申请日2020.05.19
公开(公告)日2020.07.10
IPC分类号C02F11/00; C02F11/06; C02F11/122; C02F11/143; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种有机磷污泥的循环利用工艺，包括如下步骤：(1)压滤：将含铁有机磷污泥压滤处理至含水率在60‑70%;(2)酸调pH：向压滤后的含铁有机磷污泥中加酸调节pH至2.5‑4.5;(3)氧化：加热酸调pH后的含铁有机磷污泥至40‑50℃，加入硫酸亚铁溶液搅拌2‑3min，加入双氧水维持温度40‑50℃搅拌反应40‑50min;(4)加酸溶解：向步骤(3)处理后的含铁有机磷污泥中加入浓硫酸，充分搅拌溶解得含铁回收液，将含铁回收液与聚合硫酸铁混合后作为再生絮凝剂重新用于有机磷废水处理。本发明可以有效提高絮凝剂的利用率并降低有机磷污泥的处理成本。
权利要求书
1.一种有机磷污泥的循环利用工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)压滤：将含铁有机磷污泥压滤处理至含水率在60-70%;
(2)酸调pH：向压滤后的含铁有机磷污泥中加酸调节pH至2.5-4.5;
(3)氧化：加热酸调pH后的含铁有机磷污泥至40-50℃，加入硫酸亚铁溶液搅拌2-3min，加入双氧水维持温度40-50℃搅拌反应40-50min;
(4)加酸溶解：向步骤(3)处理后的含铁有机磷污泥中加入浓硫酸，充分搅拌溶解得含铁回收液，将含铁回收液与聚合硫酸铁混合后作为再生絮凝剂重新用于有机磷废水处理。
2.根据权利要求1所述的一种有机磷污泥的循环利用工艺，其特征在于：所述硫酸亚铁溶液的用量为控制硫酸亚铁与非正五价磷的摩尔比=1:1~2:1。
3.根据权利要求1或2所述的一种有机磷污泥的循环利用工艺，其特征在于：所述硫酸亚铁溶液的质量浓度为20-25%。
4.根据权利要求1所述的一种有机磷污泥的循环利用工艺，其特征在于：步骤(2)中所述酸为稀硫酸，所述稀硫酸的浓度为18-22%。
5.根据权利要求1所述的一种有机磷污泥的循环利用工艺，其特征在于：所述双氧水的用量为控制双氧水与非正五价磷的摩尔比=3:1~6:1。
6.根据权利要求1或5所述的一种有机磷污泥的循环利用工艺，其特征在于：所述双氧水的质量浓度为30±5%。
7.根据权利要求1所述的一种有机磷污泥的循环利用工艺，其特征在于：所述浓硫酸的用量为含铁有机磷污泥重量的20-30%。
8.根据权利要求1或7所述的一种有机磷污泥的循环利用工艺，其特征在于：所述浓硫酸的质量浓度为80-98%。
9.根据权利要求1所述的一种有机磷污泥的循环利用工艺，其特征在于：步骤(4)中聚合硫酸铁的添加量以含铁回收液与聚合硫酸铁的混合物中硫酸铁的质量百分比达到5-10%计。
10.根据权利要求1所述的一种有机磷污泥的循环利用工艺，其特征在于：所述有机磷污泥是以聚合硫酸铁为絮凝剂絮凝沉淀后形成的污泥。
说明书
一种有机磷污泥的循环利用工艺
技术领域
本发明涉及环保技术领域，特别涉及一种有机磷污泥的循环利用工艺。
背景技术
有机磷化合物主要包括磷酸酯、亚磷酸酯、焦磷酸酯、次磷酸酯等，其中一些磷酸
酯类化合物具有很大的毒性，如磷酸三辛酯。有机磷生成过程中会产生大量有机磷废水，其组成成分复杂，毒性大，生物降解性能差，这些废水排入自然水体中，将会破坏水体生态系统，对人类的生存环境造成极大影响。有机磷农药废水是磷污染和环境危害的重要组成部分，全世界范围内生产和使用有机磷农药相当普遍。含磷农药废水流入到环境中，一方面可导致水体富营养化，破坏生态平衡，另一方面会残留在农作物中，通过食物链富集在人体内，造成人体组织危害。
有机磷农药分子种类繁多、特性各异，处理难度大，其废水处理一般有生物法、物化法、化学法及技术联用等，物化法有吸附、絮凝、沉淀等，如钙盐混凝沉淀法、铁盐混凝沉淀法、经典A/O处理等，化学除磷法对正磷酸盐都有很好的脱除效果，但对有机磷化物无脱除效果。
混凝是有机磷废水处理工艺的核心部分之一，混凝的关键是絮凝剂的选择，有机磷废水处理常采用铁盐絮凝剂吸附，并絮凝沉淀，这样沉淀中含有大量的絮凝剂及被吸附的有机磷、无机磷等，这种沉淀最终形成大量的有机磷污泥被送到污泥处理厂处理，然而，新产生的有机磷污泥中絮凝剂的利用率较低，且有机磷污泥的处理成本较高，如何提高絮凝剂的利用率并降低有机磷污泥的处理成本成为急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于一种有机磷污泥的循环利用工艺，可以有效提高絮凝剂的利用率并降低有机磷污泥的处理成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种有机磷污泥的循环利用工艺，包括如下步骤：
(1)压滤：将含铁有机磷污泥压滤处理至含水率在60-70%;
(2)酸调pH：向压滤后的含铁有机磷污泥中加酸调节pH至2.5-4.5;本步骤酸调节pH主要目的是为了下一步氧化污泥中的有机磷创造反应条件，同时，酸调节pH也能将部分污泥中的氢氧化铁变成硫酸铁;
(3)氧化：加热酸调pH后的含铁有机磷污泥至40-50℃，加入硫酸亚铁溶液搅拌2-3min，加入双氧水维持温度40-50℃搅拌反应40-50min;本步骤中加入硫酸亚铁溶液提供亚铁离子，与过氧化氢组成芬顿氧化体系，能有效将非5价磷(有机磷)转变为5价磷(无机磷)，此过程产生磷酸铁(5价磷)沉淀，能促进反应正向进行;
(4)加酸溶解：向步骤(3)处理后的含铁有机磷污泥中加入浓硫酸，充分搅拌溶解得含铁回收液，将含铁回收液与聚合硫酸铁混合后作为再生絮凝剂重新用于有机磷废水处理。加浓硫酸的目的是溶解污泥，将磷酸铁变成磷酸二氢铁，将氢氧化铁变成硫酸铁。
本发明是针对利用聚合硫酸铁作为絮凝剂处理有机磷废水后产生的污泥而进行，这种污泥的特点是含有氢氧化铁、有机磷及大量的铁离子，铁离子是絮凝的主要成分，其本身并没有得到高效利用。本发明先将污泥压滤后，使得含水率在60-70%以便于后续的处理，通过酸调节、氧化、加酸溶解，并补加一定量的聚合硫酸铁使得污泥再生为絮凝剂，以代替聚合硫酸铁作为絮凝剂用于有机磷废水处理，这样重复使用2-3次后，才将其送到污泥处理厂处理，大大减少了污泥的处理量，节约了成本。本发明的几个处理步骤有补铁操作，为再生絮凝剂增加了核心的絮凝成分铁离子。
现有的工艺，有机磷污泥直接拿去污泥处理厂处理，不但污泥处理量大，且污泥中的絮凝剂(主要是三价铁)利用率很低，大约只有30%左右，对于絮凝剂也是一个较大的浪费，本发明设计了一个巧妙的构思，将有机磷污泥通过一系列处理，加工成与絮凝剂有同等作用的液体产物，重新作为絮凝剂重复使用，大大提高了絮凝成分的利用效率，同时由于本发明将污泥中的有机磷大部分转变成了无机磷，无机磷在再生絮凝剂中以磷酸二氢铁形式存在，再生絮凝剂代替常规的聚合硫酸铁絮凝剂用于有机磷废水处理时，磷酸二氢铁(Fe(H2PO4)3)会变成磷酸铁沉淀，不增加有机磷废水中的磷负担，同时，磷酸铁本身也是一种絮凝剂，能物理吸附有机磷化合物以协助脱除有机磷，再生絮凝剂中未被氧化的小部分非五价磷，由于含量不高，仅对新的有机磷废水处理产生增加轻微的磷负担，再生絮凝剂中的三价铁离子生成的氢氧化铁发挥主要的絮凝除磷作用，当重复使用2-3次后，絮凝剂的负载达到饱和，不能满足处理要求，则再送入污泥处理厂处理，这样能将2-3次的污泥合并成一次进行处理，大大减少了污泥的处理量，节约了成本。
经本发明的工艺处理后非正五价磷去除率达到60~75%。
所述硫酸亚铁溶液的用量为控制硫酸亚铁与非正五价磷的摩尔比=1:1~2:1。非正五价磷的量是通过测总磷和五价磷的量，以总磷-五价磷的量计算而得。
所述硫酸亚铁溶液的质量浓度为20-25%。
步骤(2)中所述酸为稀硫酸，所述稀硫酸的浓度为18-22%。
所述双氧水的用量为控制双氧水与非正五价磷的摩尔比=3:~6:1。
所述双氧水的质量浓度为30±5%。
所述浓硫酸的用量为含铁有机磷污泥重量的20-30%。
所述浓硫酸的质量浓度为80-98%。
步骤(4)中聚合硫酸铁的添加量以含铁回收液与聚合硫酸铁的混合物中硫酸铁的质量百分比达到5-10%计。
所述有机磷污泥是以聚合硫酸铁为絮凝剂絮凝沉淀后形成的污泥。
本发明的有益效果是：通过处理，可将有机磷污泥变成再生絮凝剂重新实用，可以有效提高絮凝剂的利用率并降低有机磷污泥的处理成本。（发明人丁仲军;韩逸;周泽行;苗张炬;钟建华）