CN112125485B - 一种以污水处理厂含铁污泥为铁源制备聚合硫酸铁的方法 - Google Patents

一种以污水处理厂含铁污泥为铁源制备聚合硫酸铁的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112125485B
CN112125485B CN202011024599.4A CN202011024599A CN112125485B CN 112125485 B CN112125485 B CN 112125485B CN 202011024599 A CN202011024599 A CN 202011024599A CN 112125485 B CN112125485 B CN 112125485B
Authority
CN
China
Prior art keywords
iron
content
ring
mud
zone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011024599.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112125485A (zh
Inventor
吕路
吕飞
张炜铭
潘丙才
柏益尧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Huizhi Environmental Technology Partnership LP
Original Assignee
Nanjing Huizhi Environmental Technology Partnership LP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Huizhi Environmental Technology Partnership LP filed Critical Nanjing Huizhi Environmental Technology Partnership LP
Priority to CN202011024599.4A priority Critical patent/CN112125485B/zh
Publication of CN112125485A publication Critical patent/CN112125485A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112125485B publication Critical patent/CN112125485B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00Compounds of iron
    • C01G49/14Sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5236Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
    • C02F1/5245Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents using basic salts, e.g. of aluminium and iron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/722Oxidation by peroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/725Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02Biological treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02Biological treatment
    • C02F11/04Anaerobic treatment; Production of methane by such processes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/001Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals for sludges or waste products from water treatment installations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/02Specific form of oxidant
    • C02F2305/026Fenton's reagent
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/40Valorisation of by-products of wastewater, sewage or sludge processing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

本发明涉及水处理和无机复合材料制备技术领域,具体是涉及一种以污水处理厂含铁污泥为铁源制备聚合硫酸铁的方法,通过铁泥粉碎→有机物降解→酸溶→成分控制→稳定处理→制备成品的步骤,实现了含铁污泥资源化回收利用,解决了传统填埋法处理工艺占地面积大、污染地下水等问题。此外,本发明制备的聚合硫酸铁具有良好的稳定性,絮凝性能优于市售聚合硫酸铁性能,可直接用于污水处理厂絮凝沉淀工艺中,有效解决资源化产品难销售的难题。总之,本发明为含铁污泥综合治理和利用提供了新工艺,具有良好的应用前景。

Description

一种以污水处理厂含铁污泥为铁源制备聚合硫酸铁的方法
技术领域
本发明涉及水处理和无机复合材料制备技术领域,具体是涉及一种以污水处理厂含铁污泥为铁源制备聚合硫酸铁的方法。
背景技术
聚合硫酸铁絮凝沉淀技术以及芬顿氧化技术是一类可靠的废水预处理方法,广泛应用于工业废水处理过程中。然而应用这两种处理技术过程都会产生大量含铁污泥。而这类含铁污泥属于危险固废,只能作为危废进行处理,大大提高了后续处理的成本,给企业带来很大的经济负担。因此,开发高效、廉价的方法有效处理含铁污泥对保护我国生态环境以及缓解企业经济压力具有重要意义。
从工业应用的角度来看,对既能有效处理含铁污泥,同时又能实现资源回收的技术具有更好的开发前景。采用聚合硫酸铁絮凝沉淀技术以及芬顿氧化技术处理产生的污泥中含有大量的铁,可作为制备聚合硫酸铁的原料,但是这类污泥中不仅仅含有重金属铁同时还含有大量由溶解物质和胶体物质组成的难降解的有机物。这些有机物的存在会影响资源化产品的品质,甚至形成二次污染,因而含铁污泥中有机物去除成为其资源化关键。同时,聚合硫酸铁是污水厂絮凝沉淀中关键试剂,若资源化制备的产品品质优于或与市售品质相当,可解决资源化产品难销售难题的同时还大大减少了企业运行总成本。
因此,针对污水处理厂含铁污泥处理需求以及特性,开发一直新型的资源化处理具有良好的应用前景。
发明内容
为了实现以上目的,本发明提供了一种以污水处理厂含铁污泥为铁源制备聚合硫酸铁的方法。
一、制备方法
具体的技术方案如下:
S1、铁泥粉碎
首先将含铁量10~30%、含水量20~30%的铁泥高速粉碎,然后经20目筛振动筛分,最后将破碎后铁泥保存备用。
S2、有机物降解
S21、所述热解技术具体包括以下步骤:
在400~800℃的温度下,对经步骤S1破碎后的铁泥焚烧0.5~2h,去除铁泥中的有机物。
S22、在出了提供热解去除芬顿铁泥中有机物的方法外,本发明还提供了一种利用生物技术去除芬顿铁泥中有机物的方法,具体方案如下:
铁泥溶解后的废水浊度、粘度都很大,浊度为1700NTU,粘度为2.8~4.0mPa·s。废水中的胶体物质是造成废水粘度大、浊度高的主要原因。因此针对这一特点,需要采用多种菌群对其处理,本发明自制的微生物菌主要是由好氧性微生物、厌氧性微生物和兼性厌氧菌以及生物酶组成。
所述好氧性微生物包括放射菌群;所述厌氧性微生物包括光和菌群、乳酸菌群;所述兼性厌氧菌为酵母菌群、多粘芽孢杆菌群;所述生物酶包括纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、脂肪酶。上述自制微生物菌对于污染物的去除作用主要见表1。
表1自制微生物菌对于污染物的去除作用
Figure BDA0002701766190000021
Figure BDA0002701766190000031
S221、加水溶解
对经步骤S1处理后铁泥进行加水溶解,制备铁泥液。
S222、自制微生物菌降解有机物
将步骤S221中制备的铁泥液抽入有机物降解器中,同时向有机物降解器中按照10%的接种量接入自制微生物菌悬液,控制溶解氧为3.5mg/L,反应温度为32℃,反应时间为36h。
S22、离心分离
每隔3h取铁泥液经离心后测定色度、粘度和木质素的值,待上述指标均在合格范围内后,将铁泥液排出有机物降解器进行离心处理。
S3、酸溶
将经过步骤S22分离后的铁泥、50%浓度稀硫酸、水按照质量比25:26:74进行混合搅拌,持续搅拌过程中的反应温度控制在40℃,并每隔3~5h检测一次全铁含量。
S4、成分控制
S41、过滤
当全铁含量在3~10%之间,过滤得到棕色酸性含铁滤液;此时滤渣检测全铁含量,当含铁量<1%时,安全填埋;当含铁量>1%时,重复步骤S3,直至含铁量<1%。
S42、减压蒸馏
将步骤S41中制备的滤液在50℃,0.01MPa条件下减压蒸馏至全铁含量为12~13%,蒸馏出来的冷凝水套用到步骤S3中。
S43、控制Fe2+含量
检测步骤S42中减压蒸馏后滤液中Fe2+含量,根据Fe2+含量投加氧化剂进行氧化,控制Fe2+含量<0.1%;氧化剂为H2O2或者氯酸钠,其添加量为理论添加量的1.2~1.5倍。
S44、控制盐基度
检测
Figure BDA0002701766190000041
含量、全铁含量,控制二者摩尔比例在1.1-1.3之间,控制反应温度在40~50℃之间,控制反应时间在1~5h之间;通过添加Na2CO3来调整盐基度在8~15%之间。
S5、稳定处理
向经步骤S4处理后的滤液添加稳定剂,提高聚合硫酸铁的稳定性。
S6、制备成品
检测到步骤S5处理后的滤液中的全铁含量、盐基度、pH值、还原性物质含量等指标均在合格范围内后,进行过滤和灌装成品作业。
二、有机物降解器
有机物降解器是由同心设置在圆形底座上的内环圈、中环圈和外环圈组成的,内环圈、中环圈和外环圈将底座上方的空间由内到外分隔为厌氧区、缺氧区和好氧区。
内环圈内腔套有搅动栅,搅动栅通过顶部设置的传动齿轮转动连接在内环圈顶部。
中环圈设置有开口,开口正对区域是缺氧区和好氧区进行液相混合的混合区。
好氧区除去混合区区域,其余区域所对应的底座上均设置有曝气孔。
内环圈顶部设置有进泥管和进水管,进泥管通过第一蠕动泵与混合箱连通,进水管通过第二蠕动泵与水箱连通。
厌氧区所对应的底座上设置有出泥口。
外环圈的侧壁底部设置有出水口,出水口通过管道与沉淀池连接。
沉淀池内腔通过管道、经第一回流泵与水箱连通。沉淀池底部通过管道、经第二回流泵与混合箱连通。
中环圈和外环圈的水平高度相同,内环圈的水平高度高于中环圈和外环圈且高出部分的侧壁上设置有溢流口。
具体的,内环圈内壁在竖直方向上沿直线排列有若干第一添液孔,第一添液孔与贯穿内环圈顶壁的添液管道相连通;第一添液孔主要是向厌氧区内添加厌氧菌。
中环圈内壁在竖直方向上沿直线排列有若干第二添液孔,第二添液孔与贯穿中圈顶壁的添液管道相连通;第二添液孔主要是向缺氧区内添加兼性厌氧菌。
内环圈内壁在竖直方向上沿直线排列有若干第三添液孔,第三添液孔与贯穿外环圈顶壁的添液管道相连通;第三添液孔主要是向好氧区内添加好氧菌。
进一步地,缺氧区所对应的底座上设置有水下推流器,用以对污泥液的回旋运动提供动力。
进一步地,中环圈的开口处设置有导流板,用以限制中环圈内污泥液的流动方向。
与现有的以含铁污泥中铁质为原料制备聚合硫酸铁的工艺相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明以污水处理厂含铁污泥为铁源制备聚合硫酸铁,有效处理了污水厂含铁污泥,同时还能产生高附加值聚合硫酸铁产品,是一个变废为宝过程,为含铁污泥的综合治理和利用提供了新的途径。
(2)本发明以污水处理厂含铁污泥为铁源制备的聚合硫酸铁具有良好的稳定性,絮凝效果优于市售聚合硫酸铁性能,可完全取代市售聚合硫酸铁应用于污水厂絮凝沉降过程,既解决了资源化产品难以销售难题,同时还大大减少了企业运行总成本。
(3)本发明采用生物技术定向选择性降解含铁污泥中的有机物,与传统的有机物处理方法相比,条件更加温和且不产生二次污染,大大减轻了后续处理成本。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图;
图2是本发明有机物降解器的结构示意图;
图3是本发明有机物降解器的连接示意图。
图中:1内环圈、1-1搅动栅、1-1-1传动齿轮、1-2溢流口、1-3第一添液孔、1-4添液管道、1-5进泥管、1-5-1第一蠕动泵、1-6进水管、1-6-1第二蠕动泵、2中环圈、2-1开口、2-1-1导流板、2-2第二添液孔、3外环圈、3-1第三添液孔、3-2出水口、4底座、5厌氧区、5-1出泥口、6缺氧区、6-1水下推流器、7混合区、8好氧区、8-1曝气孔、9-水箱、10混合箱、11沉淀池、11-1第一回流泵、11-2第二回流泵。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的方式和取得的效果,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚和完整地描述。
实施例一
实施例一主要是对本发明设计的有机物降解器的结构进行说明。
如图1所示,有机物降解器是由同心设置在圆形底座4上的内环圈1、中环圈2和外环圈3组成的,内环圈1、中环圈2和外环圈3将底座4上方的空间由内到外分隔为厌氧区5、缺氧区6和好氧区8。
内环圈1内腔套有搅动栅1-1,搅动栅1-1通过顶部设置的传动齿轮1-1-1转动连接在内环圈1顶部。
中环圈2设置有开口2-1,开口2-1正对区域是缺氧区6和好氧区8进行液相混合的混合区7。
好氧区8除去混合区7区域,其余区域所对应的底座4上均设置有曝气孔8-1。
内环圈1顶部设置有进泥管1-5和进水管1-6,进泥管1-5通过第一蠕动泵1-5-1与混合箱10连通,进水管1-6通过第二蠕动泵1-6-1与水箱9连通。
厌氧区5所对应的底座4上设置有出泥口5-1。
外环圈3的侧壁底部设置有出水口3-2,出水口3-2通过管道与沉淀池11连接。
沉淀池11内腔通过管道、经第一回流泵11-1与水箱9连通。沉淀池11底部通过管道、经第二回流泵11-2与混合箱10连通。
中环圈2和外环圈3的水平高度相同,内环圈1的水平高度高于中环圈2和外环圈3且高出部分的侧壁上设置有溢流口1-2。
具体的,内环圈1内壁在竖直方向上沿直线排列有若干第一添液孔1-3,第一添液孔1-3与贯穿内环圈1顶壁的添液管道1-4相连通;第一添液孔1-3主要是向厌氧区5内添加厌氧菌。
中环圈2内壁在竖直方向上沿直线排列有若干第二添液孔2-2,第二添液孔2-2与贯穿中圈2顶壁的添液管道1-4相连通;第二添液孔2-2主要是向缺氧区6内添加兼性厌氧菌。
内环圈1内壁在竖直方向上沿直线排列有若干第三添液孔3-1,第三添液孔3-1与贯穿外环圈3顶壁的添液管道1-4相连通;第三添液孔3-1主要是向好氧区8内添加好氧菌。
具体的,缺氧区6所对应的底座4上设置有水下推流器6-1,用以对污泥液的回旋运动提供动力。
具体的,中环圈2的开口2-1处设置有导流板2-1-1,用以限制中环圈2内污泥液的流动方向。
实施例二
实施例二是使用施例一种设计的有机物降解器进行工艺设计的,主要是对本发明设计的以从芬顿污泥中的铁质为材料制备聚合硫酸铁的工艺进行说明,具体的工艺流程如下:
S1、铁泥粉碎
首先将含铁量10~30%、含水量20~30%的铁泥高速粉碎,然后经20目筛振动筛分,最后将破碎后铁泥保存备用。
S2、有机物降解
在800℃的温度下,对经步骤S1破碎后的铁泥焚烧2h,去除铁泥中的有机物。
S3、酸溶
将经过步骤S22分离后的铁泥、50%浓度稀硫酸、水按照质量比25:26:74进行混合搅拌,持续搅拌过程中的反应温度控制在40℃,并每隔3h检测一次全铁含量。
S4、成分控制
S41、过滤
当全铁含量在3~10%之间,过滤得到棕色酸性含铁滤液;此时滤渣检测全铁含量,当含铁量<1%时,安全填埋;当含铁量>1%时,重复步骤S3,直至含铁量<1%。
S42、减压蒸馏
将步骤S41中制备的滤液在50℃,0.01MPa条件下减压蒸馏至全铁含量为12~13%,蒸馏出来的冷凝水套用到步骤S3中。
S43、控制Fe2+含量
检测步骤S42中减压蒸馏后滤液中Fe2+含量,根据Fe2+含量投加氧化剂进行氧化,控制Fe2+含量<0.1%;氧化剂为H2O2或者氯酸钠,其添加量为理论添加量的1.2~1.5倍。
S44、控制盐基度
检测
Figure BDA0002701766190000091
含量、全铁含量,控制二者摩尔比例在1.1-1.3之间,控制反应温度在40~50℃之间,控制反应时间在1~5h之间;通过添加Na2CO3来调整盐基度在8~15%之间。
S5、稳定处理
向经步骤S4处理后的滤液添加稳定剂磷酸二氢钠,控制n(P):n(Fe)=1:12,以此增强聚合硫酸铁的稳定性和絮凝性。
S6、制备成品
检测到步骤S5处理后的滤液中的全铁含量、盐基度、pH值、还原性物质含量等指标均在合格范围内后,进行过滤和灌装成品作业。
实施例三
实施例三除了以下内容外,其余部分与实施例二均相同。
在本实施例中,自制的微生物菌主要是由好氧性微生物、厌氧性微生物和兼性厌氧菌以及生物酶组成。所述好氧性微生物包括放射菌群;所述厌氧性微生物包括光和菌群、乳酸菌群;所述兼性厌氧菌为酵母菌群、多粘芽孢杆菌群;所述生物酶包括纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、脂肪酶。具体的工艺流程如下:
S21、加水溶解
对经步骤S1处理后铁泥进行加水溶解,制备铁泥液。
S22、自制微生物菌降解有机物
将步骤S21中制备的铁泥液抽入有机物降解器中,同时向有机物降解器中按照10%的接种量接入自制微生物菌悬液,控制溶解氧为3.5mg/L,反应温度为32℃,反应时间为36h。
S22、离心分离
每隔3h取铁泥液经离心后测定色度、粘度和木质素的值,待上述指标均在合格范围内后,将铁泥液排出有机物降解器进行离心处理。
实验例一
实验例一是以实施例三中的工艺用方法为基础进行叙述的,旨在阐明稀硫酸的加入量对于聚合硫酸铁性质的影响,具体的数据见表2。
表2稀硫酸的加入量对于聚合硫酸铁性质的影响
Figure BDA0002701766190000101
从表2中数据可以看出,随着硫酸加入量的增加,溶液的酸性越强,成品的盐基度越低。这是由于制备时加入硫酸有利于氧化反应的进行,可使Fe2+转化完全,溶液中的
Figure BDA0002701766190000102
Figure BDA0002701766190000103
形成缓冲体系能保持溶液pH值相对稳定,
Figure BDA0002701766190000104
Figure BDA0002701766190000105
转化也会促进Fe3+的水解。
随着硫酸用量的增加,Fe2(SO4)3的生成速率增加,有利于单体[Fe2(OH)n(S04)3-n/2]的生成,提高了聚合反应的速率,铁结合羟基的数目增加,盐基度也随之增大。但当硫酸用量增大到一定程度时,也会抑制水解反应的发生,不利于聚合反应,甚至使聚合硫酸铁发生分解,盐基度下降。
实验例二
实验例二是以实施例三中的工艺用方法为基础进行叙述的,在本实验例中使用的氧化剂为氯酸钠,旨在阐明氯酸钠的加入量对于聚合硫酸铁性质的影响,具体的数据见表3。
表3氯酸钠的加入量对于聚合硫酸铁性质的影响
Figure BDA0002701766190000111
从表3中数据可以看出,[Fe2(OH)n(S04)3-n/2]的盐基度先随着氧化剂加入量的增加而增加,当氧化剂的加入量为Fe2+总量完全反应所需氯酸钠的理论用量的1.05倍时,[Fe2(OH)n(S04)3-n/2]的盐基度可达到11.45%,继续加入氯酸钠用量,[Fe2(OH)n(S04)3-n/2]的盐基度没有太大的变化。氯酸钠的加入量增加,导致溶液的pH略微增加,主要原因是氯酸钠加入使没被氧化的二价铁离子氧化,消耗了部分H+,所以本实验选择氧化剂的加入量为Fe2+总量完全反应所需氯酸钠的理论量的1.2倍。
实验例三
实验例三是以实施例三中的工艺用方法为基础进行叙述的,在本实验例旨在阐明不同的菌群配比对于芬顿污泥有机物去除率的影响。
在本实验例中,主要按照厌氧菌、兼性厌氧菌、好氧菌的配比数不同,分为A组(60%:30%:10%)、B组(50%:30%:20%)、C组(40%:30%:30%),具体的数据见表4。
表4不同的菌群配比对于芬顿污泥有机物去除率的影响
Figure BDA0002701766190000121
从表3中数据可以看出,反应18h和24h时有机物去除率较接近,均达到最好的水平。反应18h前对于有机物的降解效果一直持续增加,但到了20h时,有机物降解效果反倒有所降低。出现此现象的原因可能是因为有机物降解器内壁挂膜现象,挂膜现象导致菌群的添加收到影响。
且从表3中数据能够看出,B组的菌群配比下,对于难降解的有机物的去除率最高,因此在实际操作时应选用B组方案。
实验例四
实验例四是以实施例三中的工艺用方法为基础进行叙述的,在本实验例旨在阐明不同稳定剂磷酸二氢钠的加入量,对于聚合硫酸铁稳定性的影响。
在本实施例中,将不同磷铁比的PFS置于80℃高温的水中,进行4h的水浴实验来探讨n(P)/n(Fe)对PFS稳定性的影响,具体数据见表5。
表5 n(P)/n(Fe)对PFS稳定性的影响
Figure BDA0002701766190000131
从表5中数据可以看出,随着n(P)/n(Fe)的增大,水浴实验中絮凝剂的沉淀量逐渐降低,即稳定性逐步提高。而且当n(P)/n(Fe)>0.07后,沉淀量有明显的下降趋势,絮凝剂稳定性更好。因此可以得出在PFS中加
Figure BDA0002701766190000133
-可以提高PFS的稳定性,且综合考虑最优比为0.12。
除率最高,因此在实际操作时应选用B组方案。
应用例
本应用例是以实施例二和三中的工艺为基础进行叙述的,旨在对本发明制备的聚合硫酸铁在实际应用的表现情况进行说明,本应用例中的芬顿污泥来自山东某污水站,其具体的元素分析见表6。
表6芬顿污泥元素分析
Figure BDA0002701766190000132
Figure BDA0002701766190000141
以上述污泥作为实验样本,以本发明制备的聚合硫酸铁作为实验组,以纯用七水硫酸铁制备的聚合硫酸铁作为对照组,进行比较,具体数据见表7。
表7成品性能比较
Figure BDA0002701766190000142
从表7中数据可以看出,利用本发明工艺回收制备的聚合硫酸铁与纯用七水硫酸铁制备的聚合硫酸铁进行实验比较,发现实验组优于对照组,本发明制备的聚合硫酸铁完全可以达到聚合硫酸铁混凝剂的标准要求。

Claims (4)

1.一种以污水处理厂含铁污泥为铁源制备聚合硫酸铁的方法,其特征在于,主要包括以下步骤:
S1、铁泥粉碎
首先将含铁量10~30 %、含水量20~30 %的铁泥高速粉碎,然后经20目筛振动筛分,最后将破碎后铁泥保存备用;
S2、有机物降解
利用有机物降解技术去除经步骤S1处理后铁泥中的有机物;
所述有机物降解技术包括热解技术和生物降解技术;
S21、所述热解技术具体包括以下步骤:
在400~800℃的温度下,对经步骤S1破碎后的铁泥焚烧0.5~2 h,去除铁泥中的有机物;
S22、所述生物降解技术具体包括以下步骤:
S221、对经步骤S1处理后铁泥加水搅拌,制备铁泥液;
S222、将步骤S221中制备的铁泥液抽入有机物降解器中,同时向有机物降解器中按照10 %的接种量接入自制微生物菌悬液,控制溶解氧为3.5 mg/L,反应温度为32 ℃,反应时间为36 h;
所述自制微生物菌主要是由好氧性微生物、厌氧性微生物和兼性厌氧菌以及生物酶组成;
S223、每隔3h取铁泥液经离心后测定色度、粘度和木质素的值,待上述指标均在合格范围内后,将铁泥液排出有机物降解器进行离心处理;
S3、酸溶
将经过步骤S2处理后的铁泥、50 %浓度稀硫酸、水按照质量比25:26:74进行混合搅拌,持续搅拌过程中的反应温度控制在40 ℃,并每隔3~5 h检测一次全铁含量;
S4、成分控制
S41、过滤
当全铁含量在3~10 %之间,过滤得到棕色酸性含铁滤液;此时滤渣检测全铁含量,当含铁量<1 %时,安全填埋;当含铁量>1 %时,重复步骤S3,直至含铁量<1 %;
S42、减压蒸馏
将步骤S41中制备的滤液在50 ℃,0.01 MPa条件下减压蒸馏至全铁含量为12~13 %,蒸馏出来的冷凝水套用到步骤S3中;
S43、控制Fe2+含量
检测步骤S42中减压蒸馏后滤液中Fe2+含量,根据Fe2+含量投加氧化剂进行氧化,控制Fe2+含量<0.1 %;所述氧化剂为氯酸钠,添加量为理论添加量的1.2~1.5倍;
S44、控制盐基度
检测含量、全铁含量,控制二者摩尔比例在1.1-1.3之间,控制反应温度在40~50 ℃之间,控制反应时间在1~5 h之间;通过添加Na2CO3来调整盐基度在8~15 %之间;
S5、稳定处理
向经步骤S4处理后的滤液添加稳定剂磷酸二氢钠,提高聚合硫酸铁的稳定性;
S6、制备成品
检测到步骤S5处理后的滤液中的全铁含量、盐基度、pH值、还原性物质含量均在合格范围内后,进行过滤和灌装成品作业。
2.如权利要求1所述的以污水处理厂含铁污泥为铁源制备聚合硫酸铁的方法,其特征在于,所述厌氧性微生物、兼性厌氧菌、好氧性微生物的配比为50%:30%:20%;
所述好氧性微生物包括放射菌群;所述厌氧性微生物包括光和菌群、乳酸菌群;所述兼性厌氧菌为酵母菌群、多粘芽孢杆菌群;所述生物酶包括纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、脂肪酶。
3.如权利要求1所述方法中使用的有机物降解器,其特征在于,所述有机物降解器是由同心设置在圆形底座(4)上的内环圈(1)、中环圈(2)和外环圈(3)组成的,所述内环圈(1)、中环圈(2)和外环圈(3)将底座(4)上方的空间由内到外分隔为厌氧区(5)、缺氧区(6)和好氧区(8);
所述内环圈(1)内腔套有搅动栅(1-1),所述搅动栅(1-1)通过顶部设置的传动齿轮(1-1-1)转动连接在内环圈(1)顶部;
所述中环圈(2)设置有开口(2-1),所述开口(2-1)正对区域是缺氧区(6)和好氧区(8)进行液相混合的混合区(7);
所述好氧区(8)除去混合区(7)区域,其余区域所对应的底座(4)上均设置有曝气孔(8-1);
所述内环圈(1)顶部设置有进泥管(1-5)和进水管(1-6),所述进泥管(1-5)通过第一蠕动泵(1-5-1)与混合箱(10)连通,所述进水管(1-6)通过第二蠕动泵(1-6-1)与水箱(9)连通;
所述厌氧区(5)所对应的底座(4)上设置有出泥口(5-1);
所述外环圈(3)的侧壁底部设置有出水口(3-2),所述出水口(3-2)通过管道与沉淀池(11)连接;
所述沉淀池(11)内腔通过管道、经第一回流泵(11-1)与水箱(9)连通;沉淀池(11)底部通过管道、经第二回流泵(11-2)与混合箱(10)连通;
所述中环圈(2)和外环圈(3)的水平高度相同,所述内环圈(1)的水平高度高于中环圈(2)和外环圈(3)且高出部分的侧壁上设置有溢流口(1-2);
所述内环圈(1)内壁在竖直方向上沿直线排列有若干第一添液孔(1-3),所述第一添液孔(1-3)与贯穿内环圈(1)顶壁的添液管道(1-4)相连通;
所述中环圈(2)内壁在竖直方向上沿直线排列有若干第二添液孔(2-2),所述第二添液孔(2-2)与贯穿中圈(2)顶壁的添液管道(1-4)相连通;
所述内环圈(1)内壁在竖直方向上沿直线排列有若干第三添液孔(3-1),所述第三添液孔(3-1)与贯穿外环圈(3)顶壁的添液管道(1-4)相连通;
所述中环圈(2)的开口(2-1)处设置有导流板(2-1-1)。
4.如权利要求3所述的有机物降解器,其特征在于,所述缺氧区(6)所对应的底座(4)上设置有水下推流器(6-1)。
CN202011024599.4A 2020-09-25 2020-09-25 一种以污水处理厂含铁污泥为铁源制备聚合硫酸铁的方法 Active CN112125485B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011024599.4A CN112125485B (zh) 2020-09-25 2020-09-25 一种以污水处理厂含铁污泥为铁源制备聚合硫酸铁的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011024599.4A CN112125485B (zh) 2020-09-25 2020-09-25 一种以污水处理厂含铁污泥为铁源制备聚合硫酸铁的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112125485A CN112125485A (zh) 2020-12-25
CN112125485B true CN112125485B (zh) 2023-03-21

Family

ID=73839461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011024599.4A Active CN112125485B (zh) 2020-09-25 2020-09-25 一种以污水处理厂含铁污泥为铁源制备聚合硫酸铁的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112125485B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114315070A (zh) * 2022-01-19 2022-04-12 中信环境技术(广州)有限公司 一种制备聚合硫酸铁的方法与系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5785862A (en) * 1994-03-04 1998-07-28 Imperial College Of Science Technology & Medicine Preparation and uses of polyferric sulphate
CN1709800A (zh) * 2004-06-18 2005-12-21 郑雅杰 硫酸铁溶液制备聚合硫酸铁的方法
CN101376552A (zh) * 2008-09-19 2009-03-04 紫金矿业集团股份有限公司 含对甲苯胺高浓度难降解有机废水的处理工艺
CN102502883A (zh) * 2011-09-29 2012-06-20 浙江农林大学 从造纸污泥中回收铁并生产液体聚合硫酸铁的方法
CN102849803A (zh) * 2011-06-28 2013-01-02 鞍钢股份有限公司 一种Fenton反应催化剂回收利用的方法
CN106946330A (zh) * 2017-03-31 2017-07-14 华南理工大学 一种化学氧化铁泥制备水处理剂的方法
CN110304727A (zh) * 2019-08-12 2019-10-08 鹏鹞环保股份有限公司 一种套装结构超大型装配式环流反应器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5785862A (en) * 1994-03-04 1998-07-28 Imperial College Of Science Technology & Medicine Preparation and uses of polyferric sulphate
CN1709800A (zh) * 2004-06-18 2005-12-21 郑雅杰 硫酸铁溶液制备聚合硫酸铁的方法
CN101376552A (zh) * 2008-09-19 2009-03-04 紫金矿业集团股份有限公司 含对甲苯胺高浓度难降解有机废水的处理工艺
CN102849803A (zh) * 2011-06-28 2013-01-02 鞍钢股份有限公司 一种Fenton反应催化剂回收利用的方法
CN102502883A (zh) * 2011-09-29 2012-06-20 浙江农林大学 从造纸污泥中回收铁并生产液体聚合硫酸铁的方法
CN106946330A (zh) * 2017-03-31 2017-07-14 华南理工大学 一种化学氧化铁泥制备水处理剂的方法
CN110304727A (zh) * 2019-08-12 2019-10-08 鹏鹞环保股份有限公司 一种套装结构超大型装配式环流反应器

Also Published As

Publication number Publication date
CN112125485A (zh) 2020-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9169143B2 (en) Wastewater pretreatment method and sewage treatment method using the pretreament method
CN108751625B (zh) 一种发酵类抗生素废水的处理系统及工艺
EP3611135B1 (en) Device and method for pharmaceutical wastewater treatment with high efficiency resource recovery and low energy consumption
CN107473513B (zh) 一种竹制品废水芬顿处理装置以及方法
CN112661361B (zh) 一种含油污水处理方法、处理系统及处理系统的构建方法
CN109111019B (zh) 高浓度、难降解化学合成制药废水处理方法和系统
CN201932982U (zh) 微电解—mbr处理印染废水的联用系统
CN112028392A (zh) 生活垃圾转运站渗滤液处理工艺
CN112125485B (zh) 一种以污水处理厂含铁污泥为铁源制备聚合硫酸铁的方法
CN112358125A (zh) 垃圾渗透液微藻处理净化及资源化方法
CN111087131A (zh) 一种制药废水生化处理方法
CN111533391A (zh) 一种垃圾压滤液处理系统及方法
CN216236438U (zh) 一种垃圾挤压渗滤液的预处理系统
CN115385450B (zh) 一种硫自养泥法snd-msad深度脱氮除碳工艺
CN102863078B (zh) 一种化工废水的处理方法
CN212687845U (zh) 一种制药废水综合处理装置
CN111252994A (zh) 一种食用菌废水处理方法
CN115367952A (zh) 高盐污水事故污水和低盐高浓度污水综合处理系统及方法
CN114455720A (zh) 一种利用微氧水解酸化原理提高石化废水可生化性的方法
CN210620501U (zh) 一种化纤厂污水处理系统
CN112499894A (zh) 一种处理高有机高氨氮工业废水的一体式mbbr工艺
CN216236576U (zh) 一种垃圾挤压水的高效处理系统
CN214829766U (zh) 一种难生化处理的中药废水处理系统
CN111252998A (zh) 食用菌废水处理方法
CN112520911B (zh) 一种垃圾渗滤液浓水处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant