CN115259330A - 基于含铁废酸液和沸石除杂废液的污水处理材料的制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于含铁废酸液和沸石除杂废液的污水处理材料的制备方法，其是采用沸石除杂废液调节含铁废酸液的酸度为0.05‑0.15%，硅铝含量为1%‑2%，其中含铁废酸液中铁含量为4%‑15%；然后加入氧化剂溶液在30℃‑50℃下对溶液进行氧化和聚合，反应2‑3h后，即得污水处理材料；本发明有效解决了危废的含铁酸性液体与沸石高值利用过程中产生的含硅铝的碱性液体处理困难、处理费用高的问题；本发明将两种废液协同开发成具有经济价值的的环境功能材料，将该功能材料应用于污水处理中，能实现深度去除水体中悬浮物、总磷和水体砷的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种含铁废酸液和沸石除杂废液协同资源化生产污水处理材料的方法及应用。
背景技术
酸（盐酸和硫酸），在钢铁行业通常用作清洗剂得到广泛应用，例如钢板清洗去除表面氧化层等。当酸液中浓酸的浓度降低到一定浓度时，其清洗效果显著下降而成为废酸液，其酸性强且含有大量金属离子，被列为危废进行管理。如果不能妥善处理将严重污染环境及资源浪费，目前市场上处理一吨含铁废酸液需要大约2000元的成本。
我国沸石资源丰富，每年沸石开采达800万吨，在对沸石资源化利用的过程中将产生大量的硅酸钠和偏铝酸钠等危险废碱液，直接排放将污染水体，而处理后排放将需要大量的酸，成本较高，目前仍没有较好的综合利用途径。目前我国污水处理行业市场份额持续增大，随着国家、地方对污水排放指标的收严、细化，污水处理行业的提标改造对新型高性能的环境功能材料需求必将持续增加。
综述所述，将钢铁行业中酸洗后的危废含铁废液与沸石高值资源化利用过程中产生的硅酸钠、偏铝酸钠等碱性废液为原料来合成高性能的硅铁基复合新材料，并将其应用于污水处理方面是可行的，对资源利用与环境保护具有巨大的现实意义。
发明内容
本发明提供了一种基于铁废酸液和沸石除杂废液的污水处理材料的制备方法，该方法首先将铁废酸液中铁含量调控在4%-15%之间，然后采用沸石除杂废液调节含铁废酸液的酸度为0.05-0.15%，同时硅铝含量达到1%-2%，然后加入氧化剂溶液在30℃-50℃下对复配后的溶液进行氧化和聚合，反应2-3h后即得高聚合度的深褐色的铁硅基高分子污水处理材料。
本发明旨在为危废含铁酸液和沸石开发过程产生的废碱液提供一种资源化利用的方法，同时本发明合成的铁硅基材料可作为污水的深度处理剂，对污水中的总悬浮物和总磷具有优异的去除效果，同时对高浓度的含剧毒物砷的废水也具有优异的去除效果，该发明在将废弃物资源化利用的过程中达到以废治废的目的。
所述含铁废酸液是指表面处理行业产生的废液，主要是钢管、热镀锌、不锈钢、冷轧薄板、铝型材、钢丝绳和线路板等行业的酸洗、钝化、磷化和退锡等工艺所产生的含铁废酸，废酸中包含不限于盐酸或者硫酸，含铁废酸液中铁的含量在4%-15%之间，铁含量不足时可以采用铁粉或者钢铁厂副产品废铁渣补充。
所述沸石除杂废液是指沸石资源化利用的过程中产生的含大量硅酸钠和偏铝酸钠等的危险废碱液，采用该碱液来调控含铁废酸的酸度在0.05-0.15%，达到引入硅铝物质进行复配的目的。
所述氧化剂为次氯酸钠或者亚硝酸钠，其作用是将复配溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，所述添加量按化学计量比计算。
本发明所制得的铁硅基高分子污水处理材料应用在去除水体污染物中，可以用在工业废水和生活污水的处理中，进一步来说可以应用于工业废水的预处理或者深度处理阶段，以及城镇生活污水的尾水的悬浮物和总磷的去除，达到深度去除悬浮物和总磷的目的，去除率在99%以上，同时对水体污染物COD也有一定的去除效果。
本发明的有益效果如下：
第一，本发明将钢铁或者彩涂行业产生的含铁废酸液与沸石高值资源化利用过程中产生的含硅、铝的碱液进行了协同资源化利用，资源化产品可以用于污水处理行业；本发明不仅解决了危险废弃物（含铁废酸、碱液）处理困难、处理成本高的难题，同时下游资源化产品有助于污水处理中的深度去除悬浮物，总磷和水体砷，实现了以废治废，具有极大的工业实践性；
第二，本发明处理含铁废酸液的方法与传统方法相比较，如重金属分离后真空浓缩或者稀释排放等，本发明方法处理费用远低于传统方法，同时处理工艺简单；
第三，本发明处理沸石资源化过程中产生的碱液的方法与传统方法相比较，如酸碱中和法或者稀释排放法等，本发明方法具有处理费用低，处理工艺简单，更加绿色环保的特点；
第四，与传统市场上同类型的环境功能材料相比，本发明产生的铁硅基复合环境功能材料具有效果更好，成本低，投加量少，并且处理后的水体色度低于其他药剂。
附图说明
图1为本发明材料用于污水深度除磷效果图；
图2为本发明材料用于工业污水去除水体砷效果图。
具体实施方式
下面将通过实施例更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然实施例描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制，下述实施例中沸石除杂的废液来源于沸石经碱溶水热过滤工艺后的上清液，该上清液pH在11以上。
实施例1
将昆明华信彩涂钢板酸洗之后产生的含铁废酸液收集到含铁废酸储罐中，将含铁废酸储罐中的含铁废酸泵入含铁废酸调节罐中，检测含铁废酸的铁离子浓度为8%；将含铁废酸调节罐中的溶液泵入复配罐中，用沸石除杂废液来调节复配罐中溶液的酸度为0.1%，同时保持复配罐中溶液的硅铝含量在1%；复配好的溶液泵入氧化聚合罐中，同时泵入次氯酸钠使Fe2+离子氧化成Fe3+离子，氧化聚合罐温度为30℃，搅拌3h后得到深褐色液体，即为污水处理材料，产品经检测符合现行国家标准《GB/T 4482-2018 水处理剂氯化铁》。
将上述污水处理材料应用到处理含磷废水（来自于云南省西双版纳州某橡胶厂排放的污水）中，经检测含磷废水中磷含量为25.04mg/L；取100mL含磷废水放入锥形瓶内，滴加0.2mg污水处理药剂，然后搅拌1min，静置10min，取上清液；采用ICP-AES法检测上述上清液中的总磷，含量为5.01mg/L，去除率为79.83%（见图1）；
实施例2
本实施例制备方法同实施例1，不同在于氧化聚合罐温度为40℃，搅拌2h后得到污水处理材料；
将上述污水处理材料应用到处理含磷废水（来自于云南省西双版纳州某橡胶厂排放的污水）中，经检测含磷废水中磷含量为25.04mg/L；取100mL含磷废水放入锥形瓶内，滴加0.4mg污水处理药剂，然后搅拌1min，静置10min，取上清液；采用ICP-AES法检测上述上清液中的总磷，含量为1.24mg/L，去除率为95.05%（见图1）。
实施例3
本实施例制备方法同实施例1，不同在于氧化聚合罐温度为50℃，搅拌2h后得到污水处理材料；
应用实验同实施例1，不同在于滴加0.6mg污水处理材料，采用ICP-AES法检测上述上清液中的总磷，含量为0.32mg/L，去除率为98.72%（见图1）。
实施例4
本实施例制备方法同实施例1，不同在于氧化聚合罐温度为35℃，搅拌2h后得到污水处理材料；
应用实验同实施例1，不同在于滴加0.8mg污水处理材料，采用ICP-AES法检测上述上清液中的总磷，其含量为0.11mg/L，去除率为99.56%（见图1）。
实施例5
将昆明华信彩涂钢板酸洗之后产生的含铁废酸液收集到含铁废酸储罐中，将含铁废酸储罐中的含铁废酸泵入含铁废酸调节罐中，检测含铁废酸的铁离子浓度为8%；将含铁废酸调节罐中的溶液泵入复配罐中，用沸石除杂废液来调节复配罐中溶液的酸度为0.1%，同时保持复配罐中溶液的硅铝含量在2%；复配好的溶液泵入氧化聚合罐中，同时泵入次氯酸钠使Fe2+离子氧化成Fe3+离子，氧化聚合罐温度为30℃，搅拌3h后得到深褐色液体，即为污水处理材料；
将上述污水处理材料应用到砷废水（来自于云南省某尾矿废水）净化中，经检测砷废水中砷含量为4965.5mg/L；取100mL含砷废水放入锥形瓶内，按0.4mg/L、0.8 mg/L、1.2mg/L的添加比例添加上述污水处理药剂，然后搅拌1min，静置10min，取上清液，检测结果如图2所示，砷去除率在99 %以上，达到企业排放标准。
Claims (4)
1.一种基于含铁废酸液和沸石除杂废液的污水处理材料的制备方法，其特征在于：采用沸石除杂废液调节含铁废酸液的酸度为0.05-0.15%，硅铝含量为1%-2%，其中含铁废酸液中铁含量为4%-15%；然后加入氧化剂溶液在30℃-50℃下对溶液进行氧化和聚合，反应2-3h后，即得污水处理材料。
2.根据权利要求1所述的基于含铁废酸液和沸石除杂废液的污水处理材料的制备方法，其特征在于：氧化剂为次氯酸钠或亚硝酸钠。
3.根据权利要求1所述的基于含铁废酸液和沸石除杂废液的污水处理材料的制备方法，其特征在于：当含铁废酸液中铁含量不足时，投加铁粉或废铁渣来补充。
4.权利要求1-3任一项所述的基于含铁废酸液和沸石除杂废液的污水处理材料的制备方法制得的污水处理材料在去除水体污染物中的应用。
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| CN202210642165.3A Pending CN115259330A (zh) | 2022-06-08 | 2022-06-08 | 基于含铁废酸液和沸石除杂废液的污水处理材料的制备方法及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105753120A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-07-13 | 临安屹晨生物科技有限公司 | 一种利用清洗玻璃废酸及除锈废酸生产净水剂的方法 |
| CN108033488A (zh) * | 2018-01-04 | 2018-05-15 | 湖南科技大学 | 利用硫铁矿烧渣、粉煤灰和聚乙烯醇生产过程废硫酸制备聚合硫酸硅酸铁铝的方法 |
-
2022
- 2022-06-08 CN CN202210642165.3A patent/CN115259330A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105753120A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-07-13 | 临安屹晨生物科技有限公司 | 一种利用清洗玻璃废酸及除锈废酸生产净水剂的方法 |
| CN108033488A (zh) * | 2018-01-04 | 2018-05-15 | 湖南科技大学 | 利用硫铁矿烧渣、粉煤灰和聚乙烯醇生产过程废硫酸制备聚合硫酸硅酸铁铝的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 《黄金生产工艺指南》编委会编著: "《辽河流域水环境突发污染事故应急处置技术与管理体系》", 辽宁科学技术出版社, pages: 747 - 748 * |
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