[发明专利]一种用低含铁污泥制备多硫铁钠的方法、污水处理的方法

说明书

本申请公开了一种用低含铁污泥制备多硫铁钠的方法、污水处理的方法，涉及环保技术领域，解决了现有技术中废水处理方法的费用高、且不适用于低含铁污泥的技术问题。本申请的用低含铁污泥制备多硫铁钠的方法，包括：(1)、收集混凝污泥，并将混凝污泥放入反应釜；(2)、对混凝污泥进行空气或纯氧曝气后，先加入硫化钠，再加入铬酸盐与硝酸盐的混合物或者铬酸盐；(3)、调节反应釜的压力和温度，向反应釜中压入气体，控制反应时长，进行密闭反应，反应结束后，收集底部沉淀，冷冻干燥后，获得多硫铁钠。本申请主要用于污水治理。

技术领域

本申请涉及环保技术领域，具体涉及一种用低含铁污泥制备多硫铁钠的方法、污水处理的方法。

背景技术

多硫铁钠是一种含硫铁的矿物晶体，英文名是erdite，化学结构式为NaFeS₂.2H₂O其结构呈现一个Fe³⁺被4个S^2-的硫包围特点，钠离子配位在晶体间的空位点上。这种晶体结构，在弱碱性、中性或酸性条件下不稳定，容易出现Fe-S键断开，生成Fe-OH，形成Fe³⁺缓慢水解的现象。在水解过程中，受条件影响，也会存在Fe³⁺-S^2-和水中溶解氧的相互反应，生成硫单质，并与铁的水解产物共沉淀。

自然条件下，多硫铁钠以纤维状形貌存在于碱性岩石中。一些人工合成的方法如下：采用蒸干法可以合成弱结晶态的纤维状多硫铁钠；以菱铁矿为原料，加入NaHS在150℃水热合成了纤维状的多硫铁钠。通过计算文献中NaFeS₂衍射峰间的相对强度，可以判断文献中纤维状材料为弱结晶态多硫铁钠。我们研究发现，稳定的多硫铁钠存在于强碱中，其合成过程中需要单质FeS中结构Fe的选择氧化，缺少催化氧化材料时，会导致结构Fe和结构S的氧化，生成大量含有单质硫和硫铁矿的多硫铁钠。

使用地下水厂铁泥为原料，经过机械脱水后，与臭碱混合进行密闭反应，能够合成高结晶度的多硫铁钠棒状材料，在外加锰盐或锰矿的作用下，多硫铁钠棒状材料的结晶度更好。但地下水厂铁泥中铁的含量一般在24.5wt.％以上，属于中等含铁污泥，其中杂质，如石英、钠长石等含量较少，对合成的影响小。我们采用相同的方法，处理城市污水处理厂二级出水深度处理中的含铁污泥，并不能生成高结晶度的棒状多硫铁钠材料。其主要原因是铁含量低，铝含量高，铁水解生成的水合物与铝的水合物交互，形成一个稳定态复合物。而外加的锰盐或锰矿，易与铝的矿物结合，而难以接近铁的矿物。因此，适用于地下水厂铁泥制备多硫铁钠的方法，并不适用于城市污水处理厂二级出水深度处理的含铁污泥。

碱性含络合镍的污水，来源于电镀厂的镀镍车间，呈现碱性(pH>13.5)，其中的有机物主要是电镀时投加的防止镍沉淀的螯合剂。采用调节pH值的方法，并不能促使镍离子沉淀。常规应对措施是调节pH值，再投加药剂破坏螯合剂的作用。因投加的药剂价格昂贵，企业的含镍废水处理费用高。

发明内容

本申请的目的在于提出一种用低含铁污泥制备多硫铁钠的方法、污水处理的方法，用于解决现有技术中废水处理方法的费用高、且不适用于低含铁污泥的技术问题。

本申请的用低含铁污泥制备多硫铁钠的方法，包括：

(1)、收集混凝污泥，并将混凝污泥放入反应釜；

(2)、对混凝污泥进行空气或纯氧曝气后，先加入硫化钠，再加入铬酸盐与硝酸盐的混合物或者铬酸盐；

(3)、调节反应釜的压力和温度，向反应釜中压入气体，控制反应时长，进行密闭反应，反应结束后，收集底部沉淀，冷冻干燥后，获得多硫铁钠。

可选地，步骤(1)中污泥的含水率大于92％，步骤(1)中污泥进行干燥后，铝含量为22.5wt.％～33.4wt.％，硅含量为6.5wt.％～14.2wt.％，铁含量为5.2wt.％～11.7wt.％；钙、铁的摩尔比小于等于0.1。