印染廢水小孔徑超濾膜濃縮液處理芬頓法
紡織印染工業(yè)是我國(guó)的傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)、重要民生產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)造國(guó)際化新優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè)，在拉動(dòng)內(nèi)需、滿足人民衣著需求和外貿(mào)創(chuàng)匯等方面作出了巨大貢獻(xiàn)。然而，紡織工業(yè)存在著生產(chǎn)耗水量大、廢水排放量大、污染物排放量大和廢水處理難度大的四大用水問(wèn)題，其產(chǎn)生的具有高色度、高堿度、高COD、高含鹽量及含重金屬離子等特性的印染廢水對(duì)于自然環(huán)境和人體有著嚴(yán)重危害，且廢水成分復(fù)雜、中間產(chǎn)物繁多，包括芳香類化合物、苯胺類、氯化物或溴化物以及多種含有帶氫鍵的物質(zhì)等，屬于難處理工業(yè)廢水之一。近年來(lái)隨著資源利用、節(jié)能環(huán)保等剛性約束日益增強(qiáng)，國(guó)家對(duì)紡織印染廢水的排放和治理提出了更高的要求。國(guó)務(wù)院頒布的“水十條”將印染行業(yè)列為重點(diǎn)整治行業(yè)之一，并提出行業(yè)廢水需深度處理回用，《印染行業(yè)“十四五”發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》指出要堅(jiān)持綠色發(fā)展，加強(qiáng)污染防治，促進(jìn)印染行業(yè)水重復(fù)利用率進(jìn)一步提高到45%，所以印染廢水的中水回用和近零排放具有重要意義。
目前，印染廢水通常采用混凝沉淀+水解酸化+生物化學(xué)法進(jìn)行常規(guī)處理，生化出水采用雙膜法(膜生物反應(yīng)器(membranebioreactor，MBR)/高強(qiáng)度浸沒(méi)式膜過(guò)濾(high-strengthsubmergedmembranefiltration，HMF)+反滲透/納濾(RO/NF))處理工藝進(jìn)行中水回用，對(duì)RO/NF濃水處理至納管達(dá)標(biāo)排放。但將處理后的RO/NF濃水直接排放不僅會(huì)帶來(lái)無(wú)機(jī)鹽資源浪費(fèi)，還會(huì)造成環(huán)境破壞。最近研究出的一種小孔徑超濾膜能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)機(jī)鹽與有機(jī)小分子的高效分離，其孔徑介于超濾膜與納濾膜之間，截留分子質(zhì)量為500~2000Da，但經(jīng)此膜處理后的濃縮液污染物濃度上升到一個(gè)新的水平，通過(guò)常規(guī)的深度處理很難達(dá)標(biāo)排放。
芬頓氧化法具有處理效率高、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行便捷等優(yōu)點(diǎn)，在處理印染廢水時(shí)，能夠降解污水中存在的持久性有機(jī)污染物，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。本研究采用芬頓法、物化法及類芬頓法對(duì)印染廢水小孔徑超濾膜濃縮液進(jìn)行深度處理研究，尋求最佳處理方案及其最優(yōu)條件，保障產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4287-2012)排放要求，為印染廢水近零排放提供工程實(shí)踐依據(jù)。
1、材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)用水
實(shí)驗(yàn)用水取自浙江紹興某印染廠，印染廢水經(jīng)預(yù)處理后，進(jìn)入HMF和NF工藝，再經(jīng)過(guò)小孔徑超濾膜處理得到濃縮液(以下簡(jiǎn)稱濃縮液)即為實(shí)驗(yàn)用水，具體流程如圖1所示。實(shí)驗(yàn)4次水樣命名為S1、S2、S3和S4，分別進(jìn)行芬頓正交實(shí)驗(yàn)、單因素實(shí)驗(yàn)、最優(yōu)條件的確定和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)及其他類比實(shí)驗(yàn)，水質(zhì)如表1所示，由表1可知，濃縮液的水質(zhì)惡劣，所含的污染物質(zhì)被進(jìn)一步濃縮，濃縮液呈現(xiàn)高色度、高COD特性，且水質(zhì)波動(dòng)性較大。
經(jīng)超濾膜處理后的濃縮液堿度過(guò)高，直接采用芬頓氧化處理時(shí)，在酸性條件下如不進(jìn)行除堿處理，一方面在反應(yīng)過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生大量氣泡導(dǎo)致添加的藥劑大部分會(huì)隨著氣泡溢出且不能與水體中的污染物質(zhì)充分接觸反應(yīng)，從而導(dǎo)致污染物去除效果差；另一方面HCO-3離子是羥基自由基的抑制劑，會(huì)捕獲羥基自由基，從而導(dǎo)致催化氧化作用下降。當(dāng)pH<4.0后持續(xù)曝氣2h除去游離態(tài)的CO2，廢水中堿度可完全去除。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
本實(shí)驗(yàn)采用芬頓法，如圖2所示。將去除堿度的濃縮液投加酸堿調(diào)節(jié)設(shè)定的實(shí)驗(yàn)pH，加入定量的七水硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)和過(guò)氧化氫(H2O2)試劑，采用磁力攪拌形式輔助反應(yīng)到達(dá)設(shè)定時(shí)間后繼續(xù)投加等量FeSO4·7H2O和H2O2試劑，總反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)2h。結(jié)束后將溶液回調(diào)至設(shè)定pH，加入0.1%質(zhì)量濃度為1g·L?1的聚丙烯酰胺(polyscrylamide，PAM)，經(jīng)慢速攪拌10s均勻后靜置0.5h，根據(jù)測(cè)定的水質(zhì)結(jié)果分析其處理效果。采用芬頓法、物化法和類芬頓法對(duì)水樣進(jìn)行處理，檢測(cè)水質(zhì)并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。
1)正交實(shí)驗(yàn)。
設(shè)置水樣反應(yīng)初始pH、反應(yīng)回調(diào)pH、H2O2投加量、FeSO4·7H2O投加量和2次加藥時(shí)間間隔時(shí)間等5個(gè)因素，考察不同因素對(duì)芬頓法處理濃縮液的影響程度和效果，匹配去除色度和COD的最優(yōu)方案。
2)單因素實(shí)驗(yàn)。
正交實(shí)驗(yàn)確定水樣色度和COD去除效果最佳的影響因素組，在此基礎(chǔ)上分別設(shè)置各H2O2投加量、FeSO4·7H2O投加量、反應(yīng)初始pH、2次投加藥劑間隔時(shí)間及反應(yīng)回調(diào)pH等單一因素的不同量，分別對(duì)色度和COD進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)時(shí)其他因素量不變以確定最佳去除效果的因素方案，每個(gè)因素3次平行實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)出水水質(zhì)指標(biāo)確定最優(yōu)結(jié)果。
將H2O2投加量分別設(shè)定為1000、1500、2000、2500、3000mg·L?1和500、1000、1500、2000、2500mg·L?1，F(xiàn)eSO4·7H2O投加量分別設(shè)定為4.09、8.18、12.27、16.36、20.45g·L?1，反應(yīng)初始pH分別設(shè)定為3.0、3.5、4.0、4.5、5.0和2.5、3.0、3.5、4.0、4.5，2次投加藥劑間隔時(shí)間分別設(shè)定為20、30、40、50、60min，反應(yīng)回調(diào)pH分別設(shè)定為6.5、7.0、7.5、8.0、8.5分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將各單因素實(shí)驗(yàn)處理前后的污染物質(zhì)量濃度進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定多個(gè)平行樣取值以減少誤差。
3)最優(yōu)條件的確定和驗(yàn)證。
單因素實(shí)驗(yàn)確定最佳去除色度和COD的對(duì)應(yīng)因素條件，根據(jù)條件再次劃分影響因素水平，分別測(cè)定pH、COD、色度、氨氮、總氮、總磷、SS、六價(jià)鉻、苯胺和二氧化氯等水質(zhì)指標(biāo)，判定處理后水樣綜合水質(zhì)最優(yōu)的因素條件。
4)其他類比實(shí)驗(yàn)。
物化實(shí)驗(yàn)采用絮凝劑處理去除堿度的水樣，檢測(cè)產(chǎn)水水質(zhì)，對(duì)比芬頓法的處理效果和經(jīng)濟(jì)性。取去除堿度的水樣分別調(diào)節(jié)適當(dāng)pH后分別加入定量聚合硫酸鐵(polymericferricsulfate，PFS)和聚合氯化鋁(polymericaluminiumchloride，PAC)攪拌均勻，加入定量PAM攪勻靜止后取上清液。
類芬頓實(shí)驗(yàn)采用活性炭(activatedcarbon，AC)負(fù)載六水三氯化鐵(FeCl3·6H2O)作為催化劑代替FeSO4·7H2O，催化劑與H2O2加入待處理水樣中，在鐵離子含量相同情況下與芬頓對(duì)比處理效果以及經(jīng)濟(jì)適用性。
1.3 分析測(cè)試方法
水樣pH、電導(dǎo)率、濁度分別使用上海雷磁pHSJ-4F儀、上海雷磁DDSJ-308A電導(dǎo)率儀、哈希2100Q便攜式濁度儀進(jìn)行測(cè)定；COD使用蘭州連華5B-1F(VB)儀器，采用快速消解分光光度法(HJ/T399-2007)進(jìn)行測(cè)定；色度使用水質(zhì)色度的測(cè)定-鉑鈷比色法(GB/T11903-1989)進(jìn)行測(cè)定；SS使用水質(zhì)懸浮物的測(cè)定-重量法(GB/T11901-1989)進(jìn)行測(cè)定；堿度使用水質(zhì)鈣和鎂總量的測(cè)定-EDTA滴定法(GB7477-1987)進(jìn)行測(cè)定；氨氮使用水質(zhì)氨氮的測(cè)定-納氏試劑分光光度法(HJ535-2009)進(jìn)行測(cè)定；總氮使用水質(zhì)總氮的測(cè)定-堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法(HJ636-2012)進(jìn)行測(cè)定；總磷使用水質(zhì)總磷的測(cè)定-鉬酸銨分光光度法(GB11893-1989)進(jìn)行測(cè)定；六價(jià)鉻使用水質(zhì)六價(jià)鉻的測(cè)定-二苯碳酰二肼分光光度法(GB7467-1987)進(jìn)行測(cè)定；二氧化氯使用水質(zhì)二氧化氯和亞氯酸鹽的測(cè)定-連續(xù)滴定碘量法(HJ551-2016)進(jìn)行測(cè)定；苯胺使用水質(zhì)苯胺類化合物的測(cè)定-N-(1-萘基)乙二胺偶氮分光光度法(GB11889-1989)進(jìn)行測(cè)定。
在各實(shí)驗(yàn)前后，收集前后水樣，計(jì)算污染物質(zhì)的去除率，去除率R由式(1)進(jìn)行計(jì)算。
式中：Cb表示反應(yīng)前的污染物質(zhì)量濃度，mg·L?1，Ca表示為反應(yīng)后的污染物質(zhì)量濃度，mg·L?1。
2、結(jié)果與討論
2.1 正交實(shí)驗(yàn)
本研究采用表2所示的5因素4水平的因素水平表(Lg(45))進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，以初步探究芬頓法最佳處理效果影響因素參數(shù)值。其中H2O2投加量與COD的質(zhì)量比約1∶3，即H2O2初始投加量500mg·L?1，后每個(gè)水平增加500mg·L?1。FeSO4·7H2O投加量采用與H2O2初始量摩爾比1:1，即FeSO4·7H2O初始投加量4.09g·L?1，后每個(gè)水平對(duì)應(yīng)增加。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。
根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)極差分析結(jié)果(表4和表5)可知，無(wú)論是水質(zhì)色度去除效果還是COD去除效果，芬頓法處理各因素的影響程度較大的都為H2O2和FeSO4·7H2O投加量，其他因素影響效果遠(yuǎn)小于前兩者。實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步確定色度去除的最優(yōu)方案為反應(yīng)初始pH=4.0、FeSO4·7H2O投加量為12.27g·L?1、H2O2投加量為2000mg·L?1、投藥間隔時(shí)間為40min及反應(yīng)回調(diào)pH=7.5，其中質(zhì)量比COD∶H2O2=1∶1.4，摩爾比H2O2∶FeSO4·7H2O=4∶3；COD去除的最優(yōu)方案組為反應(yīng)初始pH=3.5、FeSO4·7H2O投加量12.27g·L?1、H2O2投加量1500mg·L?1、投藥間隔時(shí)間40min及反應(yīng)回調(diào)pH=7.5，其中質(zhì)量比COD∶H2O2=1∶1.1、摩爾比H2O2∶FeSO4·7H2O=1∶1。
2.2 單因素實(shí)驗(yàn)
1)H2O2投加量。
H2O2投加量是對(duì)反應(yīng)體系影響最大的因素。由圖3可見(jiàn)，隨著H2O2投加量增加，水樣的色度、COD去除效果呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。H2O2為芬頓體系中的氧化劑，投加量可直接影響水樣的最終處理效果，體系主反應(yīng)為式(2)，F(xiàn)e2+主要起催化作用，F(xiàn)e2+催化H2O2生成具有強(qiáng)氧化性的·OH氧化水中有機(jī)物質(zhì)為CO2和H2O。當(dāng)H2O2投加量過(guò)低時(shí)，產(chǎn)生的·OH較少難以氧化大量的有機(jī)物質(zhì)；隨著H2O2含量逐漸增加，·OH產(chǎn)量升高，氧化效果增強(qiáng)；當(dāng)H2O2投加量過(guò)多時(shí)，將出現(xiàn)處理效果減弱現(xiàn)象，體系中式(3)~(5)反應(yīng)強(qiáng)，此時(shí)Fe3+消耗大量H2O2生成·O2H同時(shí)抑制·OH的產(chǎn)生，而過(guò)多的H2O2還會(huì)繼續(xù)與·OH和·O2H發(fā)生自消耗反應(yīng)，使H2O2利用率大大下降。最終確定去除色度最優(yōu)H2O2投加量2500mg·L?1，去除COD最優(yōu)H2O2投加量2000mg·L?1。
2)FeSO4·7H2O投加量。
FeSO4·7H2O在體系中主要起催化作用。由圖4可見(jiàn)，水樣中色度和COD的去除率隨FeSO4·7H2O的增加呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)。Fe2+促進(jìn)H2O2有效分解生成·OH，催化劑的投加量直接影響H2O2的利用率和氧化效果。當(dāng)Fe2+含量過(guò)低時(shí)，不利于H2O2正向分解，·OH生成速率較慢含量較少，故水中有機(jī)物降解不足；隨FeSO4·7H2O含量增大，H2O2分解速率不斷加快，但達(dá)到一定量時(shí)過(guò)多的Fe2+會(huì)使處理效果降低，F(xiàn)e2+使H2O2快速分解生成的·OH又與過(guò)量的Fe2+進(jìn)行反應(yīng)式(6)，大量的·OH被Fe2+消耗的同時(shí)也會(huì)與H2O2發(fā)生自消耗反應(yīng)，·OH的有效利用率下降，處理效果變差。最終確定去除色度和COD最優(yōu)FeSO4·7H2O投加量為16.36g·L?1。
3)反應(yīng)初始pH。
芬頓反應(yīng)體系受pH影響較強(qiáng)，一般初始環(huán)境為酸性才能發(fā)揮較高氧化作用，針對(duì)濃縮液，設(shè)定不同初始反應(yīng)pH會(huì)影響芬頓反應(yīng)進(jìn)程。由圖5可得，pH的增大對(duì)水樣中色度和COD的降解效果整體呈先增后減趨勢(shì)。反應(yīng)初始pH過(guò)低時(shí)，大量的H+會(huì)抑制反應(yīng)式(3)的正向進(jìn)行，減緩Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的再生過(guò)程，從而抑制H2O2有效催化分解；反應(yīng)初始pH過(guò)高時(shí)，不利于反應(yīng)式(2)正向進(jìn)行，從而抑制·OH的產(chǎn)生，且高pH時(shí)H2O2易發(fā)生非有效分解，體系氧化效果減弱。結(jié)果表明，當(dāng)pH為3.5~4.5時(shí)色度去除效果較好，在pH為4時(shí)COD去除效果最佳，剩余COD為130mg·L?1，對(duì)應(yīng)去除率可達(dá)88.5%。
4)2次投加藥劑時(shí)間間隔。
分2次投加藥劑于反應(yīng)體系中，藥劑能夠更加均勻地溶于液體中，利用率也能夠相應(yīng)提高，其加藥時(shí)間間隔會(huì)對(duì)反應(yīng)體系有所影響。由圖6可見(jiàn)，加藥時(shí)間間隔對(duì)整體水質(zhì)去除效果影響不大，但間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短都會(huì)影響反應(yīng)的最終處理效果。加藥時(shí)間間隔時(shí)間過(guò)短時(shí)，第一次投加藥劑還未完全與水樣中的污染物進(jìn)行反應(yīng)，氧化降解不完全，此時(shí)再次加入新的藥劑將會(huì)影響二次反應(yīng)的進(jìn)程，·OH也會(huì)發(fā)生不利的消耗；加藥時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)將會(huì)影響整體降解反應(yīng)的連續(xù)性，氧化分解的諸多中間污染物沒(méi)能夠及時(shí)進(jìn)行徹底降解，相互反應(yīng)也將帶來(lái)整體的去除效果下降。加藥時(shí)間間隔在40~60min時(shí)，體系對(duì)水樣的整體去除效果表現(xiàn)較優(yōu)。
5)反應(yīng)回調(diào)pH。
芬頓體系的最后一步為調(diào)節(jié)產(chǎn)水pH并添加絮凝劑，其主要作用是使污水中存在的大量Fe2+和Fe3+以及其中的污泥進(jìn)行絮凝沉淀，從而水質(zhì)澄清。由圖7可以看出，當(dāng)產(chǎn)水pH調(diào)節(jié)中性及堿性時(shí)都有明顯的去除效果，由于反應(yīng)后體系內(nèi)存在的鐵離子以Fe3+鐵離子為主，沉淀的最優(yōu)pH為6.5~7.5，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相匹配，最終得出出水pH調(diào)節(jié)在6.5時(shí)，整體降解效果最優(yōu)。
通過(guò)前兩階段正交實(shí)驗(yàn)和單因素實(shí)驗(yàn)研究芬頓法去除色度和COD最優(yōu)條件，2種方式的影響因素最優(yōu)條件相似。在單因素實(shí)驗(yàn)批次水樣中，當(dāng)反應(yīng)初始pH=4.5、H2O2投加量2500mg·L?1、FeSO4·7H2O投加量16.36g·L?1、加藥時(shí)間間隔40min和反應(yīng)回調(diào)pH=6.5時(shí)，色度去除效果最佳；當(dāng)反應(yīng)初始pH=4.0、H2O2投加量2000mg·L?1、FeSO4·7H2O投加量16.36g·L?1、加藥時(shí)間間隔60min和反應(yīng)回調(diào)pH=6.5時(shí)，COD去除效果最佳。
2.3 最優(yōu)條件的確定和驗(yàn)證
工業(yè)廢水的處理往往不是根據(jù)單一水質(zhì)作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)多項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)測(cè)，從而確定最終的影響因素最優(yōu)條件。根據(jù)之前通過(guò)色度和COD水質(zhì)指標(biāo)得到了2個(gè)最優(yōu)條件，已將范圍縮小并確定質(zhì)量比COD∶H2O2=1.4~1.8，摩爾比H2O2∶Fe2+=0.8~1，進(jìn)而調(diào)整反應(yīng)初始pH、H2O2投加量和投藥間隔時(shí)間，進(jìn)行最終的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)條件見(jiàn)表6，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。
根據(jù)表7可得，濃縮液經(jīng)過(guò)優(yōu)化條件后的芬頓工藝處理后，其色度、COD、總氮、總磷、SS和苯胺等都有明顯的去除效果。反應(yīng)過(guò)程加入了大量的Fe2+，最終物化形成大量鐵泥沉降，但液體中仍有鐵離子存在，可能存在部分有機(jī)物礦化反應(yīng)導(dǎo)致離子量增加，綜合產(chǎn)生電導(dǎo)率上升現(xiàn)象。氨氮出現(xiàn)不減反增現(xiàn)象可能由于在芬頓氧化過(guò)程中部分含氮物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氨氮所致?？傮w而言，在6個(gè)條件實(shí)驗(yàn)的去除效果相差不大且均符合《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4287-2012)排放要求，由此可見(jiàn)，采用芬頓法可用于處理印染廢水膜濃縮液，效果良好且穩(wěn)定性較高。綜合比較，實(shí)驗(yàn)條件4的整體處理效果較優(yōu)，即H2O2投加量為3000mg·L?1、FeSO4·7H2O投加量為25.12g·L?1、反應(yīng)初始pH=4、反應(yīng)回調(diào)pH=6.5及加藥時(shí)間間隔60min，其中質(zhì)量比COD∶H2O2=1∶1.3、摩爾比H2O2∶Fe2+=1∶1。
2.4 物化實(shí)驗(yàn)、類芬頓實(shí)驗(yàn)、芬頓實(shí)驗(yàn)綜合對(duì)比
現(xiàn)已確定芬頓處理濃縮液的最優(yōu)條件，再進(jìn)行物化實(shí)驗(yàn)和類芬頓實(shí)驗(yàn)與其對(duì)比，綜合判定各工藝的處理效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)適用性。物化實(shí)驗(yàn)分別采用質(zhì)量百分比為10%PFS和6%PAC投加到已去除堿度并調(diào)節(jié)適當(dāng)pH范圍后的膜濃縮液中，投加量均為1%，反應(yīng)10min后加入質(zhì)量濃度1g·L?1的PAM，投加量為0.1%，輕攪拌后自然沉淀取上清液檢測(cè)。類芬頓實(shí)驗(yàn)采用共浸漬法將FeCl3·6H2O負(fù)載于活性炭作為催化劑，代替?zhèn)鹘y(tǒng)芬頓催化劑FeSO4·7H2O，F(xiàn)eCl3·6H2O多作為類芬頓反應(yīng)體系中負(fù)載鐵鹽的種類之一，在處理印染廢水方面也有一定應(yīng)用。FeCl3·6H2O和活性炭制備催化劑投加量分別為19g·L?1和50g·L?1，根據(jù)芬頓最佳條件，投加量確定類芬頓H2O2投加3300mg·L?1，催化劑投加35g·L?1。
由表8實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在最優(yōu)條件下處理濃縮液，COD去除率可達(dá)90%以上，色度去除率可達(dá)95%以上。相比之下，采用PFS和PAC物化處理效果COD去除率均小于50%，色度去除效果同樣不良，PFS和PAC作為無(wú)機(jī)高分子混凝劑主要作用為絮凝沉淀，投入水中可形成大量絡(luò)合離子，對(duì)水中膠體和顆粒物具有高度電中和及橋聯(lián)作用，從而吸附沉降部分COD和懸浮物，但無(wú)法進(jìn)行深度處理，需配合其他工藝聯(lián)合使用才能得到優(yōu)良效果。類芬頓實(shí)驗(yàn)兼具高級(jí)氧化和吸附作用，COD與色度去除率均高達(dá)97%以上，但各藥劑投加量與芬頓相對(duì)應(yīng)增添了大量活性炭成本，調(diào)控成本同時(shí)保障處理效果可為膜濃縮液提供處理方案。
2.5 經(jīng)濟(jì)性分析
采用同批水樣對(duì)4種方法噸水處理費(fèi)用進(jìn)行分析，原水COD值為2694mg·L?1，根據(jù)目前市場(chǎng)價(jià)格，各藥劑單價(jià)如下：H2SO4為600元·t?1，H2O2(30%)為1200元·t?1，F(xiàn)eSO4·7H2O為230元·t?1，NaOH為5000元·t?1，PAM為15000元·t?1，AC為8000元·t?1，F(xiàn)eCl3·6H2O為1200元·t?1，PFS為535元·t?1，PAC為310元·t?1。列出各法所需藥劑用量見(jiàn)表9，則PFS和PAC處理成本分別為12.95元·t?1和12.60元·t?1，但效果不佳；初步類芬頓法在不涉及類芬頓催化劑及其相關(guān)藥品再利用的情況下，類芬頓法的處理成本為319.98元·t?1，類芬頓法需進(jìn)一步優(yōu)化，綜合考慮負(fù)載催化劑的用量和重復(fù)使用性以及相關(guān)藥品的再利用情況，進(jìn)而增強(qiáng)其實(shí)用性；芬頓法按照實(shí)驗(yàn)最終得出最優(yōu)因素條件下處理成本為31.82元·t?1，具有一定的實(shí)際應(yīng)用性。
3、總結(jié)
1)采用芬頓法處理印染廢水小孔徑超濾膜濃縮液，H2O2投加量對(duì)處理效果的影響最大。當(dāng)COD∶H2O2質(zhì)量比為1∶1.3、H2O2∶Fe2+摩爾比為1∶1、反應(yīng)初始pH為4.0及反應(yīng)回調(diào)pH為6.5時(shí)，處理效果最佳。
2)在芬頓法的最優(yōu)條件下，COD去除率達(dá)90%以上，色度去除率達(dá)95%以上，產(chǎn)水氨氮、總氮、總磷、六價(jià)鉻、SS、二氧化氯和苯胺等均達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4287-2012)排放要求，處理效果穩(wěn)定。
3)采用物化法處理膜濃縮液的效果不佳，類芬頓法處理膜濃縮效果較好但經(jīng)濟(jì)成本較高，可優(yōu)化工藝為后續(xù)對(duì)膜濃縮液處理提供工程參考。
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