高铁酸钾和聚合硫酸铁联合处理造纸废水效果好

造纸废水主要为高浓度有机废水，含木素、残碱、硫化物、氯化物等污染物。其特点是废水量大，COD浓度高，纤维悬浮物多，而且含二价硫元素，色度高，有硫醇类恶臭气味,目前我国造纸废水处理主要采用絮凝沉淀法，但是传统絮凝沉淀法COD去除率在60%～74%，BOD去除率在60%～70%，较难达到国家一级排放标准。

在研究工作中，我们发现高铁酸钾对造纸黑液具有非常好的净化作，但是由于高铁酸钾生产成本高，使水处理费用居高不下，于是我们采用高铁酸钾和聚合硫酸铁（PFS）联用技术处理造纸综合废水，既可发挥高铁酸钾的强氧化能力，又可使得分解产物氢氧化铁胶体与聚合硫酸铁联合发挥高效吸附絮凝作用，并且在废水处理过程中本身不产生任何诱变致癌的物质，具有高度的安全性。

实验材料

造纸废水（取自某造纸厂），pH值7.53，色度80倍，浊度800NTU，BOD4863mg·L-1，CODCr2825mg·L-1。

综合废水经24h沉降后倾倒出上层液体，以分离其中粗纤维和大颗粒物质，后转移至20L玻璃广口瓶中，密封，置于阴暗处保存。

药剂及仪器

药剂：高铁酸钾，纯度98%；聚合硫酸铁，工业级。仪器：pHS-3C型酸度计，721分光光度计，2100N型浊度仪。

实验方法

实验采用烧杯混凝实验方法。首先将综合废水调节pH值至3.0~5.0，将高铁酸钾加入到盛有废水的烧杯中，快速搅拌（200r·min-1）2min后慢速搅拌（40r·min-1）5min，然后调节废水pH值7.0~8.0，加入50mg·L-1（有效成分以铁计）聚合硫酸铁，慢速搅拌（40r·min-1）5min，沉降2h。在上清液面下3mm处吸取上清液，测其CODCr、BOD、浊度、色度。

结果与讨论

高铁酸钾处理造纸综合废水时，首先是六价铁发挥其强氧化作用，除去废水中易于被氧化污染物，同时破坏高分子亲水胶体的稳定性，随后通过还原产物三价铁及聚合硫酸铁的絮凝沉降作用，对废水起到进一步净化处理。

2.1高铁酸钾/聚合硫酸铁联用对造纸综合废水处理

高铁酸钾与聚合硫酸铁联合使用处理造纸综合废水的效果如表1所示，聚合硫酸铁投加量为50mg·L-1。

表1高铁酸钾/聚合硫酸铁联用对造纸综合废水的处理效果

由表1可知，高铁酸钾与聚合硫酸铁联用处理造纸综合废水，当高铁酸钾投入量为15mg·L-1、聚合硫酸铁投入量50mg·L-1时就具有非常好的效果，处理后的废水达到国家排放标准，且从经济成本上考虑也可达到企业接受的范围。

2.2高铁酸钾/聚合硫酸铁联用对造纸综合废水的作用机理

通过2.1中的实验结果，结合高铁酸钾与聚合硫酸铁的理化性能，提出高铁酸钾/PFS联用对造纸综合废水的作用机理。

(1)高铁酸钾在酸性条件下的氧化电很电位为2.2V，在酸性条件下，高铁酸钾首先发挥强的氧化作用，氧化造纸综合废水中易于被氧化的有机化合物，破坏高分子亲水胶体的稳定性，再利用新生成Fe3+的絮凝沉降作用除去一些高分子的有机化合物，进而有效地降低COD；同时，Fe3+的絮凝作用对废水的色度、浊度均具有非常好的改善作用。

(2)高铁酸钾的强氧化性能够破坏微生物的细胞壁、细胞膜以及细胞结构中的酶，抑制蛋白质及核酸的合成，阻碍微生物的生长和繁殖，起到杀死微生物的作用。

(3)综合废水中的木素、纤维素、半纤维素等高分子物质呈亲水溶胶形式存在，高铁酸钾依靠强的氧化作用，能够有效地破坏废水中的高分子污染物的亲水胶体平衡状态，进而发生沉降，从废水中分离出来。

高铁酸钾和聚合硫酸铁均是环境友好的污水处理剂，它们作用于造纸工业综合废水，不仅能够起到良好的净化作用，而且在处理过程中本身不产生任何有毒物质，具有高度的安全性。

使用高铁酸钾/聚合硫酸铁联用处理造纸综合废水，当废水pH值7.53，色度为80倍，浊度800NTU，BOD4863mg·L-1，CODCr2825mg·L-1时，高铁酸钾用量15mg·L-1，聚合硫酸铁使用量为50mg·L-1具有较好的效果，色度去除率为94.3%，浊度去除率为95.2%，BOD去除率为91.14%，CODCr去除率为92.01%。

研究发现，高铁酸钾与聚合硫酸铁对造纸综合废水的作用是利用高铁酸钾自身的强氧化能力氧化有机物，有效地破坏亲水胶体的稳定性，通过新生成Fe3+和聚合硫酸铁的絮凝作用，有效地去除废水中的COD、BOD、色度和浊度；同时，高铁酸钾的氧化性对造纸废水中的微生物也有很好的去除作用。