一种从生物除铁、锰水厂排泥水中回收铁制备氧化铁黑方法技术

一种从生物除铁、锰水厂排泥水中回收铁制备氧化铁黑方法，属于污水处理技术领域，包括沉淀、污泥浓缩、共沉淀反应、水洗、干燥等到步骤完成。本发明专利技术采用共沉淀方法从污泥中回收铁制备氧化铁黑，具有生产成本低，氧化铁黑回收率高的优点，氧化铁黑可以用作为涂料和着色剂，具有良好的耐火性、耐碱性和耐光性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于污水处理
，具体涉及地下水厂的一种含铁、锰排泥水处理、沉淀浓缩和污泥制取氧化铁黑的方法。
技术介绍
以含铁、锰地下水为水源的水厂一般是采用二级曝气、二级过滤的传统工艺，地下水中的Fe( II )、Mn( II )分别在不同的反应池中去除。因此在除Fe( II )的曝气池底部能够收集到含铁量较高的污泥(简称铁泥)。这种铁泥中锰、硅等杂质相对较少，可以利用干法工艺制备氧化铁红。近十年，地下水除铁、锰在二级曝气、二级过滤工艺的基础上，又发展起来一种微曝气单级过滤的生物除铁固锰工艺。在这种工艺中，地下水经过微曝气后，在溶解氧和微生物的作用下，水中的Fe( II )、Mn( II )能够在同一滤层中被去除。与传统工艺相 t匕，生物除铁固锰工艺不仅降低了基建投资，而且将传统机械曝气改为跌水曝气，节约了大量运行和维修费用。在生物除铁固锰工艺中，滤池的反冲洗时间一般为6-12分钟，平均2-4天进行一次反冲洗。反冲洗排泥水的水量较大，约占水厂日产水量的3. 5% 5%，静止沉淀后形成的污泥含水率闻( 99. 7%),需要进一步处理才能够综合利用或达标排放。反冲洗排泥水中含铁量很高，高峰时期含铁量超过700mg/L。在反冲洗操作初期，排泥水呈黑色，且含有大量絮状沉淀物。不投加混凝剂情况下，这些沉淀形成的污泥含固率为O. 3%左右。经过长时间压缩沉降后，污泥含固率能够达到3% 5%。降低排泥水的pH值有利于污泥沉降，升高PH值会降低沉降效果。当pH值超过9. 5时，污泥放置24h也不会发生沉降。污泥中的铁主要以Fe(III)沉淀物的性质存在，主要成为分不定型的？6(0!1)3、结晶差的a-FeOOH和Y-FeOOH。污泥中细小颗粒多，难于机械脱水。将污泥直接加热焙烧、破碎，获得的为棕色粉末，锰、硅等杂质过量而不能作颜料使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。地下水厂采用微曝气单级过滤生物除铁固锰工艺去除水中的铁、锰。水厂运行2-4天后，需要对滤池进行反冲洗，去除滤料表面的铁、锰沉积物和过量的生物膜，从而降低滤料水头损失，防止滤层板结，同时恢复水厂生产能力。滤池反冲洗排泥水含铁量很高。排泥水被收集到沉淀池后，静置沉淀，或投加氯化铁、聚合氯化铁等混凝剂强化沉淀效果。排泥水中的铁以不定型的Fe(OH)3、结晶差的a-FeOOH和Y-FeOOH等形式，转移到沉淀池底部污泥中。污泥含水率很高，达到99.7%，需要进一步脱水来降低后续处理设施的负荷。将沉淀池底部污泥输送到污泥浓缩井。在静水压力作用下，底部污泥发生压缩沉降，挤出污泥颗粒间的空隙水，提高了污泥的含固率。取浓缩污泥样品，测试污泥中的总铁和Fe (III)含量。污泥浓缩井顶部的清液回流到沉淀池，与反冲洗排泥水混合后重新进行沉淀。将浓缩污泥输送到反应釜中，中强搅拌下，根据测试结果加入化学计量的Fe( II )盐，使Fe (III)/ Fe ( II )=3. 2 1.8。持续中强搅拌，向反应罐中加入碱，调节pH介于9 11.5。快速升温到85°C左右，恒温搅拌2 6小时。在碱性条件下，Fe (III)和Fe ( II )发生共沉淀，生成氧化铁黑。反应罐水平两端设置弱磁场来加快共沉淀反应，提高氧化铁黑的 生成速率，减少反应时间，同时氧化铁黑由球形颗粒向棒状颗粒转化，磁性增强。反应结束后，反应池两端切换强磁场，在磁极两端收集氧化铁黑。经过除铁处理的污泥，其脱水性能得到提高，经压滤脱水后可卫生填埋，上清液中和后达标排放，或回流到沉淀池降低上清液中的铁含量。其方法由如下步骤实现 (1)沉淀将反冲洗排泥水静置沉淀18 24小时，沉淀池上清液回流到水厂滤池前端，重新进行生物除铁、锰处理，沉淀池底部设置集泥斗收集污泥； (2)污泥浓缩沉淀池泥斗中的污泥提升到污泥浓缩井中，经静水压力进一步提高污泥的含固率，污泥井顶部的上清液回流到沉淀池，与反冲洗排泥水混合后重新进行沉淀，污泥经过浓缩后取浓缩污泥样品分析污泥中总铁和Fe (III)含量； (3)共沉淀反应将浓缩污泥输送到反应釜中，反应压力为常压，搅拌转速为60 100转/分钟，弱磁场强度为O. I O. 5T，根据浓缩污泥的测试结果，按化学计量加入Fe ( II )盐，使Fe (III)/ Fe ( II ) =3. 2 I. 8 ;加入碱，调节pH=9 11. 5,3 7 V /min程序升温到80 95°C,恒温反应2 6小时,关闭弱磁场,开启强磁场，强磁场强度为O. 8-1. 4T,在强磁极两端收集氧化铁黑； (4)水洗将磁分离的氧化铁黑经过多次水洗，至上清液无色； (5)干燥将水洗后的氧化铁黑进行真空干燥，干燥温度为60 80°C，干燥时间为4 8小时。本专利技术采用共沉淀方法从污泥中回收铁制备氧化铁黑，具有生产成本低，氧化铁黑回收率高的优点，氧化铁黑可以用作为涂料和着色剂，具有良好的耐火性、耐碱性和耐光性。具体实施例方式例I、生物除铁、锰水厂滤池反冲洗排泥水的处理与铁回收制备氧化铁黑的方法，包括排泥水沉淀、污泥浓缩、共沉淀反应、水洗、干燥、破碎过程，其步骤如下 (I)沉淀反冲洗排泥水夹带着大量黑色絮状物进入沉淀池，静置沉淀18小时。沉淀池上清液回流到水厂滤池前端，重新进行生物除铁、锰处理。沉淀池底部设置集泥斗收集污泥，污泥的含固率约为O. 3%。(2)污泥浓缩沉淀池泥斗中的污泥提升到污泥浓缩井中，经静水压力进一步提高污泥的含固率。污泥井顶部的上清液回流到沉淀池，与反冲洗排泥水混合后重新进行沉淀。污泥经过浓缩后，含固率可达到3%，取浓缩污泥样品分析污泥中总铁和FeUII)含量。(3)共沉淀反应将浓缩污泥输送到反应釜中。反应压力为常压，搅拌转速为100转/分钟，磁场强度为O. 1T。根据浓缩污泥的测试结果，按化学计量加入Fe ( II )盐，使Fe(III)/ Fe( II )=3. 2 加入碱,调节pH=9。7°C/min程序升温到80°C,恒温反应6小时。关闭弱磁场，开启强磁场，强磁场强度为I. 4T，在强磁极两端收集氧化铁黑。残渣经过脱水后卫生填埋。上清液可回流到沉淀池，或中和后达标排放。(4)水洗将磁分离的氧化铁黑经过多次水洗，至上清液无色。水洗液可以回流至沉淀池，与排泥水混合后重新沉淀。(5)干燥将水洗后的氧化铁黑进行真空干燥。干燥温度为60°C，干燥时间为8小时。(6)破碎干燥的氧化铁黑经破碎后，过300目筛后得到氧化铁黑成品。例2、生物除铁、锰水厂滤池反冲洗排泥水的处理与铁回收制备氧化铁黑的方法，包括排泥水沉淀、污泥浓缩、共沉淀反应、水洗、干燥、破碎过程，其步骤如下 (I)沉淀反冲洗排泥水夹带着大量黑色絮状物进入沉淀池，静置沉淀24小时。沉淀池上清液回流到水厂滤池前端，重新进行生物除铁、锰处理。沉淀池底部设置集泥斗收集污泥，污泥的含固率约为O. 3%。 (2)污泥浓缩沉淀池泥斗中的污泥提升到污泥浓缩井中，经静水压力进一步提高污泥的含固率。污泥井顶部的上清液回流到沉淀池，与反冲洗排泥水混合后重新进行沉淀。污泥经过浓缩后，含固率可达到5%，取浓缩污泥样品分析污泥中总铁和FeUII)含量。(3)共沉淀反应将浓缩污泥输送到反应釜中。反应压力为常压，搅拌转速为60转/分钟，磁场强度为O. 5T。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从生物除铁、锰水厂排泥水中回收铁制备氧化铁黑方法，其特征在于由如下步骤实现：（1）沉淀：将反冲洗排泥水静置沉淀18～24小时，沉淀池上清液回流到水厂滤池前端，重新进行生物除铁、锰处理，沉淀池底部设置集泥斗收集污泥；（2）污泥浓缩：沉淀池泥斗中的污泥提升到污泥浓缩井中，经静水压力进一步提高污泥的含固率，污泥井顶部的上清液回流到沉淀池，与反冲洗排泥水混合后重新进行沉淀，污泥经过浓缩后取浓缩污泥样品分析污泥中总铁和Fe(Ⅲ)含量；（3）共沉淀反应：将浓缩污泥输送到反应釜中，反应压力为常压，搅拌转速为60～100转/分钟，弱磁场强度为0.1～0.5T，根据浓缩污泥的测试结果，按化学计量加入Fe(Ⅱ)盐，使Fe(Ⅲ)/？Fe(Ⅱ)=3.2～1.8；加入碱，调节pH=9～11.5，3～7℃/min程序升温到80～95℃，恒温反应2～6小时，关闭弱磁场，开启强磁场，强磁场强度为0.8？1.4T，在强磁极两端收集氧化铁黑；（4）水洗：将磁分离的氧化铁黑经过多次水洗，至上清液无色；（5）干燥：将水洗后的氧化铁黑进行真空干燥，干燥温度为60～80℃，干燥时间为4～8小时。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：边德军，朱遂一，霍明昕，田曦，任庆凯，
申请(专利权)人：长春工程学院，
类型：发明
国别省市：