[发明专利]一种含锰铁污泥制备水解型锰铁试剂高效催化过硫酸盐处理有机废水的方法

说明书

本发明公开了一种含锰铁污泥制备水解型锰铁试剂高效催化过硫酸盐处理有机废水的方法，包括：制备水解型锰铁试剂：取污泥，脱水干燥；调节污泥含水率，加入MnO₂粉末或高锰酸钾，搅拌混匀；向反应釜内加入5％的硫代硫酸钠和5％的NaOH溶液钝化反应釜内胆；向反应釜中加入污泥；再加入硫化钠；密闭反应釜，恒温反应后，收集底部沉淀干燥，得黑色Mn‑Fe粉末；取有机废水，向有机废水中加入过硫酸盐、Mn‑Fe粉末，搅拌静置，收集黄色沉淀。本发明通过简单调质后，直接合成水解型锰铁粉末，应用于过硫酸盐催化处理有机废水，效果优于原始铁泥、纯赤铁矿、磁铁矿、零价纳米铁和硫化亚铁，制备方法简便，费用低，应用范围广。

技术领域

本发明涉及工业废水处理技术领域，特别涉及一种含锰铁污泥制备水解型锰铁试剂高效催化过硫酸盐处理有机废水的方法。

背景技术

水处理中含铁废泥的来源主要可分为两类。第一类来源于含铁锰的水或废水的处理。例如，含铁锰的地下水，经地下水厂收集后，使用空气或氧化剂(二氧化氯和高锰酸钾等)将地下水中的二价铁和二价锰离子氧化后，铁锰离子自动水解生成含铁锰的细小胶体或颗粒，通过过滤-反冲洗处理后，产生含铁锰的沉淀。又如，酸洗线的冲洗废水，铁含量通常高于12g/L，经过氧化后，生成含铁的絮体，加入聚丙烯酰胺处理后产生的含铁沉淀。第二类来源于水处理中使用聚铁混凝剂产生的污泥。例如，投加聚合硫酸铁处理地表水，产生棕黄色的含铁沉淀。

目前，含铁污泥的资源化利用已受到广泛关注，比较典型的案例是赤泥的资源化利用，其方向包括水处理的吸附剂、催化剂、催化剂载体、水泥添加剂和建筑材料等。水处理中产生的含铁废泥，也可以使用赤泥资源化的方法。但这类水处理铁泥的成分与赤泥不同，由此产生了新的利用途径。我们在前期研究中探索了赤泥资源化制备erdite的方法，但赤泥中铁主要是赤铁矿和钙铁榴石等高结晶度的含铁矿物，直接使用硫化钠处理，不会产生erdite 晶体。取而代之的方法是先用酸溶解生成含铁的溶液，再用硫化钠处理，步骤繁琐，且制备成本高昂。与赤泥不同，水处理中产生的含铁污泥，其铁主要存在于弱结晶的含铁矿物相中，包括各种铁氢氧化物和水铁矿。这类弱结晶的含铁矿物，在碱性条件下表面产生为Fe(OH)4-，进一步才会与硫化钠反应，生成棒状的erdite。这是水处理中铁泥与赤泥或其他含铁废弃物的不同之处。另外，我们研究中发现，锰的硫化物水解后产生的过渡态锰化合物，能够催化硫离子的氧化，促进erdite的水解，相应地，显著缩短了erdite的水解时间，也增强了该类试剂应用于催化过硫酸盐的效果。尚未见到调节锰促进 erdite水解强化过硫酸盐催化的文献报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种含锰铁污泥制备水解型锰铁试剂高效催化过硫酸盐处理有机废水的方法，通过简单调质后，直接合成水解型锰铁粉末，应用于过硫酸盐催化处理有机废水，效果优于原始铁泥、纯赤铁矿、磁铁矿、零价纳米铁和硫化亚铁，制备方法简便，费用低，应用范围广。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

一种含锰铁污泥制备水解型锰铁试剂高效催化过硫酸盐处理有机废水的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)含锰铁污泥制备水解型锰铁试剂：

(11)取含锰铁污泥，将污泥经过脱水并105℃干燥2h后，使得污泥中铁含量为15-35％、锰含量为0.2-11％；

(12)调节污泥含水率为70-90％，加入MnO₂粉末或高锰酸钾，60-120rpm 搅拌10-30min，使污泥混匀，且污泥中锰铁比为(0.1-0.35)：1；

(13)向反应釜内加入5％的硫代硫酸钠和5％的NaOH溶液钝化反应釜内胆，钝化完成后，收集钝化液，备用；

(14)向反应釜中加入步骤(12)的污泥，填充度为40-70％；再向污泥中加入硫化钠；密闭反应釜，恒温反应后，收集底部沉淀并进行真空干燥，得黑色Mn-Fe粉末，上清液收集备用；