以废纸为原料的制浆造纸废水经二级生化处理后，二沉出水还残留一部分木质素及其衍生物的降解产物，导致出水色度和有机物浓度还是很高，后续必须设置深度处理，才能保证最后出水各项污染物排放值达到当地环保排放指标要求。
１、项目概况
项目位于越南某工业园区，以美废（美国废纸）为主要原料辅以当地废纸生产瓦楞箱板纸。厂内自备废水处理站，接纳厂区生产废水、生活污水以及受污染的初期雨水。配合生产项目的分期实施规划，废水处理站的规模为２万ｍ３／ｄ，分成两条独立的处理线，可单独运行或并列运行。整体处理工艺为弧形筛－冷却塔－调节／酸化池－厌氧－好氧－深度处理。本文重点介绍以芬顿－流化床为基础的深度处理工艺。
２、进、出水水质
业主对各个处理工段的污染物去除率都有明确要求。根据此要求，设计时预估二沉池出水水质如表１所示。最后出水排放值按照项目环评报告要求执行，具体水质参数见表１。
３、深度处理工艺
３.１ 工艺选择
废纸造纸废水经过预处理＋厌氧＋好氧处理后，二沉池出水的ＣＯＤ仍然保持在１００～１３０ｍｇ／Ｌ，即使延长好氧生物处理时间长，对出水ＣＯＤ浓度降低也非常有限，最终出水ＣＯＤ浓度达不到低于５０ｍｇ／Ｌ。故设置深度处理单元。臭氧氧化由于其氧源制备的复杂、运行成本高以及臭氧对有机物的选择性，导致其在造纸废水的应用上受到限制。芬顿强氧化技术已逐渐成为该类工业废水的深度处理主流工艺。
芬顿反应产生的羟基自由基（·ＯＨ）通过破坏难降解有机物的结构，从而实现氧化分解有机物，同时降低色度。芬顿－流化床是芬顿氧化技术的第四代产品，其氧化反应所产生的三价铁大部份得以结晶（·ＦｅＯＯＨ）在内部载体石英砂表面上，·ＦｅＯＯＨ也是很好的催化剂，使得Ｆｅ２＋的投加量大幅度降低，因此芬顿－流化床是一项结合了同相化学氧化（Ｆｅｎｔｏｎ法）、异相化学氧化（Ｈ２Ｏ２／ＦｅＯＯＨ）、流体化床结晶及ＦｅＯＯＨ的还原溶解等功能的技术，很大程度上降低了Ｆｅ２＋催化剂的加药量，对水质波动适应好、污泥产生量小等优点，因此受到外资或大型造纸企业的青睐，成为造纸行业低浓度难降解有机废水的主流深度处理工艺。在芬顿－流化床工艺中，Ｆｅ２＋的投加量约为传统芬顿工艺的４０％～５０％。
３.２ 工艺流程
芬顿－流化床深度处理工艺流程如图１所示。
二沉池出水在中间水池进行ｐＨ池的预调节（预调后ｐＨ维持在５.５左右），然后经泵提升至芬顿－流化床底部配水系统。在上部不同的分隔槽内投加２７.５％的Ｈ２Ｏ２溶液和５％的ＦｅＳＯ４溶液（以Ｆｅ２＋计）。芬顿－流化床配置ＦｅＳＯ４溶液和Ｈ２Ｏ２溶液的内循环泵，由上部相应分隔槽内抽出，由底部送入相应的配水系统内，与进水在不同高度进行混合及反应。进水流量及循环泵流量维持床内水流上升流速在３５～４０ｍ／ｈ，维持载体的流化。
芬顿－流化床内设有ｐＨ，控制ＦｅＳＯ４的投加量，维持流化床内废水反应ｐＨ在３.５～３.８，出水溢流，依次经过至ｐＨ调节池、脱气池、絮凝池。絮凝池之后废水流入三沉池进行泥水分离。泥密度大，下沉入池底被抽走；水密度小，上溢至出水堰排至放流池。
放流池出水达标后排放。
芬顿－流化床内在不同高度设置有取样口，用来检测内部载体膨胀情况，以便于控制排泥周期。
三沉池产生的污泥进入废水站的污泥脱水系统集中处理。
深度处理单元分为２套，可独立运行，单套设计处理能力为１万ｍ３／ｄ。
４、主要处理设施及设计参数
（１）中间水池。１座，尺寸８.０ｍ×７.０ｍ×４.８ｍ，有效水深４.２ｍ，混凝土结构，ＦＲＰ内防腐。内设立式不锈钢浆叶型搅拌机１台，前端设栅缝２ｍｍ的转鼓式格栅１套。格栅主要功能：拦截大的漂浮物，防止堵塞流化床配水系统。中间水池主要功能：投加浓硫酸，进行ｐＨ的初调节。
（２）芬顿－流化床。２套，３.８５ｍ×１２.９ｍ，钢制设备，不锈钢ＳＳ３１６Ｌ材质＋内防腐。每套内含分配板及支撑件、配水系统及支持件、固液分离装置。每套流化床内装填５０ｔ石英砂（粒径～０.５ｍｍ）。水力停留时间：２０ｍｉｎ。
（３）ｐＨ中和池。２座，每座分２格，每个系列和一套流化床相对应。每格尺寸３.２ｍ×３.３５ｍ×４.０ｍ，有效水深３.５ｍ，混凝土结构，ＦＲＰ内防腐。每格内设穿孔管，空气搅拌混合。水力停留时间１０ｍｉｎ。
（４）脱气池。２座，每座分２格，每格尺寸３.２ｍ×３.３５ｍ×４.０ｍ，有效水深３.５ｍ，全地上式钢筋混凝土结构，ＦＲＰ内防腐。每格内设穿孔管，空气搅拌脱气。水力停留时间１０ｍｉｎ。
（５）絮凝池。２座，每座分２格，每格尺寸３.２ｍ×３.３５ｍ×４.０ｍ，有效水深３.５ｍ，混凝土结构，ＦＲＰ内防腐。第１个格内设穿孔管曝气搅拌，第２个格内设机械搅拌，促进絮体的形成。水力停留时间１０ｍｉｎ。
（６）三沉池。２座，２８ｍ×４.５ｍ（直边高度），混凝土结构。内设周边驱动全桥式刮泥机，水下部分材质ＳＳ３０４，水上部分材质为碳钢防腐。刮泥机设过扭矩及限位开关的电气和机械双重保护。
（７）放流水池。１座，混凝土结构，池体尺寸３.２ｍ×３.３５ｍ×４.５ｍ，有效水深４.０ｍ。（８）ＦｅＳＯ４溶解池。２座，混凝土结构，每座尺寸５.０ｍ×５.０ｍ×５.５ｍ，有效水深５.０ｍ，ＦＲＰ内防腐。配置浓度５.０％（以Ｆｅ２＋计。）
５、运行及效果分析
５.１ 运行及维护
芬顿－流化床的运行维护，有以下几点需要特别注意：
（１）由于内部有石英砂载体，为保持载体的流化，要求回流泵一直保持在运行状态。为此，项目专门设置了柴油发电机应急供电，其中包括对流化床回流泵的应急供电。
（２）正常设备维护保养时，应先关闭ＦｅＳＯ４回流泵，０.５ｈ之后再关闭Ｈ２Ｏ２回流泵，保证加入的Ｆｅ２＋反应完全，并持续进水；系统重新开启时先打开ＦｅＳＯ４回流泵，０.５ｈ之后再打开Ｈ２Ｏ２回流泵。
（３）设备需要定期排泥。运行正常后基本上每周需要检查一次载体膨胀情况，当最上层取样口有载体流出后，需要排泥，通过排泥来控制床内的载体量。因为底部载体粒径最大，最不利于催化反应，所以应优先排出。排至上层第二取样口不再有载体流出时，停止排泥。
（４）正常排出底部载体后，如果顶部仍有载体排出，说明回流量偏大，上升流速偏高，需调小回流量。
５.２ 运行效果
项目运行半年后对运行效果进行跟踪分析。由于生产线的分期实施以及生产工艺的技术改进，单位产品产生的废水量下降，实际产水量运行１套芬顿－流化床处理系统。同时污染物浓度有大幅度提高。只运行１套芬顿处理系统。污水处理站实际来水量为６５００～７７００ｍ３／ｄ，进水ＳＣＯＤ浓度为６０００～８２００ｍｇ／Ｌ，ＣＯＤ负荷是设计值的１.１～１.２倍。污水处理厂的运行平稳，二沉池出水水质基本在原设计估算值范围内。
项目从２０１８年１１月ＦＡＴ验收通过，投入正常运营。以２０１９年５月下旬至６月上旬的主要监测数据进行分析，结果如表２所示。
对表２数据进行分析发现，进入到芬顿系统的污水ＣＯＤ基本稳定在９０～１３０ｍｇ／Ｌ，经过芬顿系统处理后，放流池出水ＣＯＤ稳定在３１～４７ｍｇ／Ｌ，色度（Ｐｔ－Ｃｏ）基本上在３０度以下，优于排放标准（ＣＯＤ≤５０ｍｇ／Ｌ，色度≤４０度），做到稳定达标排放。
５.３ 加药量分析
芬顿处理系统中，化学品消耗是影响污水处理站运行费用的关键因素。根据理论计算并参考厂家经验值，系统设计加药系统能力按以下参数配置：
Ｈ２Ｏ２／ＣＯＤ＝２.１３，即每氧化１ｋｇＣＯＤ需要２.１３ｋｇＨ２Ｏ２。
Ｆｅ／Ｈ２Ｏ２＝０.６即每消耗１ｋｇＨ２Ｏ２需要０.６ｋｇＦｅ盐（以Ｆｅ２＋计）。
对运行过程中的实际加药量进行分析，如图２所示。
通过连续１１ｄ运行的加药量进行比较，期间Ｈ２Ｏ２／ＣＯＤ的比值变化范围为１.６８～２.１７，平均值为１.９３，比理论计算值略偏低；Ｆｅ／Ｈ２Ｏ２的比值变化范围为０.５５８～０.５８４，平均值为０.５７６，也比经验值略偏低。常规芬顿氧化反应中，Ｆｅ／Ｈ２Ｏ２经验取值为１.５，实际运行数据可以说明：芬顿－流化床确实可以大幅度降低亚铁盐的投加量，节省药耗，从而也减少亚铁盐带来的化学污泥量，降低污泥处理系统的负荷。
６、结论
芬顿－流化床工艺是一种成熟的深度处理工艺，用在造纸废水深度处理上能有效氧化去除生物处理后难以降解的有机物，与传统芬顿工艺相比，具有加药量低、污泥量少、色度低、等优势，能够做到稳定达标排放。（来源：（中国海诚工程科技股份有限公司）
