本发明涉及污水处理领域，特别是涉及一种含亚铁离子的废酸制备污泥处理剂的方法。
背景技术：
我国的含金属离子的废酸水质较为复杂，成分不易控制，其中含有镉、镍、铜、锌等重金属离子，部分离子具有一定的致癌、致突变、剧毒等特性。如果此类废酸任意排放，不仅危害环境和人体健康，而且还造成金属资源的浪费。为了将此类废酸中贵重金属提炼出来，企业一般在其中添加铁，将贵重金属置换出来。采用该方式能减少贵重金属资源的浪费，但是增加了废酸中亚铁离子的比重。既要减少含金属离子的废酸对环境和人体的影响，又要避免金属资源的浪费，则需要对经过置换的含有Fe2+的废酸进行进一步的处理。
污泥处理剂主要指氯化铁、硫酸铁、聚合硫酸铁或氯化铁和硫酸铁的混合物。目前，我国生产氯化铁或硫酸铁主要采用催化氧化法和直接氧化法。但是上述两种方法都存在一定的不足。
公开号为CN105129867A的发明专利申请公开了一种利用硫酸废液制备聚合硫酸铁的方法，该方法采用催化氧化法，借助催化剂(NaNO2)的作用，利用氧化剂使亚铁离子在酸性条件下被氧化成铁离子。然而，在生产过程中，催化氧化时间较长且亚硝酸钠具有一定毒性，反应生产过程会产生有害气体氮氧化物，对人体和环境都有危害。
公开号为CN103224256A的发明专利申请公开了一种聚合硫酸铁水处理剂及其制备方法，其采用过氧化氢与硫酸亚铁反应，生产聚合硫酸铁。该制备方法采用直接氧化法，反应速度快，生产周期短，缺点是成本过高，不适合大生产，不利于推广。
技术实现要素：
基于此，本发明的目的在于，提供一种含亚铁离子的废酸制备污泥处理剂的方法，其以含有Fe2+的废酸为原料生产污泥处理剂，实现资源综合利用，节约治理成本，可应用于污泥、废水处理领域，达到以废治废的目的，提高环境、经济和社会效益。
一种含亚铁离子的废酸制备污泥处理剂的方法，包括以下步骤：
1)在反应釜中加入含亚铁离子的废酸；
2)开启压缩空气搅拌器，边搅拌边将质量百分比浓度为98％的浓硫酸投入反应釜中；
3)往反应釜中缓慢投加质量百分比浓度为40％的氯酸钠溶液，搅拌均匀后得到污泥处理剂。
相比于现有技术，本发明所述的含亚铁离子的废酸制备污泥处理剂的方法，以含亚铁离子的废酸为原料，生产出Fe2(SO4)3和FeCl3的混合物，即污泥处理剂，其具有较强的脱水功能，可应用于污泥、废水处理等领域。同时，该方法操作简单、实操性强、成本低廉，具有较强的推广性，适合大批量生产。
进一步地，步骤3)中氯酸钠的投加量为含亚铁离子的废酸中Fe2+含量的28.5～31％。该氯酸钠的投加量略小于理论投加量，因为在反应过程中，会发生副反应，氯酸钠会与废酸中的氯化氢(HCl)发生反应生成二氧化氯，二氧化氯的理论氧化能力是氯气的2.6倍。由于制得的污泥处理剂产品中Fe2+的含量小于或等于0.4％即符合要求，因此经过计算和反复实验得出氯酸钠的投加量为含亚铁离子的废酸中Fe2+含量的28.5～31％。
优选地，步骤1)中的含亚铁离子的废酸中Fe2+的重量百分比含量为6～8％。
进一步地，步骤2)中浓硫酸与步骤1)中含6～8％Fe2+的含亚铁离子的废酸的摩尔质量比为1:3.01。
进一步地，采用板式换热器控制反应温度，反应温度控制在70℃以下。将反应温度控制在70℃以下，可以使反应处于最佳状态，提高生产效率以及产品质量。
本发明还提供一种采用上述方法制备得到的污泥处理剂，其具有较强的脱水功能，可应用于污泥、废水处理等领域，且制备方法简单，成本低廉。
为了更好地理解和实施，下面结合具体实施例详细说明本发明。
具体实施方式
本发明提供的一种含亚铁离子的废酸制备污泥处理剂的方法，包括以下步骤：
1)在反应釜中加入含亚铁离子的废酸；
2)开启压缩空气搅拌器，边搅拌边将质量百分比浓度为98％的浓硫酸投入反应釜中；
3)往反应釜中缓慢投加质量百分比浓度为40％的氯酸钠溶液，搅拌均匀后得到污泥处理剂。
具体地，本实施例中，步骤3)中氯酸钠的投加量为含亚铁离子的废酸中Fe2+含量的28.5～31％。步骤1)中的含亚铁离子的废酸中Fe2+的重量百分比含量为6～8％，步骤2)中浓硫酸与该含亚铁离子的废酸的摩尔质量比为1：3.01；反应温度通过板式换热器控制在70℃以下。本发明中所述的含量均为重量百分比含量。
本发明的原理方程式为：
1)NaClO3与硫酸亚铁在酸性条件下反应，即
NaClO3+6FeSO4+3H2SO4＝＝NaCl+3Fe2(SO4)3+3H2O
2)NaClO3与氯化亚铁在酸性条件下反应，即
NaClO3+6FeCl2+3H2SO4＝＝NaCl+Fe2(SO4)3+3H2O+4FeCl3
离子方程式：
ClO3-+6Fe2++6H+＝＝Cl-+6Fe3++3H2O
可见，本发明制得的污泥处理剂为Fe2(SO4)3和FeCl3的混合物。由于在反应过程中会发生副反应，氯酸钠会与废酸中的氯化氢(HCl)发生反应生成二氧化氯，二氧化氯的理论氧化能力是氯气的2.6倍，而生产出的产品只需满足Fe2+含量≤0.4％即符合要求，故实际投加氯酸钠的量比理论投加氯酸钠的量略低，实际投加氯酸钠的量为理论投加氯酸钠的量的94.65％。
相比现有技术，本发明利用含亚铁离子的废酸中的亚铁离子和氢离子制备出具有较强的脱水、除臭及污泥脱水等功能的污泥处理剂，实现资源综合利用，大大节约治理成本，提高环境效益。同时，本发明生产流程简单，可控性强，能稳定持续生产出符合要求的产品。
本实施例还提供一种通过上述方法制备而成的污泥处理剂，其具有较强的脱水功能，可应用于污泥、废水处理等领域，且制备方法简单，成本低廉。
以下结合四个具体实施例详细说明本发明。
实施例1
本实施例提供的一种含亚铁离子的废酸制备污泥处理剂的方法，包括以下步骤：
1)在反应釜中加入1000kg含6％Fe2+的废酸；
2)开启压缩空气搅拌器，边搅拌边将52.5kg质量百分比浓度为98％的浓硫酸投入反应釜中；
3)将17.1kg的99.5％氯酸钠固体与25.44kg的水混合搅拌，配置成40％氯酸钠溶液，氯酸钠投加量为步骤1)含亚铁离子的废酸中Fe2+含量的28.5％；
4)往反应釜中缓慢投加步骤3)制得的氯酸钠溶液，搅拌均匀后得到污泥处理剂。
经过检测，本实施例制得的污泥处理剂中Fe2+含量≤0.4％，符合产品要求。
实施例2
本实施例提供的一种含亚铁离子的废酸制备污泥处理剂的方法，包括以下步骤：
1)在反应釜中加入1000kg含7％Fe2+的废酸；
2)开启压缩空气搅拌器，边搅拌边将61.25kg质量百分比浓度为98％的浓硫酸投入反应釜中；
3)将21kg的99.5％氯酸钠固体与31.5kg的水混合搅拌，配置成40％氯酸钠溶液，氯酸钠投加量为步骤1)含亚铁离子的废酸中Fe2+含量的30％；
4)往反应釜中缓慢投加步骤3)制得的氯酸钠溶液，搅拌均匀后得到污泥处理剂。
经过检测，本实施例制得的污泥处理剂中Fe2+含量≤0.38％，符合产品要求。
实施例3
本实施例提供的一种含亚铁离子的废酸制备污泥处理剂的方法，包括以下步骤：
1)在反应釜中加入500kg含7.5％Fe2+的废酸；
2)开启压缩空气搅拌器，边搅拌边32.8kg质量百分比浓度为98％的浓硫酸投入反应釜中；
3)将11kg的99.5％氯酸钠固体与16.5kg的水混合搅拌，配置成40％氯酸钠溶液，氯酸钠投加量为步骤1)含亚铁离子的废酸中Fe2+含量的29％；
4)往反应釜中缓慢投加步骤3)制得的氯酸钠溶液，搅拌均匀后得到污泥处理剂。
经过检测，本实施例制得的污泥处理剂中Fe2+含量≤0.4％，符合产品要求。
实施例4
本实施例提供的一种含亚铁离子的废酸制备污泥处理剂的方法，包括以下步骤：
1)在反应釜中加入500kg含8％Fe2+的废酸；
2)开启压缩空气搅拌器，边搅拌边35kg质量百分比浓度为98％的浓硫酸投入反应釜中；
3)将11.2kg的99.5％氯酸钠固体与16.8kg的水混合搅拌，配置成40％氯酸钠溶液，氯酸钠投加量为步骤1)含亚铁离子的废酸中Fe2+含量的31％；
4)往反应釜中缓慢投加步骤3)制得的氯酸钠溶液，搅拌均匀后得到污泥处理剂。
经过检测，本实施例制得的污泥处理剂中Fe2+含量≤0.4％，符合产品要求。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。