芬顿氧化工艺在彩膜显影废水中应用

摘 要：液晶彩膜显影废水的特点是：①污染程度高，COD最高达10000mg/L；②色度深，红色、绿色、蓝色、黑色显影清洗废水混合收集进入废水收集系统后显深黑色；③废水中含有少量表面活性剂，易起泡；④氨氮，总磷的含量低，一般低于5mg/L。实际证明芬顿氧化工艺在彩膜显影废水中效果显著，芬顿氧化处理彩膜显影废水的特点是：①适用于高COD废水，对COD高达10000mg/L的彩膜显影废水能稳定处理；②色度去除率好，彩膜废水经芬顿氧化后澄清无色；③处理效果稳定，不因产品品种发生变化处理效果发生变化。

关键词：芬顿氧化；液晶彩膜显影废水

中图分类号：X784 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0375-01

1 前 言

液晶彩膜生产过程中产生大量显影清洗废水，显影废水因其COD高，色度深，成分复杂使用传统的物理、化学方法很难处理。本文主要介绍芬顿氧化在彩膜废水处理中应用的状况以及调节方法。

2 芬顿氧化工艺介绍

过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化体系通常称为芬顿试剂。芬顿试剂之所以具有非常高的氧化能力，是因为在Fe2+离子的催化作用下H202的分解活化能较低（34.9kJ/mol），能够分解产生羟基自由基·DH。同其它氧化剂相比，羟基自由基具有更高的氧化电极电位，因而具有很强的氧化性能。

芬顿试剂氧化处理对象和特点：可以将羧酸、醇、酯类有机化合物氧化为无机态，氧化效果十分明显，特别适用于某些难治理的或对生物有毒性的工业废水的处理。具有反应迅速、温度和压力等反应条件缓和且无二次污染等优点。本项目产生的高浓度有机废水含羧酸、酯类化合物，适用于芬顿试剂氧化处理法。

3 处理过程

本项目高浓度有机废水经收集后泵入调节池，经混合调节均匀后泵入pH调节池，将废水pH调至预定范围后泵入反应池1，加入三氯化铁药剂进行絮凝反应，同样再打入反应池2进行絮凝反应。在两个反应池内进行充分搅拌混合，使废水中部分有机物沉淀析出。沉淀析出的污泥泵入污泥浓缩系统。

絮凝沉淀处理后的废水进入反应池3、反应池4，在两个反应池内加入芬顿试剂（H2O2+FeSO4）进行氧化反应，同时调节pH以氧化反应完全。氧化处理后的废水再泵入絮凝池，加入PAM（聚丙烯酰胺）药剂进行絮凝反应，沉淀析出的污泥同样经泵打入污泥浓缩系统。处理后的废水打入清水池，监测合格后进入厂区中和池。

4 控制要点

4.1 絮凝沉淀加药量及pH控制

本项目使用38%液体三氯化铁作为絮凝剂，添加量5L/立方废水。添加三氯化铁后废水pH急剧下降，稳定后pH与废水原有pH有关，需要添加氢氧化钠调节廢水pH，控制要点为调节至pH=6.2-7.0，调节时尽量调至pH下限，这样既节约氢氧化钠用量又有利于显影废水中物质沉淀。经过充分反应后加入0.3%阴离子PAM6。在一般情况下，三氯化铁絮凝沉淀在pH=9-11沉淀效果最佳，但在处理彩膜显影废水时此条件沉淀效果不佳，在后续芬顿反应时有耗费大量硫酸降低pH。三氯化铁经过充分反应后加入0.3%阴离子PAM（聚丙烯酰胺）6L/立方废水后进入沉淀池沉淀。经过实践得知，阴离子PAM添加量对污泥成型有很大影响。减少PAM添加量废水上清液COD及色度影响较小，但污泥成型困难，粘滤布严重，压滤困难，污泥含水量大。

4.2 芬顿氧化条件及控制要点

经过絮凝沉淀的上清液进入芬顿氧化池。本项目使用27.5%双氧水，添加量4L/立方废水，添加双氧水后加入30%硫酸亚铁4L/立方废水，同时加入硫酸调节pH=2.5-2.8。经过充分混合，充分反应后进入pH调节池。双氧水添加量调试目标为既保障了废水处理效果又不过多残留。残留双氧水必须用还原剂除去，否则双氧水分解形成气泡浮着在污泥上影响污泥沉淀效果。在一般情况下芬顿反应的最佳pH在pH=3-5，但在处理彩膜显影废水时此条件氧化效果不佳，易出现彩膜显影废水处理后残留色度问题。废水进过芬顿氧化后加入3L/立方废水亚硫酸氢钠中和残余双氧水及pH，同时加入氢氧化钠调节pH=6-8。中和时会出现大量泡沫，需要加入消泡剂处理。充分反应后加入0.3%阳离子离子PAM（聚丙烯酰胺）6L/立方废水后进入沉淀池沉淀。阳离子PAM添加量对污泥成型也有很大影响。减少PAM添加量废水上清液COD及色度影响较小，但污泥成型困难，粘滤布严重，压滤困难，污泥含水量大。

5 结 语

在调试初期，絮凝沉淀池控制条件按三氯化铁加药量按7.5L/立方废水控制，pH调整按pH=9控制，沉淀效果差，沉淀后整体呈现泥浆状，COD去除率不到10%。经多次实践，将pH调整在6～7后沉淀效果明显好转，COD去除率达40%。后因沉淀池污泥过多调整三氯化铁加药量至5L/立方废水后污泥量减少，COD去除率良好。芬顿氧化池前期没有设计残余双氧水中和装置，残余双氧水产生气泡附着在污泥表面导致污泥上浮，处理后废水浑浊，COD去除率差。经过实践在芬顿氧化后加入亚硫酸氢钠中和残余双氧水后污泥沉淀效果好，泥水界面清晰，处理后废水澄清，COD总的去除率达到80%。由于废水进水水质经常发生变化，此系统的加药及控制并不能根据水质自行调整，需要运行人员有适当经验根据水质情况及时调整。

参考文献

[1]马承愚，彭英利.高浓度难降解有机废水治理与控制（第2版）.化学工业出版社.

[2]唐受印，戴友芝，等.水处理工程师手册（第1版）.化学工业出版社.

[3]常 青.水处理絮凝学（第2版）.化学工业出版社.

[4]周本省.工业水处理技术（第2版）.化学工业出版社.

收稿日期：2018-9-12

作者简介：苏金保（1984-），男，江苏南京人，主要从事彩色滤光片生产自动化制造系统动力设备的维保及水处理技术工作，任动力部部长。