一種芬頓鐵泥資源化利用的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種芬頓鐵泥資源化利用的方法，包括以下步驟：Fenton鐵泥加入硫酸，使Fe(OH)3全部轉(zhuǎn)化為Fe2(SO4)3，溶解完畢后加水稀釋至鐵離子濃度為70~98g/L，得到處理液1；將得到的處理液1加入到隔膜電解槽的陽極室，先對Fenton鐵泥中的有機物進行氧化處理，再泵入隔膜電解槽的陰極室進行電還原處理，得Fe2+還原液；Fe2+還原液在惰性氣體保護下濃縮結(jié)晶制得工業(yè)品硫酸亞鐵產(chǎn)品。本發(fā)明通過電還原生產(chǎn)工業(yè)硫酸亞鐵，使鐵泥充分資源化利用。
【專利說明】
一種芬頓鐵泥資源化利用的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及固廢處理領(lǐng)域，具體涉及到的是Fenton過程產(chǎn)生的鐵泥固廢的資源化利用方法，該方法可以將Fenton鐵泥有效的回收利用。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年，芬頓氧化技術(shù)可以有效的用來處理工業(yè)廢水，該技術(shù)利用酸性條件下Fe2+和H2O2反應生成羥基自由基，該自由基的氧化能力僅僅比內(nèi)差，強于一般的氧化劑，能夠?qū)⒋罅坑袡C化合物氧化成為CO2和H2O，從而有效的除去廢水中的有機物。Fenton處理后的出水一般通過加堿將溶液調(diào)至中性或弱堿性，并加入一定的絮凝劑使鐵以氫氧化鐵的形式聚沉，并通過過濾的方式將Fe(OH)3與溶液分離。同時，該過程因為氫氧化鐵在聚沉的過程中會吸附一部分有機物。
[0003]目前處理芬頓鐵泥的方法主要三種，一種是直接填埋，但是在填埋的過程中依舊會有很多的問題，浪費了其中的大量鐵元素，占用大量的土地，大量的鐵泥經(jīng)過隨著時間的推移會發(fā)生各種化學變化破壞人類賴以生存的土壤，而且鐵泥在聚沉的過程中吸附的有機物被微生物分解，腐敗產(chǎn)生臭味，產(chǎn)生更大的環(huán)境問題。一種方法是將得到的鐵泥進行焚燒，把其中的有機物都燒掉，然后將鐵泥回用，該方法能實現(xiàn)鐵泥的回用，但是焚燒過程中有機物會對大氣進行二次污染，焚燒工藝還大量的耗費能源。公開號為103252340A的中國專利申請公開了一種Fenton鐵泥資源化利用的方法，該方法是加濃硫酸，濃硫酸和氫氧化鐵反應以三價鐵的形式存在于溶液中，再加入鐵粉還原三價鐵變成硫酸亞鐵溶液，最后結(jié)晶得到工業(yè)硫酸亞鐵產(chǎn)品。該方法可以對芬頓鐵泥資源化，但是鐵泥上吸附的有機物在酸化的時候還存留在溶液中，結(jié)晶過程中還是有相當一部分會吸附在工業(yè)品硫酸亞鐵中，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述缺點，本發(fā)明提供了一種芬頓鐵泥資源化方法，鐵泥酸化溶解后，通過電還原生產(chǎn)工業(yè)硫酸亞鐵，使鐵泥充分資源化利用。
[0005]—種芬頓鐵泥資源化利用的方法，其特征在于，包括以下步驟:
步驟一、Fenton鐵泥攪拌的同時加入濃度為60%?98%的硫酸，使Fe(OH)3全部轉(zhuǎn)化為Fe2(SO4)3,此時pH為I?3，溶解完畢之后加水稀釋至鐵離子濃度達到70?98g/L，以便后期濃縮過程蒸發(fā)掉少量的水就能結(jié)晶，得到處理液I;
步驟二、將步驟一得到的處理液I加入到隔膜電解槽的陽極室，控制電流密度為10?30mA/cm2，先對Fenton鐵泥中的有機物進行氧化處理，使鐵泥的COD降低90%左右，將陽極室得到的溶液放出，然后用栗打入隔膜電解槽的陰極室進行電解還原處理，得還原液。測定溶液中總鐵離子含量以及亞鐵離子的含量，當鐵離子轉(zhuǎn)化率達到98%及以上時，結(jié)束反應，放出Fe2+還原液。
[0006]步驟三、步驟二得到的Fe2+還原液在惰性氣體保護下濃縮結(jié)晶制得工業(yè)品硫酸亞鐵產(chǎn)品，可以作為產(chǎn)品銷售。
[0007]本發(fā)明所述的芬頓鐵泥來源于芬頓氧化反應，作為優(yōu)選，芬頓鐵泥溶解后的溶液COD在O?10000mg/L。
[0008]作為優(yōu)選，在步驟一之前還可以包括洗滌步驟，用水洗滌芬頓鐵泥，以去除芬頓鐵泥中的部分有機物。洗滌得到的洗水中的有機物結(jié)構(gòu)簡單、可生化性高，可以生化處理后直排，也可通過其他處理方法處理后排放。更為優(yōu)選地，當芬頓鐵泥溶解后的溶液⑶D在2000mg/L以上時，在步驟二中可以將處理液I進行多級氧化處理和多級還原處理。
[0009]再優(yōu)選，本發(fā)明所述的Fenton鐵泥溶解后的溶液COD在5000mg/L以上時，在步驟二中可以將處理液I進行多級氧化處理和多級還原處理。
[0010]本發(fā)明中，加入離子隔膜可以使陽極室只發(fā)生氧化反應，在陰極室發(fā)生還原反應，避免Fe2+與Fe3+氧化還原反應同時發(fā)生時存在的轉(zhuǎn)化率低下問題。
[0011]作為優(yōu)選，所述隔膜為陰離子交換膜。
[0012]作為優(yōu)選，步驟二所述的隔膜電解槽由陽離子交換膜分割為陽極室、陰極室；電極可以選擇Ru_Ir/T1、BDD(硼摻雜金剛石)、Pb02/Ru_Ir/T1、Pb02/Ti中一種，陰極為Ti板或石里年、O
[0013]作為優(yōu)選，可以在電解槽中加入陶瓷、活性炭作為填料組成三維電極，使填料表面感應帶電，填料表面能發(fā)生電氧化還原發(fā)應。
[0014]作為優(yōu)選，電還原反應過程中在線監(jiān)測亞鐵離子含量，監(jiān)測方法為:Fe2+在pH=3?9時與鄰菲啰啉生成穩(wěn)定的橙紅色絡(luò)合物，應用此反應可用比色法測定亞鐵含量和總鐵的含量(測定總鐵前加鹽酸羥胺，可以將鐵離子還原為Fe2+進行測定，后通過差減法得到Fe3+含量)。
[0015]作為優(yōu)選，還原反應過程中應及時監(jiān)測亞鐵離子含量，當鐵離子的還原率達到98%及以上時可以結(jié)束電還原反應。
[0016]相比于傳統(tǒng)技術(shù)，本發(fā)明有以下特點:
(I)該方法相比于傳統(tǒng)的填埋，不帶來二次污染。
[0017](2)相比于焚燒方法，該方法可以減少二次的空氣污染，而且能節(jié)省能耗。
[0018](3)相比于傳統(tǒng)的Fe還原技術(shù)，該方法可以氧化處理Fenton鐵泥吸附的有機物，達到深度處理，提高制得的亞鐵鹽規(guī)格。
[0019](4)還原過程不需要消耗鐵粉，節(jié)約資源。
[0020](5)過程不會引入其他物質(zhì)，簡化了亞鐵鹽產(chǎn)品后處理步驟。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明一種Fenton鐵泥資源化利用方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]下面通過實施例對本發(fā)明做進一步說明:
實施例1
某農(nóng)藥廠廢水，采取Fenton技術(shù)處理之后，得到Fenton鐵泥。
[0023]步驟一，向上述鐵泥中一邊加分量分數(shù)為98%的濃硫酸一邊攪拌，使Fe (OH) 3充分反應得到Fe2(SO4)3，控制溶液pH為1-3，得到鐵泥溶液，加入工業(yè)冷卻水，當其中鐵離子的溶度為87.12g/L時停止加水，測得此時的溶液pH為2，C0D為620mg/L。
[0024]步驟二，以Ru-1r/Ti為陽極，石墨板為陰極的隔膜電解槽為電還原裝置，隔膜采用陰離子交換膜，電流密度為20mA/cm2，將步驟一得到的溶液轉(zhuǎn)入陽極反應室進行氧化處理，反應Ih，測定溶液的COD為60mg/L，處理得到的鐵泥溶液COD減少90%，測定總鐵離子含量為87.12 g /L0
[0025]步驟三，步驟二得到的溶液流入隔膜電解槽中的陰極室還原，將其中的鐵離子還原為亞鐵離子，跟蹤測定其中亞鐵離子含量為85.46g/L時停止反應，經(jīng)計算，此時溶液中98.1%的鐵離子轉(zhuǎn)化為了亞鐵離子。
[0026]步驟四，將得到的步驟三中的溶液在無氧二氧化碳條件下進行濃縮，室溫條件下結(jié)晶可以得到工業(yè)產(chǎn)品七水合硫酸亞鐵。經(jīng)過該方法得到的七水合硫酸亞鐵能夠達到GBl0531 -89水處理劑硫酸亞鐵優(yōu)等品標準。
[0027]實施例2
某染料廠廢水，采取Fenton技術(shù)處理之后，得到Fenton鐵泥。原來該廠主要通過填埋的方式處理該鐵泥，后經(jīng)查驗該廠填埋的Fenton鐵泥嚴重影響當?shù)赝寥?，帶來二次污染?br>[0028]步驟一，現(xiàn)取該廠Fenton鐵泥，一邊加98%濃硫酸一邊攪拌攪拌，使Fe (OH)3充分反應得到Fe2 (S04) 3，控制溶液pH為1-3，得到鐵泥溶液，加入工業(yè)冷凝水，當鐵離子的溶度為88.70g/L時停止加水，此時測得溶液pH為1.5，C0D為1000mg/L。
[0029]步驟二，以Ru-1r/Ti為陽極，石墨板為陰極的隔膜電解槽為電還原裝置，隔膜采用陽離子交換膜，電流密度為20mA/cm2，將步驟一得到的溶液轉(zhuǎn)入陽極反應室進行氧化處理，反應1.2h，測定COD為80，處理得到的鐵泥溶液COD減少92%，測定總鐵離子含量為88.70g/L。
[0030]步驟三，將步驟二得到的溶液流入隔膜電解槽中的陰極室還原，其中的鐵離子還原為亞鐵離子，還原1.2h，跟蹤測定其中亞鐵離子含量為87.1 g/L，經(jīng)檢測，其中98.2%的鐵離子轉(zhuǎn)化為了亞鐵離子。
[0031]步驟四，將得到的步驟三中的溶液在無氧二氧化碳的條件下進行濃縮，室溫條件下結(jié)晶可以得到工業(yè)產(chǎn)品七水合硫酸亞鐵。經(jīng)過該方法得到的七水合硫酸亞鐵能夠達到GBl 0531 -89水處理劑硫酸亞鐵優(yōu)等品標準。
[0032]實施例3
某化工中間體生產(chǎn)企業(yè)的廢水，采取微電解-Fenton處理之后，得到Fenton鐵泥。
[0033]步驟一，現(xiàn)取該廠Fenton鐵泥，一邊加80%濃硫酸一邊攪拌攪拌，使Fe (OH)3充分反應得到Fe2(SO4)3,控制溶液pH為1-3，得到鐵泥溶液，加入產(chǎn)品洗水，當鐵離子的溶度為80g/L時停止加水，此時測得溶液pH為I，C0D為6000mg/L。
[0034]步驟二，以Ru-1r/Ti為陽極，石墨板為陰極的隔膜電解槽為電還原裝置，隔膜采用陽離子交換膜，電流密度為30mA/cm2，將步驟一得到的溶液轉(zhuǎn)入陽極反應室進行氧化處理，反應2h，測定COD為4700mg/L，測定總鐵離子含量為79.5g/L。陽極出水進入下一級電催化的陽極室反應1.2h，出水COD為40mg/L，總鐵離子含量為79.2g/L。
[0035]本步驟中兩級電催化的處理條件相同。
[0036]步驟三，將步驟二得到的溶液依次流過隔膜電解槽中的陰極室還原，其中的鐵離子還原為亞鐵離子，還原2h，跟蹤測定其中亞鐵離子含量為78.8 g/L。
[0037]步驟四，將得到的步驟三中的溶液在氮氣保護下進行濃縮，室溫條件下結(jié)晶可以得到工業(yè)產(chǎn)品七水合硫酸亞鐵。經(jīng)過該方法得到的七水合硫酸亞鐵能夠達到GBl 0531-89水處理劑硫酸亞鐵優(yōu)等品標準。
[0038]實施例4
某染料生產(chǎn)企業(yè)的廢水，采取Fenton處理之后，得到Fenton鐵泥。
[0039]步驟一，現(xiàn)取該廠Fenton鐵泥，用Fenton反應的出水淋洗。淋洗液的用量為鐵泥體積的10%，得到的洗水再回到Fenton反應中處理，得到的鐵泥用60%濃硫酸溶解，使Fe (OH)3充分反應得到Fe2(SO4)3,控制溶液pH為1-3，得到鐵泥溶液，加入步驟四得到的冷凝水，當鐵離子的溶度為98g/L時停止加水，此時測得溶液pH為3，C0DS300mg/L。
[0040]步驟二，以Pb02/Ti為陽極，鈦板為陰極的隔膜電解槽為電還原裝置，隔膜采用陰離子交換膜，電流密度為35mA/cm2，將步驟一得到的溶液轉(zhuǎn)入陽極反應室進行氧化處理，反應Ih，測定COD為50mg/L，測定總鐵離子含量為97.7g/L。
[0041]步驟三，步驟二得到的溶液流如隔膜電解槽中的陰極室還原，其中的鐵離子還原為亞鐵離子，還原Ih，跟蹤測定其中亞鐵離子含量為97.5 g/Lo
[0042]步驟四，將得到的步驟三中的溶液在氦氣保護下進行濃縮，室溫條件下結(jié)晶可以得到工業(yè)產(chǎn)品七水合硫酸亞鐵。經(jīng)過該方法得到的七水合硫酸亞鐵能夠達到GBl 0531-89水處理劑硫酸亞鐵優(yōu)等品標準。
【主權(quán)項】
1.一種芬頓鐵泥資源化利用的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、芬頓鐵泥攪拌的同時加入質(zhì)量濃度為60%?98%的硫酸，使Fe (OH) 3全部溶解轉(zhuǎn)化為Fe2(SO4)3,溶解完畢后加水稀釋至鐵離子濃度為70?98g/L，得到處理液1，處理液I的pH為1-3;步驟二、將步驟一得到的處理液I加入到隔膜電解槽的陽極室，先對Fenton鐵泥中的有機物進行氧化處理，得到的溶液打入隔膜電解槽的陰極室進行電還原處理，得Fe2+還原液；步驟三、將步驟二得到的Fe2+還原液在惰性氣體保護下濃縮結(jié)晶制得工業(yè)品硫酸亞鐵τ?: 口廣PR ο2.如權(quán)利要求1所述的芬頓鐵泥資源化利用的方法，其特征在于，所述芬頓鐵泥來源于芬頓氧化反應，芬頓鐵泥溶解后的溶液COD在O?10000mg/L。3.如權(quán)利要求1所述的芬頓鐵泥資源化利用的方法，其特征在于，步驟二中，隔膜電解槽的隔膜為離子交換膜。4.如權(quán)利要求1所述的芬頓鐵泥資源化利用的方法，其特征在于，步驟二所述的隔膜電解槽由陽離子交換膜分割為陽極室、陰極室；陽極電極為Ru-1r/T1、BDD(硼摻雜金剛石)、Pb02/Ru-1r/T1、Pb02/Ti中一種，陰極為Ti板或石墨。5.如權(quán)利要求1所述的芬頓鐵泥資源化利用的方法，其特征在于，在電解槽中加入第三維電極。6.如權(quán)利要求5所述的芬頓鐵泥資源化利用的方法，其特征在于，所述第三維電極為陶瓷、活性炭中的一種或幾種。7.如權(quán)利要求1所述的芬頓鐵泥資源化利用的方法，其特征在于，步驟一前包括洗滌步驟，用水洗滌芬頓鐵泥，去除芬頓鐵泥中的部分有機物。8.如權(quán)利要求1或7所述的芬頓鐵泥資源化利用的方法，其特征在于，當芬頓鐵泥溶解后的溶液COD在2000mg/L以上時，步驟二中將處理液I進行多級氧化處理和多級還原處理。9.如權(quán)利要求8所述的芬頓鐵泥資源化利用的方法，其特征在于，當芬頓鐵泥溶解后的溶液COD在5000mg/L以上時，步驟二中將處理液I進行多級氧化處理和多級還原處理。
【文檔編號】C01G49/14GK105836987SQ201610352645
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】王雯婷, 郭曉峰, 呂伏建
【申請人】浙江奇彩環(huán)境科技股份有限公司