【技术实现步骤摘要】
一种以水厂铁锰污泥为原料制备磁性吸附剂的方法
本专利技术涉及到环境工程
,特别涉及一种以水厂铁锰污泥为原料制备磁性吸附剂的方法。
技术介绍
在许多地区的地下水中存在铁、锰离子,在使用地下水前需要去除,常用方法是向开采的地下水中曝气使铁离子和锰离子氧化成颗粒物,通过过滤将颗粒物去除,从而达到净化水中铁锰离子的目的。曝气和过滤是水厂普遍采用的工艺。水厂运行一段时间后,滤池中截留过多的铁锰颗粒后,滤池的产水量下降,需要进行反冲洗去除滤层中截留的颗粒。在反冲洗时,滤层表面截留的铁锰颗粒物剥落进入到反冲洗水中,在反冲洗水静置后,颗粒物逐渐沉降到底部生成含铁锰的污泥。在实际工程中,地下水的铁锰浓度并不是一个恒定不变的数值。在曝气氧化阶段,铁锰生成的絮凝体或颗粒也会吸附水中的物质,包括金属离子、细小颗粒物等。滤料在反冲洗时也会发生破碎,进入反冲洗水中,并与铁锰颗粒一并沉淀。所以,沉淀中铁锰和杂质含量并不是一个稳定的数值。我们在前期研究中,分析了同一水厂的铁泥,发现铁含量最低为14.3wt.%,最高含量达到35.8wt.%。特别是相隔一周的铁泥样品中铁含量差距也达到6wt.%。当前,水厂对铁泥的处置措施是脱水后外运填埋。文献报道中铁泥资源化利用的方法,涉及以下几个方面。(1)含铁污泥用酸进行预处理,接着进行共沉淀、元素分离、水热或溶剂热等反应;(2)向含铁污泥中混入还原材料,如黄铁矿、焦炭,或通入还原气体,高温煅烧合成磁性材料或精炼铁矿;(3)利用溶剂热法,向铁泥中加入还原剂制备成磁性吸附剂。该过程与水热反应相似,不同之处在于用有机溶剂取代水;(4)水热反应在铁泥应 ...
【技术保护点】
1.一种以水厂铁锰污泥为原料制备磁性吸附剂的方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤一:选择铁锰污泥的类型铁泥为地下水厂的反冲洗废水沉淀后生成的污泥,含有铁锰矿物和杂质。杂质为破碎的滤料、地下水开采带入的颗粒物、强化反冲洗废水中颗粒物沉淀的混凝剂;步骤二:水热反应的条件利用片碱或粒碱制备碱度为2‑4mol/L的调节液;按调节液与铁锰污泥体积比0.5‑2:1,向铁锰污泥中加入调节液;搅拌均匀后,转入反应釜中;向反应釜中加入抗坏血酸钠2‑7.5g/L;密闭,启动加热装置,加热至140‑270℃。利用高压注射泵向反应釜中加入浓度5‑30%的抗坏血酸钠溶液,加入速率2‑50mL/h;步骤三:水热反应的时间控制水热反应的时间控制,由水热反应系统和自动控制系统完成;步骤四:上清液的回用待反应釜冷却到室温后,磁分离收集底部沉淀;向反应釜中残留碱液中加入石灰,加入剂量为1‑5g/L;密闭反应釜,启动加热装置,升温到90‑95℃,恒温1‑2h后,冷却到室温;滤布过滤后,滤液回用于制备调节液;通过调节液回用,可减少用碱量和用水量,节约磁性吸附剂制备成本1/5;步骤五:磁性吸附剂的应用条件将步骤四中磁分离的沉淀 ...
【技术特征摘要】
1.一种以水厂铁锰污泥为原料制备磁性吸附剂的方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤一:选择铁锰污泥的类型铁泥为地下水厂的反冲洗废水沉淀后生成的污泥,含有铁锰矿物和杂质。杂质为破碎的滤料、地下水开采带入的颗粒物、强化反冲洗废水中颗粒物沉淀的混凝剂;步骤二:水热反应的条件利用片碱或粒碱制备碱度为2-4mol/L的调节液;按调节液与铁锰污泥体积比0.5-2:1,向铁锰污泥中加入调节液;搅拌均匀后,转入反应釜中;向反应釜中加入抗坏血酸钠2-7.5g/L;密闭,启动加热装置,加热至140-270℃。利用高压注射泵向反应釜中加入浓度5-30%的抗坏血酸钠溶液,加入速率2-50mL/h;步骤三:水热反应的时间控制水热反应的时间控制,由水热反应系统和自动控制系统完成;步骤四:上清液的回用待反应釜冷却到室温后,磁分离收集底部沉淀;向反应釜中残留碱液中加入石灰,加入剂量为1-5g/L;密闭反应釜,启动加热装置,升温到90-95℃,恒温1-2h后,冷却到室温;滤布过滤后,滤液回用于制备调节液;通过调节液回用,可减少用碱量和用水量,节约磁性吸附剂制备成本1/5;步骤五:磁性吸附剂的应用条件将步骤四中磁分离的沉淀,在真空度为0.04-0.08MPa下,50℃干燥24h。干燥后,得到分散性良好的磁性吸附剂。2.根据权利要求1所述的一种以水厂铁锰污泥为原料制备磁性吸附剂的方法,其特征在于:步骤三中水热反应系统包括储液桶(1)、高压注射泵(2)、高压单向阀(3)、水热反应釜(4)、加热装置(5)、自动取样装置(6)和电源控制器(14),电源控制器(14)通过电源线分别与加热装置(5)、高压注射泵(2)和自动取样装置(6)相连;高压注射泵(2)的入口与储液桶(1)的底部相连,高压注射泵(2)的出口与高压单向阀(3)相连,高压单向阀(3)与水热反应釜(4)的加药口相连;自动取样装置(6)与水热反应釜(4)相连。3.根据权利要求1所述的一种以水厂铁锰污泥为原料制备磁性吸附剂的方法,其特征在于:步骤三中自动控制系统包括:冷却装置(7)、稀释装置(8)、进样器(9)、离子色谱仪(10)、数据采集器(11)、过程控制器(12)、计算机(13)和单向阀(15);冷却装置(7)的入口与自动取样装置(6)相连;稀释装置(8)通过单向阀(15)与冷却装置(7)相连;冷却装置(7)的出口与进样器(9)相连;进样器(9)通过单向阀(15)与离子色谱仪(10)相连;进样器(9)中的多余样品通过单向阀(15)外排;离子色谱仪(10)通过数据线与数据采集器(11)相连;数据采集器(11)通过数据线与过程控制器(12)的数据信号输入接口相连;过程控制器(12)通过数据线分别与计算机(13)和电源控制器(14)相连,过程控制器(12)接收数据采集器(11)传输...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱遂一,边德军,杨家宽,周丹丹,霍明昕,霍洪亮,张兰河,张刚,董鸽,约翰·查尔斯·科瑞谭登,
申请(专利权)人:东北师范大学,华中科技大学,
类型:发明
国别省市:吉林,22
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