Fenton 反应催化剂回收利用方法：解决铁泥沉淀二次污染难题

Fenton 反应催化剂回收利用方法：解决铁泥沉淀二次污染难题

本发明公开了一种反应催化剂的回收利用方法，按照如下步骤进行：（1）利用离心机对铁泥沉淀物进行离心脱水，降低沉淀物中的含水量。由于后续操作中需加入去离子水调节pH值，常规离心脱水无需控制含水量即可满足要求；（2）向步骤（1）所得沉淀物中加入浓硫酸，使[SO42-]/[Fe]t之比在1.15～1.35之间，使聚合反应充分发生；（3）在搅拌下向步骤（2）所得溶液中加入去离子水，调节pH值至1.0～1.5之间，最终得到聚合硫酸铁溶液。本发明可解决铁泥沉淀物直接排放带来的二次污染问题，减少新鲜聚合铁絮凝剂的用量，适应环境友好、资源节约的发展趋势，有利于人类社会的可持续发展。

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【技术实现步骤总结】

本专利技术属于化工废水处理

，具体来说

技术简介

1893年化学家HJ发现过氧化氢（H2O2）与二价铁离子Fe2+的混合溶液具有强氧化性，能把许多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯等氧化为无机状态，氧化效果十分明显。因此过氧化氢与Fe2+组成的氧化体系称为试剂。试剂的强氧化性是因为H2O2在Fe2+的催化作用下，生成氧化电位极高的羟基自由基（OH），其化学氧化电位E=2.80V，仅次于氟。 该试剂中羟基自由基产生的反应机理为：Fe2++H202=Fe3++·0H+0FFe3++H202=Fe2++H02·+Ｈ·Fe2++·OH=Fe3++0FFe3++H02·=Fe2++02+H·HO2·=02+H+O2·+H2O2=02+0H_·0H+H202=HO2·+++H02·=Fe3++H02_羟基自由基具有很高的电负性或亲电性，其电子亲和能达569.3kJ，且具有强的加成反应特性，因此该试剂能不经选择地氧化水中绝大部分有机物，该试剂在处理难以生物降解或一般化学氧化难以起作用的有机废水方面具有明显的优势，氧化彻底，氧化速度快，对任何有机污染物都有氧化作用，同时该试剂法工艺简单，占地面积小。 随着H2O2价格的降低，试剂法已在工业化中得到成功应用。由于该反应是在酸性条件下进行的，反应结束后要用碱溶液调节pH为弱碱性状态。此时生成的铁的氢氧化物和部分有机污染物以沉淀物的形式析出，沉降在液体的底部，这种沉淀物通常被称为铁泥沉淀物或含铁污泥。如果将铁泥沉淀物直接排放，不仅会对环境造成二次污染，而且会造成一定的经济损失。因此，回收利用催化剂具有非常重要的环境和经济意义。

技术实现思路

本专利技术提供了一种将药剂催化剂回收制成聚铁絮凝剂的方法，克服了现有技术的不足，该方法不仅能有效回收利用铁泥沉淀，减少直接排放带来的二次污染，而且工艺简便易行，具有很强的推广应用价值。本专利技术的对象是药剂产生的铁泥沉淀。铁泥沉淀的制备过程是将双氧水和硫酸亚铁加入有机废水中进行氧化反应，得到含水量较高的铁泥沉淀，降解废水中的有机污染物；氧化完成后，向溶液中加入碱溶液，使其pH呈弱碱性；再向所得溶液中加入聚丙烯酰胺混凝剂，使生成的氢氧化铁迅速沉淀，静置一段时间后将上清液排出。本专利技术的特点是将反应催化剂回收利用。 该方法按如下步骤进行：（I）利用离心机对铁泥沉淀物进行离心脱水，降低沉淀物中的含水量，由于后续操作需加入去离子水调节pH值，因此，无需控制含水量，常规离心脱水即可满足要求；（2）向步骤（1）所得沉淀物中加入浓硫酸，使/t之比在1.15～1.35之间，使聚合反应充分发生；（3）在搅拌下向步骤（2）所得溶液中加入去离子水，调节pH值在1.0～1.5之间，最终得到聚合硫酸铁溶液，该溶液可作为污水处理的絮凝剂，实现反应催化剂的循环利用。

本专利技术的优点和效果是：可解决铁泥沉淀直接排放带来的二次污染问题，减少新鲜聚铁絮凝剂的用量，适应环境友好、资源节约的发展趋势，有利于人类社会的可持续发展。具体实施方式本专利技术的工艺为：在生产铁泥沉淀的过程中，向有机废水中加入双氧水和硫酸亚铁进行氧化反应，降解废水中的有机污染物；氧化完成后，向溶液中加入碱溶液，使其pH呈弱碱性；再向所得溶液中加入混凝剂，使生成的氢氧化铁迅速沉淀，静置一段时间后将上清液排出，即可得到含水量较高的铁泥沉淀；(I)将上述铁泥沉淀利用离心机进行离心脱水，降低沉淀中的含水量； (2)向步骤(1)所得沉淀中加入浓硫酸，使/t的比值在1.15～1.35之间，使其充分发生聚合反应；(3)向步骤(2)所得溶液中搅拌加入去离子水，调节pH为1.0～1.5之间，最终得到聚合硫酸铁溶液。下面结合图1对本发明的最佳实施例进行说明。实施例1为利用试剂处理焦化废水A的方法：向600mL焦化废水中加入4.8mL浓硫酸(质量分数98％以上)，调节溶液pH为2.95，再加入595.71mg七水硫酸亚铁和2.01mL 30％(质量百分比)过氧化氢，发生氧化反应1小时。

反应完毕后用20% (质量百分比) 的氢氧化钠调节溶液的pH为9.5,再加入1 mL 600 mg/L聚丙烯酰胺,搅拌后静置30 min,放出上清液,即得铁泥沉淀；B：将铁泥沉淀放入离心机中,以2400 r/min离心脱水5 min,此时所得沉淀含水量约为95%；C：取出沉淀后加入2.68 mol浓硫酸使pH为1.25,再加入去离子水使pH为1.2,搅拌2 h后即得聚合硫酸铁溶液； D：将得到的聚合硫酸铁用于处理某钢铁联合企业生产废水，投加浓度为80ppm，SS去除率在85%以上。实施例2、用试剂处理蒸氨后的余氨水A：向1L余氨水中加入9.5mL浓硫酸(质量百分比98%以上)，调节溶液pH为2.98，再加入七水硫酸亚铁1985.62mg和30%(质量百分比)双氧水4.02mL，反应1h，反应结束后用20%(质量百分比)氢氧化钠调节溶液pH为9.5，再加入1g/L聚丙烯酰胺1.5mL，搅拌静置30min，放出上清液，得铁泥沉淀； B：将铁泥沉淀放入离心机，以2400r/min的转速离心脱水5min，所得沉淀含水量约为95％。

C：取出沉淀后加入8.7Imol浓硫酸使/t为1.22，再加入去离子水使pH为1.4，搅拌2h，得到聚合硫酸铁溶液； D：用得到的聚合硫酸铁处理某钢铁联合企业生产废水，加入浓度为90ppm，SS去除率在83%以上。实施例概述通过该方法回收试剂催化剂，制备的聚合硫酸铁絮凝剂处理效果好，有很强的推广应用价值。权利要求1.，其特征在于按如下步骤进行： (1)用离心机对反应生成的铁泥沉淀进行离心脱水，降低沉淀中的含水量； (2)向步骤(1)得到的沉淀中加入浓硫酸，使/t的比值在1.15-1.35范围内，使其充分发生聚合反应； (3)向步骤(2)所得溶液中搅拌加入去离子水，调节pH值至1.0～1.5之间，最终得到聚合硫酸铁溶液，作为污水处理的絮凝剂使用。摘要：本发明公开了一种方法，按照如下步骤进行：(1)利用离心机对铁泥沉淀物进行离心脱水，降低沉淀物中的含水量，由于后续操作需加入去离子水调节pH值，常规离心脱水即可满足要求，无需控制含水量；(2)向步骤(1)所得沉淀物中加入浓硫酸，使/t之比在1.15～1.35之间，使聚合反应充分进行；(3)向步骤(2)所得溶液中搅拌加入去离子水，调节pH值至1.0～1.5之间

【技术保护要点】

一种反应催化剂的回收利用方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将反应生成的铁泥沉淀物用离心机进行离心脱水，降低沉淀物的含水量；(2)向步骤(1)所得沉淀物中加入浓硫酸，使得[SO42?]/[Fe]t的比例在1.15～1.35范围内，以使聚合反应充分发生；(3)在搅拌下向步骤(2)所得溶液中加入去离子水，调节pH值至1.0～1.5之间，最终得到聚合硫酸铁溶液，作为絮凝剂用于污水处理。

【技术特点概要】

【专利技术属性】

技术研发人员：胡少伟、陈鹏、王飞、王勇、徐伟、

申请人（专利权人）：

类型：发明

国家、省份、城市：

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