BOD)外，Fe+HO2·==02+Fe2+H(7)

还有较高含量的有机氯化物，此类污染物源于漂白·OH自由基的持续产生由反应式(1)和反应
剂与木素的反应产物，对水体中的藻类、微生物具有式(2)形成的反应循环实现．·OH自由基具有强氧
生物抑制性和生物毒性，导致生物技术在去除污染化性，能够快速降解废水中的有机污染物．反应式
负荷方面效果不佳¨J．(1)和(2)表明·OH自由基的产生和Fe(Ⅱ)的再
2008年6月，国家环境保护部发布制浆造纸工生均受反应体系pH的影响；反应式(3)和(6)表明
业水污染物排放标准GB3544-2008，极大提高了污过高的pH会导致H：0：的无效分解，降低H0的
染物排放控制要求，对于新建制浆造纸项目，将废水利用率．反应式(4)和(5)表明Fenton反应体系中存
COD排放限值由400mg／L调整为500mg／L．现行的在H0：、Fe¨与·OH的副反应，过高的H0、Fe
生物处理系统远不能满足新标准的要求，因此，制浆用量均会消耗·OH．
造纸废水的深度处理技术成为近年来研究的热点．关于UV／Fenton氧化技术在制浆造纸漂白废水
研究表明，UV／Fenton氧化技术在处理高污染负荷、方面的应用，目前已有一些研究，但由于其处理过程
有毒废水方面效果显著J，其作用机理如下：需要大量化学药品，成本较高，因此实际应用受到了

Fe+H2O2：=Fe+OH一+·OH(1)一定限制HJ．物理一生物一UV／Fenton联用是降低
Fe。+hvFe+·OH+H(2)处理成本的有效途径．该流程利用混凝技术将废水
H2O2+OH——H2O+HO0一(3)中大分子有机污染物去除，然后通过厌氧生物处理
H202+·OHH20+H02·(4)进一步去除可生物降解的有机污染物，这样，废水中

收稿日期：2010—01．06
$基金项目：国家“863”计划项目(B11B1080090)；制浆造纸工程国家重点实验室自主创新项目(2007ZD01)
作者简介：王兆江(1982一)，男，博士生，主要从事制浆造纸清洁生产与污染控制研究．E—mail：[e-mail]
80华南理工大学学报(自然科学版)第39卷

仅含少量生化性较低的有机污染物，在此基础上采应体系的pH值、HO：用量、Fe(1I)用量，以COD
用UV／Fenton氧化技术进行深度处理，不但能极大去除率为响应目标，优化UV／Fenton反应条件．实验
地降低处理成本，而且可以有针对性地对废水中残设计如表1所示，反应时间均为120min．
余的、具有生物毒性或抑制性的污染物进行降解．
表l响应面实验设计因素水平表
对于制浆造纸工业废水的深度处理，国内大多
Table1Levelsandfactorsofresponsesurfaceexperiment
采用混凝一高级氧化两步处理工艺j，采用物理一
生物一UV／Fenton联用技术处理漂白废水的研究较
少，在系统优化和有毒物质降解机理方面的研究也
鲜有报道．因此，文中利用UV／Fen