一種循環(huán)利用Fenton鐵泥的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及固體廢棄物資源化處理領(lǐng)域，具體涉及一種循環(huán)利用Fenton鐵泥的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]Fenton氧化法是一種近幾年新興起的高級(jí)氧化技術(shù)，由H.J.Fenton在1894年首次發(fā)現(xiàn)釆用Fe2VH2O2體系能氧化多種有機(jī)物。此后，多位學(xué)者對(duì)Fenton法處理廢水進(jìn)行了大量的研究。Fenton法的氧化機(jī)理是，F(xiàn)e2+和H2O2組成Fenton試劑，構(gòu)成一個(gè)氧化體系。其主要作用有:一方面是對(duì)有機(jī)物的氧化作用，利用催化H2O2氧化分解生成具有極強(qiáng)的氧化性的.0H;另一方面是混凝作用，F(xiàn)enton氧化反應(yīng)中生成的Fe(OH)3膠體具有絮凝、吸附作用，因此也可去除廢水中部分有機(jī)物。但Fenton氧化法會(huì)產(chǎn)生大量的鐵泥，鐵泥中除含有鐵及其氧化物外，還含有大量的有機(jī)雜質(zhì)，若不能妥善處理，不僅會(huì)對(duì)環(huán)境帶來二次污染的問題，且會(huì)浪費(fèi)大量的鐵泥資源。
[0003]目前國內(nèi)鐵泥處理方法主要有:堆存、土地掩埋或送入鋼鐵廠回收。堆存是最簡單的方法，但占用大量土地資源而且長期堆存后極易產(chǎn)生揚(yáng)塵，污染大氣;土地掩埋不僅占用土地，且若無良好的防滲措施，會(huì)污染地下水源、河流、山川及湖泊等，易產(chǎn)生二次污染;送入鋼鐵廠回收雖可減少土地占用，但由于鐵泥粒度較小，易堵塞煉鐵爐膛，使操作條件惡化，產(chǎn)品質(zhì)量下降，回收利用困難。
[0004]公開號(hào)為CN 103252340A的中國專利公開了一種Fenton鐵泥資源化利用的方法，
1、鐵泥加入濃硫酸中攪拌溶解;2、向步驟(I)得到的鐵泥溶液中加入過量的廢鐵肩進(jìn)行還原;3、然后添加乙醇縮短硫酸亞鐵的結(jié)晶時(shí)間，待結(jié)晶完全后即得成品工業(yè)FeSCU.7出0。本發(fā)明雖實(shí)現(xiàn)了Fenton鐵泥的資源化利用，但制得的FeSO4.7H20含量大量增加，且經(jīng)濟(jì)附加值低。
[0005]本發(fā)明針對(duì)Fenton氧化法造成的鐵泥二次污染問題，通過紫外光催化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了鐵泥和活性炭的循環(huán)利用，不僅二次利用鐵泥中的鐵資源，且無外排固廢，無二次污染的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服Fenton氧化法帶來鐵泥二次污染的問題，本發(fā)明引入紫外光催化技術(shù)，形成鐵泥的體系自循環(huán)，無需添加且無外排固廢，實(shí)現(xiàn)Fenton鐵泥的資源化循環(huán)利用。
[0007]一種循環(huán)利用Fenton鐵泥的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0008]步驟I，用Fenton法處理廢水，反應(yīng)完成后，投加0.05?I %活性炭吸附助濾，攪拌反應(yīng)0.5?Ih，過濾分離得出水及鐵泥濾渣；
[0009]步驟2，往步驟I得到的鐵泥濾渣中投加硫酸，于60?80 V攪拌溶解0.5?2h，過濾分離得Fe3+溶液和活性炭濾渣；
[0010]步驟3，將含F(xiàn)e3+溶液置于紫外光反應(yīng)槽，反應(yīng)槽中含負(fù)載型半導(dǎo)體催化劑，在紫外光催化條件下將Fe3+還原為Fe2+，F(xiàn)e2+溶液濃縮后回用于步驟I中Fenton氧化處理廢水過程，形成鐵泥的體系自循環(huán)。
[0011]作為優(yōu)選，步驟2中硫酸溶液質(zhì)量濃度為10?40%，投加量以鐵泥中鐵含量為基準(zhǔn)。
[0012 ] 2Fe (0H)3+3H2S04^Fe2( SO4) 3+6H2O
[0013]紫外光催化技術(shù)是以催化劑作為光敏劑，在紫外光照射下產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，誘發(fā)發(fā)生氧化一還原反應(yīng)。其優(yōu)勢(shì)在于氧化還原在常溫常壓下即可進(jìn)行，無二次污染，不僅能使部分難降解有機(jī)物完全礦化，且能將溶液中Fe3+還原成Fe2+，同時(shí)催化劑可回收重復(fù)利用。
[0014]紫外光對(duì)溶解的有機(jī)物和無機(jī)物作用，可生成許多中間產(chǎn)物如激發(fā)態(tài)的溶解有機(jī)物、單體氧、過氧化物離子、有機(jī)過氧化自由基、羥基自由基、鹵素自由基等，加速氧化一還原反應(yīng)的速率。作為優(yōu)選，步驟3中紫外光反應(yīng)槽的紫外燈功率2 180W。
[0015]半導(dǎo)體材料是光催化技術(shù)優(yōu)選的催化劑。半導(dǎo)體粒子的能帶結(jié)構(gòu)是由一個(gè)充滿電子的低能價(jià)帶和一個(gè)空的高能導(dǎo)帶構(gòu)成的，之間由禁帶分開。當(dāng)能量^禁帶寬度(一般在3eV以下)的光照射半導(dǎo)體時(shí)，其價(jià)帶上的電子(e_)被激發(fā)，越過禁帶進(jìn)入導(dǎo)帶，同時(shí)在價(jià)帶上的電子產(chǎn)生相應(yīng)的空穴(h+)，并在電場(chǎng)的作用下分離并到粒子表面。光生空穴因具有極強(qiáng)的得電子能力，而具有很強(qiáng)的氧化能力，能將其表面吸附的OH-和H2O分子氧化成.0H，.0H幾乎無選擇的將有機(jī)物氧化，并最終降解為COdPH2Ot3通過添加催化劑，能顯著加快氧化一還原反應(yīng)速率。在有機(jī)物被氧化的同時(shí)，溶液中Fe3+被還原成Fe2+。作為優(yōu)選，步驟3中負(fù)載型半導(dǎo)體催化劑選擇Ti02、W03、或Μηθ2中的一種或幾種，負(fù)載材料選擇碳纖維、聚合物纖維(PAN、PVA、PDFE )、或織物中的一種。
[0016]作為優(yōu)選，步驟2得到的活性炭濾渣可循環(huán)回用于步驟I中。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于:
[0018]1、形成鐵泥、活性炭體系自循環(huán)，無外排固廢，不僅充分利用鐵資源，且解決了Fenton氧化法鐵泥二次污染的問題；
[0019]2、循環(huán)利用鐵泥及活性炭，可減少原料和廢棄物處理成本，具有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；
[0020]3、該工藝方法設(shè)備簡單，便于操作，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明一種循環(huán)利用Fenton鐵泥的方法工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
[0023]實(shí)施例1
[0024]—種對(duì)硝基苯胺廢水，經(jīng)測(cè)定廢水中主要含有氯化銨，少量氨水，呈堿性，有機(jī)物為對(duì)硝基苯胺、硝基氯苯及其衍生物，COD約7000mg/L。
[0025]步驟I，往對(duì)硝基苯胺廢水中投加0.3%硫酸亞鐵和3%雙氧水(以廢水質(zhì)量為基準(zhǔn))，于40?50 °(:條件下攪拌反應(yīng)Ih，然后投加0.2 %活性炭，常溫下繼續(xù)攪拌反應(yīng)0.5h，過濾分離得出水及鐵泥濾渣；
[0026]步驟2，步驟I得到的鐵泥濾渣中投加15 %硫酸溶液，于70 °C攪拌溶解Ih，過濾分離得Fe3+溶液和活性炭濾渣，活性炭濾渣可回用于步驟I中，形成活性炭的體系自循環(huán)；
[0027]硫酸投加量以鐵泥中含鐵量為基準(zhǔn)，反應(yīng)式如下:
[0028]2Fe(0H)3