水处理中含铁废料综合利用的研究进展

©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net庄玉贵水处理中含铁废料综合利用的研究进展水处理中含铁废料综合利用的研究进展庄玉贵福建师大福清分校化学系,福清摘要回顾了余年来我国在水处理中综合利用含铁废料的研究进展。分别评述了副产品硫酸亚铁制备絮凝剂的各种方法,废铁屑运用于内电解法水处理和其他含铁泥渣、废酸在水处理中的研究和应用现状。指出含铁废料综合利用中有待于进一步研究的若干问题。关键词含铁废料综合利用水处理自年代含铁絮凝剂和内电解法水处理获得突破性进展以来,国内铁系水处理剂的研制和应用发展十分迅速。铁系制剂的净水效果明显优于铝系产品,其脱色、除硫化物、去除、等的效率高于铝系。尤其是对高浊度水,的除浊效果更佳,絮凝沉降速度快,污泥易脱水处理,无毒,特别适合代替有害人体的铝系制剂用以饮用水的处理。以铁屑为滤塔填料的内电解法,具有占地面积小、投资省,比电解法节电、运行费用低的优点,成为当前水处理研究的热点,在无机水处理剂中大有超过传统的铝系产品之势。含铁废料品种多、数量大,综合利用具极大的经济、环境和社会效益,理所当然成为铁系水处理剂制备的主要铁源。本文把含铁废料分成含铁副产品、废铁屑和含铁泥渣及废酸等类,概述其综合利用的进展,并提出若干待研究的问题。含铁副产品的综合利用含铁副产品中最早也是最大宗的利用是钦白等生产中的副产品硫酸亚铁。日本早在年代初就有专利方法〔‘〕生产。至今以为主原料生产的专利方法已有多种,可分为两类。一类是用和、加氧化剂使之转化为、再经水解聚合而成。此法的最常用氧化剂是过氧化氢〔,,〕,因其不给反应体系带入附加组份且价格较低,一般氧化时间一。此外,也有用次氯酸钠〔们、氯酸钾〔〕、硝酸〔卜月、过硫酸钠等为氧化剂的专利生产方法。这类方法的生产过程易控制,质量能完全达标,但氧化剂成本高。另一类是催化氧化法,以廉价的纯氧或直接鼓入空气作氧化剂把十氧化。由于反应活化能高,速度甚慢,一般选用亚硝酸钠〔,”〕为催化剂。投入量约为投料量的,反应时间,也有的甚至长达余小时。此法优点是成本较低,但生产流程较长,产品质量控制较复杂,且亚硝酸钠分解成毒性,排空造成污染,反应速度也有待加快。已有报道研制出新型特效催化剂〔,卜’’、助催化剂〔,〕,能使氧化反应在完成,且催化剂无毒。因此开发,增强其实用性的趋向仍然是降低成本,提高产品质量稳定性和产品固体化。就降低成本而言,一是因地制宜选用原料,尽量利用当地廉价副产品。若能直接利用钦白等生产中酸性硫酸亚铁废液生产,充分利用了酸和,显然能大幅度降低成本。二是工艺上采用催化氧化法,以空气为氧化剂。三是研制应用高效无毒的催化剂和助催化剂以提高生产率。产品固体化是增强其质量稳定性的重要途径之一,且方便了储存运输。废铁屑的综合利用废铁屑是钢铁件加工产生的废料。钒渣法提钒也有粒铁产生。这些单质铁废料是当前水处理研究中心大力开发的新领域之一。它在水处理中最主要的应用是直接作为内电解法的电极材料,即水处理中的滤料,尤其是铸铁屑,更独具特色。内电解法的原理是利用铁屑中铁和石墨组份构成微电池的负极和正极,以充入的污水为电解质溶液,在偏酸性介质中,正极产生的新生态氢具强还原活性,能还原重金属离子和有机污染物。负极材料铁及生成的“也具有还原性。此外,生成的,、十经水解、聚合形成碱式氢氧化物聚合体,起中和、沉淀、絮凝、架桥和吸附、卷扫等作用,与污染物一起形成絮体、产生沉淀。此法集合了多种去作者庄玉贵,年生,年毕业于福建师范大学福清分校化学系。现在该校任教,讲师。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net环境污染与防治第卷第期年月污作用,对印染、电镀、制药等难处理废水有较好效果。为提高内电解去污功效,铁屑要先行活化、改性处理,一般是用硫酸或盐酸浸泡,除去铁屑表面油脂和氧化物等,使其活化。再用各种特殊方法改性,延长污物颗粒在铁屑表面的停留时间〔‘〕,增强其微电池作用。还有在滤塔填料中加活性助剂活性炭〔,〕、焦炭颗粒〔‘幻、烟道灰或瓦斯灰〔‘〕等,起加快内电解速度、增强吸附等作用。为消除生成的氢氧化铁凝胶覆盖在粒铁表面引起钝化,影响净水效果,程正东〔几即设计了粒铁滚动自磨方法,保持粒铁表面新鲜,提高电化腐蚀活性,可稳定快速除、,实现提钒酸性废水的连续处理。此法比单用絮凝沉淀,能降低费用,减少净水总渣量。用铁屑固定床一次性过滤处理印染废水,可溶性染料脱色率达以上,去除率以上。但对不溶性染料,其色度、去除率均不到环。刘兴旺等〔‘〕经对铁屑改性后,加入