炼钢污泥制备聚合硫酸铁铝絮凝剂及应用研究_兴虹

辽宁科技学院学报第12卷文章编号:1008-3723(2010)01-0026-03炼钢污泥制备聚合硫酸铁铝絮凝剂及应用研究兴虹,田亚赛,孙国军(辽宁科技学院生物医药与化学工程学院,辽宁本溪117004)摘要:研究了以炼钢污泥为原料制备聚合硫酸铁铝(PFAS)的方法,确定了合理的生产工艺和制备条件,用该絮凝剂处理焦化废水,并与聚合硫酸铁(PFS)的处理效果比较,结果表明,出水的CODCr、总氰化物、挥发酚、色度去除率分别提高约16.9%、12.5%、5.1%和5.3%。关键词:炼钢污泥;聚合硫酸铁铝;絮凝剂;焦化废水中图分类号:O64文献标识码:A炼钢污泥是氧气顶吹转炉湿法除尘的副产品,含铁量高(>50%)〔1〕,目前我国转炉污泥产生量为(15～20)kg/t钢,全国转炉污泥每年发生量在500万吨左右,主要作为烧结、球团原料进行再利用,但由于其粒度细、粘性大,致使其利用起来困难很多,综合回收利用率约为90%〔2〕,并未达到产出与回收利用平衡,累积的污泥堆积已占用了大量土地,造成了环境污染,日常维护这些污泥已成为钢铁企业的一项沉重负担,加大综合回收力度已成为各钢铁企业的重要研究课题。焦化废水产生于炼焦、制气过程,水质成分复杂,我国普遍采用生物脱氮技术进行处理,但处理后废水的CODCr、氰化物等指标很难达到排放标准,需进一步处理。混凝法是焦化废水深度处理的常用手段〔3〕,絮凝剂是影响混凝处理效果的关键因素之一,目前多采用无机高分子絮凝剂,如聚合铁、聚合铝等。聚合铁铝类絮凝剂兼有聚铝和聚铁的特性,既能克服铝盐处理的矾花生成慢、矾花轻、沉降慢的缺点,又能克服铁盐的出水不清、色度高的弊端〔4〕,本文以炼钢污泥为主原料制备聚合硫酸铁铝,并将其用于焦化废水的深度处理,取得了良好的效果,为炼钢污泥的综合利用找到了一条新的途径。1试验1.1主要原料与仪器试验所用的炼钢污泥取自某炼钢厂,过筛粒径≤1mm,在105℃温度下在烘箱里烘干4～5个小时,并保存于干燥器中,其主要成分列于表1。所用废水取自某钢铁公司焦化厂生物处理出水,废水水质列于表2。表1某炼钢厂转炉炼钢污泥成分成分TFeFe2+CaOSiO2Al2O3MnOC含量/%52.0140.319.823.230.762.160.62收稿日期:2009-01-13基金项目:辽宁省教育厅项目(20060443,20060440)作者简介:兴虹(1968—),女,辽宁铁岭人,辽宁科技学院生物医药与化学工程学院副教授.表2某焦化厂焦化废水生物处理出水水质水质指标CODCr(mg·L-1)挥发酚(mg·L-1)总氰化物(mg·L-1)色度/倍pH含量1500.461.401207.6试验用主要仪器:pHS—2F数显酸度计(上海精密仪器有限公司);CTL-12化学需氧量速测仪(承德市汇通化工装备有限公司);TJ-4A六联搅拌器(国华电器有限公司);HH-4数显电子恒温水浴锅(国华电器有限公司)。试剂:硫酸、硫酸铝、氯酸钾等均为分析纯。1.2分析方法炼钢污泥中全铁:三氯化钛—重铬酸钾滴定法〔5〕。炼钢污泥中亚铁:重铬酸钾滴定法〔5〕。聚合硫酸铁铝中全铁:重铬酸钾滴定法〔5〕。总氰化物:预蒸馏—异烟酸吡唑啉酮分光光度法〔6〕。pH:用pHS-2F型酸度计测定〔6〕。CODCr:重铬酸钾快速法〔6〕。挥发酚:4-氨基安替比林分光光度法〔6〕。色度:稀释倍数法〔6〕。聚合硫酸铝铁盐基度测定:采用处理剂—聚合硫酸铁(GB14591—2006)中方法。1.3聚合硫酸铁铝(PFAS)絮凝剂制备的工艺流程取经研磨、烘干后的炼钢污泥50g,加入一定量的硫酸(1+5),搅拌并加热至沸腾,反应一段时间后,趁热抽滤,测滤液中的亚铁和全铁的含量,计算浸出率。往滤液中加入废铁屑,抽滤,得到硫酸亚铁晶体。以该硫酸亚铁晶体为主要原料,辅加硫酸铝,以氯酸钠为氧化剂,经氧化、聚合制得聚合硫酸铁铝(PFAS)絮凝剂,工艺流程如图1所示。图1利用炼钢污泥制备聚合硫酸铁铝(PFAS)絮凝剂工艺流程示意图26第12卷第1期2010年3月辽宁科技学院学报JOURNALOFLIAONINGINSTITUTEOFSCIENCEANDTECHNOLOGYVol.12No.1Mar.20101.4聚合硫酸铁铝(PFAS)对焦化废水深度处理试验取300mL焦化废水于500mL烧杯中,用盐酸(1+5)或氢氧化钠(10%)调节pH值,加入适量的聚合硫酸铁铝或聚合硫酸铁絮凝剂,快速搅拌0.5min(转速260r/min),中速搅拌3min(转速120r/min),中速搅拌的时候加入PAM(3‰),再慢搅3min(转速60r/min)。静置15～20min后,取距离液面20mm的上清液进行水质分析。同时在同等条件下,用该焦化厂深度处理所用的聚合硫酸铁进行对比试验。2结