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生产亚麻的造纸厂煮炼脱胶过程中,产生了多种难降解有机污染物,如纤维素、半纤维素、木质素及其降解产物,导致该废水常呈棕黑色,具有盐度高、色度高、可生化性较差的特点。经现行厌氧/好氧二级生化处理工艺后,其出水色度高,有机物含量高,CODcr大于800 mg/L,直接排放会对环境造成较大危害。本文主要目标在于使用芬顿流化床工艺对亚麻废水生化处理二级出水进行深度处理,主要研究内容和实验结果如下:(1)在研究均相芬顿氧化过程中合适的反应条件基础上,进一步优化了芬顿流化床深度处理亚麻废水二级出水过程中,流化床载体、药剂投加量、反应器流态等操作参数对处理效果的影响。在载体选型中,优选无机类载体作为适合芬顿流化床工艺的床层载体。室温下,采用石英砂、氧化铝和铁砂三种无机载体颗粒作为流化床载体,在不同铁离子浓度下进行处理效果对比,铁砂和石英砂系统下色度及TOC去除率明显高于氧化铝系统,且在去除效果相近的情况下,铁砂系统出水铁离子含量高于石英砂系统。考虑上述实验结果故优选石英砂作为反应器载体。在芬顿流化床中,双氧水投加量、亚铁投加量、床层膨胀率也对亚麻废水的处理效果产生重要影响。室温下,pH值=3,石英砂投加量74.07 g/L,加入300 mg/L亚铁及600 mg/L双氧水,床层膨胀率为50%时,亚麻废水降解效率最高,色度及TOC去除率分别为92.4%和89.1%。对比均相芬顿氧化体系,芬顿流化床表现出更好的持续降解能力,色度及TOC去除率提高了 6.8%及8.0%。在此基础上,通过二级动力学计算对芬顿流化床降解过程中的反应动力学常数,对反应过程进行深入研究,并对色度降解机理进行推断。(2)选择优化的石英砂为载体,制备了负载氧化铁的石英砂用于芬顿流化床中亚麻废水深度处理。比较了石英砂载铁前后芬顿流化床系统中,芬顿试剂投加比、反应pH范围等反应要素由于载体变化而产生的不同影响。实验结果表明,载铁石英砂芬顿流化床系统,较未经负载载体的体系节省了三分之一的铁盐投加,并将反应pH范围拓展至5。室温条件下,pH值=5,Fe2+和H2O2投加量分别为200 mg/L和600 mg/L,亚麻废水色度及TOC去除率分别为92.1%和85.3%。随后对比了载体负载前后芬顿流化床系统出水铁离子浓度,结果发现负载后的流化床载体铁离子浓度略高于未负载体系。采用二级动力学模型分析了载铁石英砂芬顿体系下的亚麻废水TOC降解速率常数,其反应速率常数在各投加量条件下均高于未负载体系,以亚铁和双氧水浓度为200 mg/L和600 mg/L为例,负载石英砂体系中的反应速率常数k为21.51×10-2 L/(mg·min),高于未负载体系的反应速率常数18.43×10-2L/(mg·min)。(3)设计了耦合管式陶瓷膜组件的复合床反应器,在不加入酸碱试剂调节系统pH条件下,通过芬顿氧化联合聚丙烯酰胺作为助凝剂的混凝沉淀,采用连续流态组合工艺进行亚麻废水深度处理。分别研究了芬顿试剂、PAM投加量以及水力停留时间对深度处理效果的影响。实验证明,在亚铁、双氧水以及聚丙烯酰胺投加量为1000 mg/L、500 mg/L和15 mg/L条件下,通过膜组件的加入,亚麻废水色度及TOC去除效率分别上升至92.7%和90.2%,双氧水投加量较芬顿流化床系统节省近1/6。亚麻废水经新型装置处理后,处理流程得到简化,出水可以满足制浆造纸工业水污染物排放标准,实现了亚麻废水二级生化出水脱色、降碳的目标。(4)通过芬顿流化床联合PAM混凝的组合工艺对日处理量200 m3的亚麻废水进行工程现场应用试验,亚麻废水进水COD浓度为800-1050 mg/L,参数调试后发现,调节浓度为25%的FeSO4流量160 L/h,浓度为30%的H2O2流量20 L/h,浓度为0.25%的PAM流量为60 L/h,HRT=2 h,COD去除率可达80.0%,色度去除率可达92.1%。通过13 d的调试运行,经过2 h的芬顿流化床处理,原水色度从250倍降至20倍左右,去除率高于92%;COD从1000 mg/L左右降至200 mg/L左右,去除率高于80%。对该工艺进行经济成本核算,采用芬顿流化床—聚丙烯酰胺混凝的组合工艺对原水进行氧化处理,单位运行成本为4.29元/m3,单位总处理成本为4.99元/m3。经过对比核算,组合工艺的单位COD降解成本为6.23元/(kg COD),而传统工艺的单位COD降解成本为6.35元/(kg COD)。