生活污水是指城市機關、學校和居民在日常生活中產生的廢水，包括廁所糞尿、洗衣洗澡水、廚房等家庭排水以及商業、醫院和游樂場所的排水等。生活污水具有污染來源簡單，污水可生化性好,處理難度較小的特點，從技術和成本角度考慮，生活污水處理后回用具有很高的技術可行性和社會價值。淄博市某小區擬將生活污水進行深度處理作為城市雜用水，用于綠化或沖廁，以節約淡水資源并減少污水排放。生活污水雖然處理難度較小，但傳統生化處理方法具有基建費用高，占地面積大，處理時間長，受外部環境影響大的缺點。  

 Fenton氧化是指由H2O2和Fe2+的結合，二者反應生成氧化能力很強的·OH自由基，可以氧化水中大多數有機物，能將大分子有機物降解為小分子有機物或完全礦化[1]，具有操作簡單、反應迅速，且無二次污染等優點[2]。針對生活污水生化處理的缺點，本研究將采用純物化的方法對生活污水進行回用處理，達到快速處理的目的。  

1試驗材料與方法  

1.1試驗藥劑  

 聚合硫酸鐵（SPFS）、聚合氯化鋁（PAC）、聚合硫酸鋁鐵（PAFS）、H2O2、硫酸鐵、硫酸亞鐵、聚丙烯酰胺（PAM）、硫酸、氫氧化鈣。  

1.2試驗污水水質  

 試驗用水來源于小區生活污水管路排水，由于不同時段水質波動較大，多次取樣充分混合后測定其指標平均值，水質如表1所示。  

表1污水水質  

1.3污水處理回用流程  

 生活污水處理流程如圖1所示：通過隔柵去除生活污水大顆粒固體及垃圾，之后采用混凝沉淀法對廢水中大顆粒懸浮物、固體COD進行去除。出水調pH后進入Fenton氧化反應器，以Fe2+和Fe3+作為催化劑催化過氧化氫分解產生·OH，去除水中溶解性COD。氧化出水加入氫氧化鈣調pH至8-10并加入聚丙烯酰胺（PAM）進行混凝，用以去除水中過量的總磷及殘余有機物。混凝沉淀后的上清液通過折點氯化法進行脫氮處理，出水經過消毒滅菌后作為城市雜用水回用。本文將以混凝和Fenton氧化為重點研究對象，并對其條件進行優化。  

圖1工藝流程  

1.4水質檢測方法  

 COD的測定方法：重鉻酸鉀法；氨氮的測定方法：納氏試劑比色法；固形物的測定方法：重量法；磷酸鹽的測定方法：鉬銻抗分光光度法；BOD5的測定方法：稀釋與接種法；總大腸桿菌群：多管發酵法。  

2試驗結果與討論  

2.1生活污水混凝試驗  

 生活污水含有較多的固體懸浮物，這也是造成生活污水CODCr、濁度較高的主要原因。本研究采用混凝沉淀法去除廢水中懸浮物，選用聚合硫酸鐵（SPFS）、聚合氯化鋁（PAC）、聚合硫酸鋁鐵（PAFS）、硫酸鐵、復配混凝劑Ⅰ和復配混凝劑Ⅱ對生活污水進行混凝處理，試驗結果如圖2所示：  

 由圖2可以看出FP-1混凝劑混凝效果最好，在進水COD濃度為350mg/L時，出水COD濃度可以降至110mg/L左右，COD去除率可以達到68.2%。FP-1混凝劑為本公司研發的混合混凝劑，主要成分為硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵和聚合硫酸鐵，因此選擇復配混凝劑FP-1對生活污水原水進行混凝。  

2.2混凝出水Fenton氧化試驗  

 生活污水經過混凝沉淀后大部分懸浮固體及有機物得以去除，剩余溶解性有機物擬通過Fenton氧化進行去除，本研究通過大量試驗對Fenton氧化條件進行優化。  

（1）Fenton氧化pH及反應時間的確定  

 混凝出水COD約為110mg/L，以混凝出水作為原水進行Fenton氧化試驗。設定過氧化氫（30%）加入量為0.1%，催化劑采用硫酸亞鐵，考察不同反應pH對Fenton氧化的影響，試驗結果如圖3所示。  

 結果表明：在反應pH為3時，反應120min之后COD去除率達到66.3%，Fenton氧化效果最好，反應pH為4時反應120min后COD去除率可達65.5%，Fenton氧化效果隨著pH的升高逐漸降低。分析原因是因為pH值過高時，OH-會直接抑制·OH的生成，同時Fe3+和Fe2+也會以氫氧化物的形式沉淀而降低或失去催化作用。在pH為4，反應時間80min時，COD去除率為62.5%，剩余COD濃度約為40mg/L，BOD5濃度小于20mg/L，已經滿足城市雜用水水質要求。因此，確定反應pH為4，反應時間80min。  

（2）Fenton氧化H2O2加量的確定  

 設定Fenton氧化pH為4，反應時間80min，催化劑采用硫酸亞鐵，考察不同H2O2（30%）加入量對COD去除率的影響，試驗結果如圖4所示。  

 由圖4可以看出：Fenton氧化COD去除率隨H2O2（30%）加入量的增加而升高，當H2O2（30%）加入量為0.1%時COD去除率為63.1%，COD降至40mg/L以下，滿足城市雜用水水質要求。過氧化氫加量繼續增加，COD去除率增幅逐漸減小，分析原因可能H2O2作為·OH的捕捉劑也會消耗·OH，過氧化氫的用量過高時，無效降解也變得越來越嚴重。因此確定Fenton氧化的最佳過氧化氫的加入量為0.1%。  

圖4H2O2加量對COD去除率的影響  

（3）Fenton氧化催化劑的選擇  

 Fenton試驗結果表明：采用硫酸亞鐵作為催化劑，氧化后混凝效果較差，出水中含有較多的Fe2+，呈黃綠色。因此考慮篩選一種類Fenton催化劑，能夠提高催化氧化效率或者提高氧化后混凝效果，試驗結果如圖5所示。  

圖5Fenton氧化催化劑的篩選  

 由圖5可以看出采用錳砂或廢鐵屑作為催化劑，催化效率遠低于硫酸亞鐵。采用混合催化劑，Fenton氧化COD去除率達到62.2%，略低于硫酸亞鐵的63.6%，混合催化劑為含FeSO4和Fe2（SO4）3的混合物，催化效率雖然略低，但是廢水氧化后易進行混凝沉淀，出水澄清。因此，選用混合催化劑催化Fenton氧化反應。  

（4）Fenton氧化催化劑加量的確定  

 設定H2O2（30%）加入量為0.1%，反應pH4，反應時間80min，催化劑為混合催化劑，考察催化劑加量對Fenton氧化的影響，試驗結果如圖6所示。  

圖6催化劑加量對COD去除率的影響  

 由圖6可以看出：在0-0.2g/L范圍內，COD去除率隨著催化劑加量的增加而迅速升高，當催化劑加量為0.2g/L時COD去除率最高為63.8%，之后隨著催化劑加量的繼續增加，COD去除率呈逐漸降低的趨勢。這是由于催化劑加量過多，會造成過氧化氫的無效分解，反而不利于Fenton氧化的進行，同時會造成混凝泥量大增。因此，確定催化劑的加入量為0.2g/L。  

3污水的后續處理  

 通過混凝沉淀-Fenton氧化-混凝沉淀后，污水的主要指標COD、BOD5、懸浮物、總磷等均達到城市雜用水回用要求，只是氨氮濃度仍為30mg/L左右，因此采用折點氯化法對水中過量氨氮進行去除。脫氮后將污水進行消毒處理，水質完全達到城市污水再生利用城市雜用水水質（B/T18920-2002）標準，如表2所示。  

表2處理后生活污水水質  

4結論  

 完全采用物化法對小區生活污水進行快速處理回用，以減少外部環境對污水處理效果的影響。篩選了適用于生活污水的FP-1復配混凝劑，有效降低生活污水中的固體懸浮物、COD等指標。對于溶解性有機物、膠體等采用Fenton氧化對其進行去除，通過大量試驗得出了Fenton氧化的優化條件為：pH4，反應時間80min，過氧化氫（30%）的加入量0.1%（體積分數），催化劑采用FeSO4和Fe2（SO4）3混合催化劑，催化劑加量為0.2g/L。經過后續折點氯化、消毒滅菌等工藝處理，污水水質達到城市污水再生利用城市雜用水水質（B/T18920-2002）標準。此法雖然成本稍高，但仍具有良好的應用前景。

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