一種芬頓鐵泥綜合循環(huán)利用的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種芬頓鐵泥綜合循環(huán)利用的方法。
【背景技術】
[0002]1893年，化學家Fenton HJ發(fā)現(xiàn)，過氧化氫(H2O2)與二價亞鐵離子的混合溶液具有強氧化性，可以將當時很多已知的有機化合物如羧酸、醇、酯類氧化為無機態(tài)，氧化效果十分顯著。20世紀70年代，芬頓(Fenton)試劑在環(huán)境化學中找到了它的位置，由于具有去除難降解有機污染物的能力，其在印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水、含硝基苯廢水、二苯胺廢水等廢水處理中體現(xiàn)了很廣泛的應用。
[0003]然而，芬頓氧化法在處理過程中的二價鐵會被氧化成三價鐵，并在隨后的調節(jié)pH過程中產生大量的鐵泥，如果不妥善處理會產生很多危害:例如占用土地；堆放過程中經(jīng)風吹雨淋發(fā)生化學反應，破壞土壤結構；進入水體導致河床淤積，污染水體等。因此，芬頓鐵泥的處理已經(jīng)成為制約芬頓技術推廣的關鍵。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種綜合利用芬頓鐵泥進行芬頓氧化的方法。通過本發(fā)明的方法既可以解決芬頓氧化單元中產生的芬頓鐵泥難以排放的問題，又能夠使得鐵資源得到了循環(huán)利用，同時省去了在常規(guī)的煙氣脫硫技術中對其中的鐵催化劑單獨進行氧化再生的環(huán)節(jié)，從而大大降低了生產成本。
[0005]本發(fā)明的發(fā)明人是基于以下思路完成本發(fā)明的技術方案的:芬頓氧化法處理廢水的過程中的二價亞鐵離子隨著處理的進行會不斷被氧化成三價鐵離子，并且該三價鐵離子在隨后的處理過程中會形成大量鐵泥。而發(fā)明人在研究廢水廢氣處理過程中發(fā)現(xiàn)在鐵催化氧化煙氣脫硫的技術中的三價鐵離子在氧化煙氣中的硫化氫以制備硫磺的同時被轉化為二價鐵的形式，為了循環(huán)利用的目的，二價鐵需要通過氧化再生方法以轉化為三價鐵離子用于循環(huán)生產。因此，發(fā)明人想到通過一系列技術手段使得這兩種工藝能夠結合進行，從而有益于循環(huán)利用鐵資源，解決芬頓氧化單元中產生的芬頓鐵泥難以排放的問題，同時省去了在常規(guī)的煙氣脫硫技術中對其中的鐵催化劑單獨進行氧化再生的環(huán)節(jié)。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種芬頓鐵泥綜合循環(huán)利用的方法，該方法包括:
[0007]a)將芬頓氧化單元產生的芬頓鐵泥與酸和絡合劑混合，得到混合物；
[0008]b)在堿性條件下，將所述混合物與含硫化氫煙氣接觸，得到含二價亞鐵離子的溶液；
[0009]c)將所述含二價亞鐵離子的溶液與過氧化氫和含有有機物的廢水在所述芬頓氧化單元中接觸。
[0010]通過本發(fā)明的上述方法既可以解決芬頓氧化單元中產生的鐵泥難以排放的問題，又能夠使得鐵資源得到了循環(huán)利用，同時省去了在常規(guī)的煙氣脫硫技術中對其中的鐵催化劑單獨進行氧化再生的環(huán)節(jié)，從而大大降低了生產成本，有效地實現(xiàn)了廢水和廢氣的綜合治理。
[0011]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0012]附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式的芬頓氧化的方法的流程圖。
[0014]附圖標記說明
[0015]I芬頓氧化單元2酸化池
[0016]3絡合池4堿化池
[0017]5脫硫塔6 固液分離器
【具體實施方式】
[0018]以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0019]在本發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，所述“芬頓鐵泥”是指芬頓氧化單元中處理廢水后得到的含鐵沉淀物，其主要成分一般為氫氧化鐵；所述“鐵離子絡合劑”是指能夠與三價鐵離子絡合的絡合劑。術語“溶液”的范圍并不限于分散質的粒子直徑小于Inm的分散系(真溶液)，而是泛指均一的液態(tài)混合物，可以包括膠狀分散體(膠體溶液)。
[0020]本發(fā)明提供了一種芬頓鐵泥綜合循環(huán)利用的方法，該方法包括:
[0021]a)將芬頓氧化單元產生的芬頓鐵泥與酸和絡合劑混合，得到混合物；
[0022]b)在堿性條件下，將所述混合物與含硫化氫煙氣接觸，得到含二價亞鐵離子的溶液；
[0023]c)將所述含二價亞鐵離子的溶液與過氧化氫和含有有機物的廢水在所述芬頓氧化單元中接觸。
[0024]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中，在步驟a)中，優(yōu)選所述將芬頓氧化單元產生的芬頓鐵泥與酸和絡合劑混合的方法可以包括:先將芬頓氧化單元產生的芬頓鐵泥與酸混合以得到溶解液，然后再將所述溶解液與所述絡合劑混合，得到所述混合物。
[0025]優(yōu)選情況下，根據(jù)本發(fā)明所述的方法中，在步驟a)中，所述芬頓鐵泥與所述酸的用量重量比可以為1:0.5-2.5，更優(yōu)選為1:0.5-1.5。
[0026]在本發(fā)明所述的方法中，所述酸用于溶解芬頓氧化單元產生的芬頓鐵泥，因此所述酸可以為本領域內常用的各種無機強酸，例如可以包括硫酸、鹽酸和硝酸中的至少一種。本發(fā)明優(yōu)選所述酸為硫酸。在本發(fā)明所述的方法中，所述硫酸可以包括稀硫酸和濃硫酸；所述鹽酸可以為質量分數(shù)為36%的濃鹽酸，也可以為稀鹽酸；所述硝酸可以為濃硝酸和稀硝酸。
[0027]最優(yōu)選情況下，在本發(fā)明所述的方法中，所述酸為濃度為70-98重量％的濃硫酸。
[0028]在本發(fā)明所述的方法中，優(yōu)選所述絡合劑與所述芬頓鐵泥中的三價鐵離子的用量重量比可以為0.5-2:1。
[0029]在本發(fā)明所述的方法的步驟a)中，所述絡合劑可以為一切市售的鐵離子絡合劑；優(yōu)選所述絡合劑含有選自羥基乙叉二膦酸、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸、乙二胺四乙酸、氨基乙酸和α-葡庚糖酸鈉中的至少一種。本發(fā)明的方法中加入所述絡合劑的目的在于與三價鐵離子形成絡合鐵，從而可以保證三價鐵離子在堿性溶液中的穩(wěn)定性。
[0030]優(yōu)選情況下，在本發(fā)明所述的方法中，所述絡合劑為2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸和氨基乙酸，或者所述絡合劑為羥基乙叉二膦酸和乙二胺四乙酸，或者所述絡合劑為α-葡庚糖酸鈉。
[0031]優(yōu)選情況下，在本發(fā)明所述的方法中，當所述絡合劑為2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸和氨基乙酸時，所述2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸和氨基乙酸的用量重量比優(yōu)選為1:1_3 ο
[0032]優(yōu)選情況下，在本發(fā)明所述的方法中，當所述絡合劑為羥基乙叉二膦酸和乙二胺四乙酸時，所述羥基乙叉二膦酸和乙二胺四乙酸的用量重量比優(yōu)選為2-4:1。
[0033]在本發(fā)明所述的方法的步驟b)中，為了更加有利于吸收所述含硫化氫煙氣中硫化氫氣體，所述堿性條件的PH值可以為8-11。優(yōu)選情況下，在本發(fā)明所述的方法的步驟b)中，調節(jié)PH值所用的堿可以為鈉堿，本發(fā)明優(yōu)選調節(jié)pH值所用的堿可以為氫氧化鈉。
[0034]在本發(fā)明所述的方法的步驟b)中，與含硫化氫煙氣接觸的所述混合物中，三價鐵離子濃度優(yōu)選為0.3-0.6mol/L0
[0035]在本發(fā)明所述的方法的步驟b)中，所述混合物與所述含硫化氫煙氣的用量使得液氣比為15-50L/m3。
[0036]在本發(fā)明所述的方法的步驟b)中，對所述混合物與所述含硫化氫煙氣接觸的時間沒有特別的限定，只要能夠使得所述混合物中的三價鐵離子被還原成二價亞鐵離子即可，本發(fā)明優(yōu)選接觸的時間為使得接觸后的溶液中的三價鐵離子的濃度不高于0.005mol/L0
[0037]在本發(fā)明所述的方法的步驟c)中，所述含二價亞鐵離子的溶液與過氧化氫和含有有機物的廢水在芬頓氧化單元中接觸的條件包括:接觸的pH值為2-4。
[0038]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明所述的方法，在步驟c)中，所述過氧化氫與所述含有有機物的廢水中的有機物的質量比為(0.5-2.5):1。
[0039]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明所述的方法，在步驟c)中，所述含二價亞鐵離子的溶液的用量使得所述過氧化氫與所述二價亞鐵離子的質量比為(2-6):1。
[0040]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明所述的方法，在步驟c)中，所述接觸的時間為30_120min。
[0041]在本發(fā)明中，所述過氧化氫可以為過氧化氫水溶液例如雙氧水的形式使用，只要能夠使得其中的過氧化氫與所述芬頓氧化單元中的廢水中的有機物的質量比為(0.5-2.5):1 即可。
[0042]