造紙廢水主要為高濃度有機(jī)廢水，含木素、殘堿、硫化物、氯化物等污染物。其特點是廢水量大，COD濃度高，纖維懸浮物多，而且含二價硫元素，色度高，有硫醇類惡臭氣味,目前我國造紙廢水處理主要采用絮凝沉淀法，但是傳統(tǒng)絮凝沉淀法COD去除率在60%～74%，BOD去除率在60%～70%，較難達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。

在研究工作中，我們發(fā)現(xiàn)高鐵酸鉀對造紙黑液具有非常好的凈化作，但是由于高鐵酸鉀生產(chǎn)成本高，使水處理費用居高不下，于是我們采用高鐵酸鉀和聚合硫酸鐵（PFS）聯(lián)用技術(shù)處理造紙綜合廢水，既可發(fā)揮高鐵酸鉀的強(qiáng)氧化能力，又可使得分解產(chǎn)物氫氧化鐵膠體與聚合硫酸鐵聯(lián)合發(fā)揮高效吸附絮凝作用，并且在廢水處理過程中本身不產(chǎn)生任何誘變致癌的物質(zhì)，具有高度的安全性。

實驗材料

造紙廢水（取自某造紙廠），pH值7.53，色度80倍，濁度800NTU，BOD4863mg·L-1，CODCr2825mg·L-1。

綜合廢水經(jīng)24h沉降后傾倒出上層液體，以分離其中粗纖維和大顆粒物質(zhì)，后轉(zhuǎn)移至20L玻璃廣口瓶中，密封，置于陰暗處保存。

藥劑及儀器

藥劑：高鐵酸鉀，純度98%；聚合硫酸鐵，工業(yè)級。儀器：pHS-3C型酸度計，721分光光度計，2100N型濁度儀。

實驗方法

實驗采用燒杯混凝實驗方法。首先將綜合廢水調(diào)節(jié)pH值至3.0~5.0，將高鐵酸鉀加入到盛有廢水的燒杯中，快速攪拌（200r·min-1）2min后慢速攪拌（40r·min-1）5min，然后調(diào)節(jié)廢水pH值7.0~8.0，加入50mg·L-1（有效成分以鐵計）聚合硫酸鐵，慢速攪拌（40r·min-1）5min，沉降2h。在上清液面下3mm處吸取上清液，測其CODCr、BOD、濁度、色度。

結(jié)果與討論

高鐵酸鉀處理造紙綜合廢水時，首先是六價鐵發(fā)揮其強(qiáng)氧化作用，除去廢水中易于被氧化污染物，同時破壞高分子親水膠體的穩(wěn)定性，隨后通過還原產(chǎn)物三價鐵及聚合硫酸鐵的絮凝沉降作用，對廢水起到進(jìn)一步凈化處理。

2.1高鐵酸鉀/聚合硫酸鐵聯(lián)用對造紙綜合廢水處理

高鐵酸鉀與聚合硫酸鐵聯(lián)合使用處理造紙綜合廢水的效果如表1所示，聚合硫酸鐵投加量為50mg·L-1。

表1高鐵酸鉀/聚合硫酸鐵聯(lián)用對造紙綜合廢水的處理效果

由表1可知，高鐵酸鉀與聚合硫酸鐵聯(lián)用處理造紙綜合廢水，當(dāng)高鐵酸鉀投入量為15mg·L-1、聚合硫酸鐵投入量50mg·L-1時就具有非常好的效果，處理后的廢水達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，且從經(jīng)濟(jì)成本上考慮也可達(dá)到企業(yè)接受的范圍。

2.2高鐵酸鉀/聚合硫酸鐵聯(lián)用對造紙綜合廢水的作用機(jī)理

通過2.1中的實驗結(jié)果，結(jié)合高鐵酸鉀與聚合硫酸鐵的理化性能，提出高鐵酸鉀/PFS聯(lián)用對造紙綜合廢水的作用機(jī)理。

(1)高鐵酸鉀在酸性條件下的氧化電很電位為2.2V，在酸性條件下，高鐵酸鉀首先發(fā)揮強(qiáng)的氧化作用，氧化造紙綜合廢水中易于被氧化的有機(jī)化合物，破壞高分子親水膠體的穩(wěn)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機(jī)化合物，進(jìn)而有效地降低COD；同時，F(xiàn)e3+的絮凝作用對廢水的色度、濁度均具有非常好的改善作用。

(2)高鐵酸鉀的強(qiáng)氧化性能夠破壞微生物的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜以及細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的酶，抑制蛋白質(zhì)及核酸的合成，阻礙微生物的生長和繁殖，起到殺死微生物的作用。

(3)綜合廢水中的木素、纖維素、半纖維素等高分子物質(zhì)呈親水溶膠形式存在，高鐵酸鉀依靠強(qiáng)的氧化作用，能夠有效地破壞廢水中的高分子污染物的親水膠體平衡狀態(tài)，進(jìn)而發(fā)生沉降，從廢水中分離出來。

高鐵酸鉀和聚合硫酸鐵均是環(huán)境友好的污水處理劑，它們作用于造紙工業(yè)綜合廢水，不僅能夠起到良好的凈化作用，而且在處理過程中本身不產(chǎn)生任何有毒物質(zhì)，具有高度的安全性。

使用高鐵酸鉀/聚合硫酸鐵聯(lián)用處理造紙綜合廢水，當(dāng)廢水pH值7.53，色度為80倍，濁度800NTU，BOD4863mg·L-1，CODCr2825mg·L-1時，高鐵酸鉀用量15mg·L-1，聚合硫酸鐵使用量為50mg·L-1具有較好的效果，色度去除率為94.3%，濁度去除率為95.2%，BOD去除率為91.14%，CODCr去除率為92.01%。

研究發(fā)現(xiàn)，高鐵酸鉀與聚合硫酸鐵對造紙綜合廢水的作用是利用高鐵酸鉀自身的強(qiáng)氧化能力氧化有機(jī)物，有效地破壞親水膠體的穩(wěn)定性，通過新生成Fe3+和聚合硫酸鐵的絮凝作用，有效地去除廢水中的COD、BOD、色度和濁度；同時，高鐵酸鉀的氧化性對造紙廢水中的微生物也有很好的去除作用。