一种芬顿铁泥综合循环利用的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种芬顿铁泥综合循环利用的方法。
【背景技术】
[0002]1893年，化学家Fenton HJ发现，过氧化氢(H2O2)与二价亚铁离子的混合溶液具有强氧化性，可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，氧化效果十分显著。20世纪70年代，芬顿(Fenton)试剂在环境化学中找到了它的位置，由于具有去除难降解有机污染物的能力，其在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用。
[0003]然而，芬顿氧化法在处理过程中的二价铁会被氧化成三价铁，并在随后的调节pH过程中产生大量的铁泥，如果不妥善处理会产生很多危害:例如占用土地；堆放过程中经风吹雨淋发生化学反应，破坏土壤结构；进入水体导致河床淤积，污染水体等。因此，芬顿铁泥的处理已经成为制约芬顿技术推广的关键。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种综合利用芬顿铁泥进行芬顿氧化的方法。通过本发明的方法既可以解决芬顿氧化单元中产生的芬顿铁泥难以排放的问题，又能够使得铁资源得到了循环利用，同时省去了在常规的烟气脱硫技术中对其中的铁催化剂单独进行氧化再生的环节，从而大大降低了生产成本。
[0005]本发明的发明人是基于以下思路完成本发明的技术方案的:芬顿氧化法处理废水的过程中的二价亚铁离子随着处理的进行会不断被氧化成三价铁离子，并且该三价铁离子在随后的处理过程中会形成大量铁泥。而发明人在研究废水废气处理过程中发现在铁催化氧化烟气脱硫的技术中的三价铁离子在氧化烟气中的硫化氢以制备硫磺的同时被转化为二价铁的形式，为了循环利用的目的，二价铁需要通过氧化再生方法以转化为三价铁离子用于循环生产。因此，发明人想到通过一系列技术手段使得这两种工艺能够结合进行，从而有益于循环利用铁资源，解决芬顿氧化单元中产生的芬顿铁泥难以排放的问题，同时省去了在常规的烟气脱硫技术中对其中的铁催化剂单独进行氧化再生的环节。
[0006]为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种芬顿铁泥综合循环利用的方法，该方法包括:
[0007]a)将芬顿氧化单元产生的芬顿铁泥与酸和络合剂混合，得到混合物；
[0008]b)在碱性条件下，将所述混合物与含硫化氢烟气接触，得到含二价亚铁离子的溶液；
[0009]c)将所述含二价亚铁离子的溶液与过氧化氢和含有有机物的废水在所述芬顿氧化单元中接触。
[0010]通过本发明的上述方法既可以解决芬顿氧化单元中产生的铁泥难以排放的问题，又能够使得铁资源得到了循环利用，同时省去了在常规的烟气脱硫技术中对其中的铁催化剂单独进行氧化再生的环节，从而大大降低了生产成本，有效地实现了废水和废气的综合治理。
[0011]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0012]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0013]图1是根据本发明的一种优选实施方式的芬顿氧化的方法的流程图。
[0014]附图标记说明
[0015]I芬顿氧化单元2酸化池
[0016]3络合池4碱化池
[0017]5脱硫塔6 固液分离器
【具体实施方式】
[0018]以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0019]在本发明中，在未作相反说明的情况下，所述“芬顿铁泥”是指芬顿氧化单元中处理废水后得到的含铁沉淀物，其主要成分一般为氢氧化铁；所述“铁离子络合剂”是指能够与三价铁离子络合的络合剂。术语“溶液”的范围并不限于分散质的粒子直径小于Inm的分散系(真溶液)，而是泛指均一的液态混合物，可以包括胶状分散体(胶体溶液)。
[0020]本发明提供了一种芬顿铁泥综合循环利用的方法，该方法包括:
[0021]a)将芬顿氧化单元产生的芬顿铁泥与酸和络合剂混合，得到混合物；
[0022]b)在碱性条件下，将所述混合物与含硫化氢烟气接触，得到含二价亚铁离子的溶液；
[0023]c)将所述含二价亚铁离子的溶液与过氧化氢和含有有机物的废水在所述芬顿氧化单元中接触。
[0024]根据本发明所述的方法，其中，在步骤a)中，优选所述将芬顿氧化单元产生的芬顿铁泥与酸和络合剂混合的方法可以包括:先将芬顿氧化单元产生的芬顿铁泥与酸混合以得到溶解液，然后再将所述溶解液与所述络合剂混合，得到所述混合物。
[0025]优选情况下，根据本发明所述的方法中，在步骤a)中，所述芬顿铁泥与所述酸的用量重量比可以为1:0.5-2.5，更优选为1:0.5-1.5。
[0026]在本发明所述的方法中，所述酸用于溶解芬顿氧化单元产生的芬顿铁泥，因此所述酸可以为本领域内常用的各种无机强酸，例如可以包括硫酸、盐酸和硝酸中的至少一种。本发明优选所述酸为硫酸。在本发明所述的方法中，所述硫酸可以包括稀硫酸和浓硫酸；所述盐酸可以为质量分数为36%的浓盐酸，也可以为稀盐酸；所述硝酸可以为浓硝酸和稀硝酸。
[0027]最优选情况下，在本发明所述的方法中，所述酸为浓度为70-98重量％的浓硫酸。
[0028]在本发明所述的方法中，优选所述络合剂与所述芬顿铁泥中的三价铁离子的用量重量比可以为0.5-2:1。
[0029]在本发明所述的方法的步骤a)中，所述络合剂可以为一切市售的铁离子络合剂；优选所述络合剂含有选自羟基乙叉二膦酸、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸、乙二胺四乙酸、氨基乙酸和α-葡庚糖酸钠中的至少一种。本发明的方法中加入所述络合剂的目的在于与三价铁离子形成络合铁，从而可以保证三价铁离子在碱性溶液中的稳定性。
[0030]优选情况下，在本发明所述的方法中，所述络合剂为2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸和氨基乙酸，或者所述络合剂为羟基乙叉二膦酸和乙二胺四乙酸，或者所述络合剂为α-葡庚糖酸钠。
[0031]优选情况下，在本发明所述的方法中，当所述络合剂为2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸和氨基乙酸时，所述2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸和氨基乙酸的用量重量比优选为1:1_3 ο
[0032]优选情况下，在本发明所述的方法中，当所述络合剂为羟基乙叉二膦酸和乙二胺四乙酸时，所述羟基乙叉二膦酸和乙二胺四乙酸的用量重量比优选为2-4:1。
[0033]在本发明所述的方法的步骤b)中，为了更加有利于吸收所述含硫化氢烟气中硫化氢气体，所述碱性条件的PH值可以为8-11。优选情况下，在本发明所述的方法的步骤b)中，调节PH值所用的碱可以为钠碱，本发明优选调节pH值所用的碱可以为氢氧化钠。
[0034]在本发明所述的方法的步骤b)中，与含硫化氢烟气接触的所述混合物中，三价铁离子浓度优选为0.3-0.6mol/L0
[0035]在本发明所述的方法的步骤b)中，所述混合物与所述含硫化氢烟气的用量使得液气比为15-50L/m3。
[0036]在本发明所述的方法的步骤b)中，对所述混合物与所述含硫化氢烟气接触的时间没有特别的限定，只要能够使得所述混合物中的三价铁离子被还原成二价亚铁离子即可，本发明优选接触的时间为使得接触后的溶液中的三价铁离子的浓度不高于0.005mol/L0
[0037]在本发明所述的方法的步骤c)中，所述含二价亚铁离子的溶液与过氧化氢和含有有机物的废水在芬顿氧化单元中接触的条件包括:接触的pH值为2-4。
[0038]优选地，根据本发明所述的方法，在步骤c)中，所述过氧化氢与所述含有有机物的废水中的有机物的质量比为(0.5-2.5):1。
[0039]优选地，根据本发明所述的方法，在步骤c)中，所述含二价亚铁离子的溶液的用量使得所述过氧化氢与所述二价亚铁离子的质量比为(2-6):1。
[0040]优选地，根据本发明所述的方法，在步骤c)中，所述接触的时间为30_120min。
[0041]在本发明中，所述过氧化氢可以为过氧化氢水溶液例如双氧水的形式使用，只要能够使得其中的过氧化氢与所述芬顿氧化单元中的废水中的有机物的质量比为(0.5-2.5):1 即可。
[0042]