申请日2017.03.06
公开(公告)日2017.09.08
IPC分类号C02F11/04; C02F11/00; C02F1/72
摘要
本发明提供一种铁盐循环利用的芬顿污泥处理装置及方法，包括芬顿反应池、沉淀池、厌氧还原装置、化学还原装置、溶解装置、淘洗装置、污泥中和装置和脱水装置，通过将芬顿污泥中的三价铁盐还原成二价铁盐，再将二价铁盐溶解为二价铁离子，还原后的含二价铁离子的溶液回用到芬顿反应中，实现了芬顿反应中铁盐的回收利用，本发明操作简便，易于控制，处理效果好，适用范围广，易于在工程中推广使用。
权利要求书
1.一种铁盐循环利用的芬顿污泥处理方法，其特征在于，是通过如下步骤实现的：将芬顿污泥中的三价铁盐还原成二价铁盐;将二价铁盐溶解为二价铁离子;还原后的含二价铁离子的溶液回用到芬顿反应中;对减量后的污泥进行中和、脱水处理，脱水后的泥饼外运。
2.如权利要求1所述的一种铁盐循环利用的芬顿污泥处理方法，其特征在于，所述将芬顿污泥中的三价铁盐还原成二价铁盐，将二价铁盐溶解为二价铁离子的过程细化为：对芬顿污泥进行生物厌氧处理，再向经生物厌氧处理后的芬顿污泥中注入还原剂，并搅拌，将污泥中的氢氧化铁还原成硫化亚铁或氢氧化亚铁，再向其中投加酸溶液，将硫化亚铁或氢氧化亚铁溶解到溶液中，并对得到的污泥进行淘洗。
3.如权利要求1所述的一种铁盐循环利用的芬顿污泥处理方法，其特征在于，所述将芬顿污泥中的三价铁盐还原成二价铁盐，将二价铁盐溶解为二价铁离子的过程还可以是：对芬顿污泥进行生物厌氧处理，将污泥中的氢氧化铁还原成硫化亚铁或氢氧化亚铁，再向其中投加酸溶液，将硫化亚铁或氢氧化亚铁溶到溶液中，并对得到的污泥进行淘洗。
4.如权利要求1所述的一种铁盐循环利用的芬顿污泥处理方法，其特征在于，所述将芬顿污泥中的三价铁盐还原成二价铁盐，将二价铁盐溶解为二价铁离子的过程还可以是：直接向芬顿污泥中注入还原剂，将污泥中的氢氧化铁还原成硫化亚铁或氢氧化亚铁，再向其中投加酸溶液，将硫化亚铁或氢氧化亚铁溶到溶液中，并对得到的污泥进行淘洗。
5.如权利要求1、2、4所述的一种铁盐循环利用的芬顿污泥处理方法，其特征在于，还原剂与污泥中铁离子的摩尔比为0.5~1.5:1。
6.如权利要求1、2、3所述的一种铁盐循环利用的芬顿污泥处理方法，其特征在于，所述对芬顿污泥进行生物厌氧的时间为2天~10天。
7.一种铁盐循环利用的芬顿污泥处理装置，其特征在于，包括：芬顿反应池(1);沉淀池(2)，与所述芬顿反应池(1)相连;厌氧还原装置(3)，与所述沉淀池(2)相连;化学还原装置(4)，与所述厌氧还原装置(3)相连;溶解装置(5)，与所述化学还原装置(4)和所述芬顿反应池(1)相连;淘洗装置(6)，与所述溶解装置(5)和所述芬顿反应池(1)相连;污泥中和装置(7)，与所述淘洗装置(6)相连;脱水装置(8)，与所述污泥中和装置(7)相连;还原剂储存罐(9)，与所述化学还原装置(4)相连;酸溶液储存罐(10)，与所述溶解装置(5)相连;碱溶液储存罐(11)，与所述污泥中和装置(7)相连;除臭装置(12)，与所述厌氧还原装置(3)、化学还原装置(4)、溶解装置(5)相连。
8.如权利要求7所述的一种铁盐循环利用的芬顿污泥处理装置，其特征在于，沉淀池(2)与化学还原装置(4)相连。
9.如权利要求7所述的一种铁盐循环利用的芬顿污泥处理装置，其特征在于，厌氧还原装置(3)与溶解装置(5)相连。
10.如权利要求7所述的一种铁盐循环利用的芬顿污泥处理装置，其特征在于，所述厌氧还原装置(3)、化学还原装置(4)、溶解装置(5)为密封装置。
说明书
一种铁盐循环利用的芬顿污泥处理方法及装置
技术领域
本发明为铁盐循环利用的芬顿污泥处理方法及装置，涉及污泥处理领域，尤其涉及一种芬顿污泥的资源化、减量化处理方法及装置。
背景技术
芬顿氧化是一种常见的污水处理方法，芬顿反应在强酸条件下进行，以亚铁离子作为催化剂，与过氧化氢反应产生具有强氧化性的羟基自由基，氧化废水中的难降解有机物，反应后用碱液将pH回调至中性，使铁离子形成的氢氧化物絮体以及被絮体吸附、包裹的有机物质从废水中分离。芬顿氧化水处理方法多用于化工废水、制药废水、印染废水、造纸废水、垃圾渗滤液等，这类废水含有大量难降解有机物、有毒有机物，COD极高，芬顿反应产生的芬顿污泥属于危险固体废弃物，处置难度大、处理成本极高。并且，芬顿反应需要投加大量亚铁离子，投加的亚铁离子被氧化成铁离子进入芬顿污泥中，不仅造成芬顿污泥处理困难，而且使得芬顿反应运行成本高，以及大量的铁资源浪费。
对芬顿污泥中的铁盐进行回收，并且还原成二价铁回用到芬顿反应中，减少芬顿污泥对环境的污染，避免铁资源的浪费，节约运行成本，是芬顿污泥最佳的资源化、无害化、减量化处置方式。由于芬顿反应后氢氧化铁絮体吸附和包裹大量有机物，不能直接靠电解的方法得到还原，因此，电还原法回收芬顿污泥中的铁离子效率低;酸溶法对污泥中的铁离子回收效率高，但是由于三价铁溶出的pH很低，在1~3之间，因此耗酸量大、操作困难，且设备一直在较低pH下运行腐蚀严重。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种铁盐循环利用的芬顿污泥处理方法及装置，为芬顿污泥的资源化提供一种亚铁离子回用效率高，减量程度大，操作简便，处理成本低，适用范围广，易于在工程中推广使用的有效处理方法。
本发明的技术方案是通过以下步骤实现的：将芬顿污泥中的三价铁盐还原成二价铁盐;将二价铁盐溶解为二价铁离子;还原后的含二价铁离子的溶液回用到芬顿反应中;对减量后的污泥进行中和、脱水处理，脱水后的泥饼外运。
为了更好的实施本发明，其将芬顿污泥中的三价铁盐还原成二价铁盐，将二价铁盐溶解为二价铁离子的过程可细化为：对芬顿污泥进行生物厌氧处理，再向经生物厌氧处理后的芬顿污泥中注入还原剂，并搅拌，将污泥中的氢氧化铁还原成硫化亚铁或氢氧化亚铁，再向其中投加酸溶液，将硫化亚铁或氢氧化亚铁溶解到溶液中，并对得到的污泥进行淘洗。
为了更好的实施本发明，其将芬顿污泥中的三价铁盐还原成二价铁盐，将二价铁盐溶解为二价铁离子的过程还可以是：对芬顿污泥进行生物厌氧处理，将污泥中的氢氧化铁还原成硫化亚铁或氢氧化亚铁，再向其中投加酸溶液，将硫化亚铁或氢氧化亚铁溶到溶液中，并对得到的污泥进行淘洗。
为了更好的实施本发明，其将芬顿污泥中的三价铁盐还原成二价铁盐，将二价铁盐溶解为二价铁离子的过程还可以是：直接向芬顿污泥中注入还原剂，将污泥中的氢氧化铁还原成硫化亚铁或氢氧化亚铁，再向其中投加酸溶液，将硫化亚铁或氢氧化亚铁溶到溶液中，并对得到的污泥进行淘洗。
进一步，所述还原剂与污泥中铁离子的摩尔比为0.5~1.5:1。
进一步，所述对芬顿污泥进行生物厌氧的时间为2天~10天。
进一步，将芬顿污泥中的三价铁盐还原成二价铁盐，将二价铁盐溶解为二价铁离子的过程还可以是：直接向芬顿污泥中注入还原剂。
本发明的一种铁盐循环利用的芬顿污泥处理装置包括：芬顿反应池(1);沉淀池(2)，与所述芬顿反应池(1)相连;厌氧还原装置(3)，与所述沉淀池(2)相连;化学还原装置(4)，与所述厌氧还原装置(3)相连;溶解装置(5)，与所述化学还原装置(4)和所述芬顿反应池(1)相连;淘洗装置(6)，与所述溶解装置(5)和所述芬顿反应池(1)相连;污泥中和装置(7)，与所述淘洗装置(6)相连;脱水装置(8)，与所述污泥中和装置(7)相连;还原剂储存罐(9)，与所述化学还原装置(4)相连;酸溶液储存罐(10)，与所述溶解装置(5)相连;碱溶液储存罐(11)，与所述污泥中和装置(7)相连;除臭装置(12)，与所述厌氧还原装置(3)、化学还原装置(4)、溶解装置(5)相连。
进一步，沉淀池(2)与化学还原装置(4)相连。
进一步，厌氧还原装置(3)与溶解装置(5)相连。
进一步，所述厌氧还原装置(3)、化学还原装置(4)、溶解装置(5)为密封装置。
本发明的有益效果为：
1、芬顿污泥中的铁主要以氢氧化铁沉淀形式存在，若直接加酸溶液将三价铁离子溶到溶液中，需将污泥溶液的pH调节到1~3，加酸量大，且设备腐蚀严重。本发明首先将污泥中的三价铁盐还原成二价铁盐，再加入酸溶液将污泥中的二价铁盐溶解到溶液中，污泥中的二价铁盐在pH为3~4时便可大量溶解到溶液中，大大减少了酸的用量。
2、在厌氧条件下，污泥中的三价铁可在厌氧菌作用下还原为二价铁盐，本发明通过厌氧还原大大节约了还原剂的使用量，若场地面积有限则可通过还原剂还原三价铁盐。
3、本发明对二价铁回用效率高，95%以上的二价铁回用到芬顿反应中;污泥减量程度大，芬顿污泥减量80%以上;操作简便，处理成本低，适用范围广，易于在工程中推广使用。