[发明专利]一种制备聚合硫酸铁的方法与系统

说明书

本发明公开了一种制备聚合硫酸铁的方法与系统，包括以下步骤：S1.对膜混凝系统产出的铁泥进行生物还原处理；S2.对步骤S1所得铁泥进行酸化处理，并进行固液分离；S3.将步骤S2所得清液进行生物氧化处理即得。本发明的制备聚合硫酸铁的方法，以膜混凝(MCR)系统产出的铁泥为原料制备聚合硫酸铁(PFS)，并将其回用于膜混凝系统，不仅实现了膜混凝系统产出铁泥的减量，还实现了铁的循环利用，具有极高的经济、环保效益。本发明还提供了用于实施上述方法的制备聚合硫酸铁的系统。

技术领域

本发明属于废水处理和污泥处理技术领域，具体涉及一种制备聚合硫酸铁的方法与系统。

背景技术

混凝是一种常用的水处理工艺，可有效去除废水中SS(固体悬浮物)，还可去除部分可溶有机和无机污染物，可降低废水生物毒性及处理负荷，保障后续生化处理的有效进行。混凝会产生较多的化学污泥，其中混凝药剂如铁盐(FeCl₃、PFS(聚合硫酸铁)等)水解形成的铁氧化物沉淀，是化学污泥的主要成分，铁氧化物沉淀具有不可降解性，传统的生物处理、处置工艺不能对其进行减量化、资源化。化学污泥成分复杂，这更加大了其分离、提取及资源化利用的难度。

相比传统混凝工艺，膜混凝反应器(MCR)出水水质好，其产生的化学污泥(包括铁氧化物沉淀)也具有更好的反应、分离性能。在MCR中，铁盐也是常用的混凝剂，若采用亚铁盐做混凝剂，则在混凝反应中亚铁需先被氧化为三价铁才发挥其作用，如氧化不充分，会有Fe²⁺进入后续处理工艺中，产生不利影响。因此，生产上一般采用三价铁盐作混凝剂。而三价铁盐中，相比单体的铁盐(如FeCl₃)，作为高分子聚合物的铁盐(如PFS)具有絮凝效果(脱色、除SS)好、反应速度快、污泥分离、脱水性能好等优势，具有更广泛的应用。因此PFS的制备也受到了广泛关注。

例如，有技术借助氧化亚铁硫杆菌和空气中的氧气，投加无机营养盐，以工业硫酸亚铁为原料氧化制备聚合硫酸铁，当Fe²⁺≤300mg/L时认为反应结束；也有技术进一步限定了无机营养盐的种类为(NH₄)₂SO₄、K₂HPO₄、KCl、MgSO₄等，并进一步限定当Fe²⁺0.1％是表示完成制备；再例如，有技术显示，可采用编号为ATCC 23270的菌株经过制备得到磁性微生物纳米颗粒，再以工业硫酸亚铁为原料，投加无机营养盐，通气搅拌，对Fe²⁺进行催化氧化，制得聚合硫酸铁产品；还有技术显示将微生物固定化在网状聚氨酯上，形成生物膜，以工业硫酸亚铁为原料，以无机盐为营养物质，在室温下曝气制备聚合硫酸铁。

根据上述记载可知，相关技术中均以工业硫酸亚铁为原料，投加无机营养盐，在各种形式的铁氧化菌的催化氧化作用下，得到聚合硫酸铁。但这些技术只能以工业硫酸亚铁为原料，进行聚合硫酸铁的制备，无法以污泥中的铁源作为原料制备聚合硫酸铁。

如果能用混凝系统产生的铁泥制备聚合硫酸铁，并将其回用于混凝系统，不仅可以实现铁盐的循环利用，实现混凝系统污泥的减量化，也可以提高混凝系统处理效果。这在污泥资源化、减量化的背景下具有重要意义。但是铁泥成分复杂，所含铁以三价铁氧化物沉淀形式存在，用其制备聚合硫酸铁的工艺还需研究实践。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种制备聚合硫酸铁的方法，能够以膜混凝系统产出的铁泥为原料制备聚合硫酸铁，并将其回用于膜混凝系统，不仅实现了膜混凝系统产出铁泥的减量，还实现了铁的循环利用，具有极高的经济、环保效益。

本发明还提出一种用于实施上述方法的系统。

根据本发明的一个方面，提出了一种制备聚合硫酸铁的方法，包括以下步骤：

S1.对膜混凝系统产出的铁泥进行生物还原处理；