硫酸亚铁废酸液在水处理中的应用

1995
2.69
粤 YR56**
1885
0.14
粤 Y328**
2100
1
粤 YNS9**
1865
0.01
粤 YSU6**
1710
0.27
粤 YD49**
1960
2.02
粤 Y03L**
1470
1.98
粤 Y37B**
1335
0.2
粤 YD87**
1625
0.33
粤 Y20J**
1595
（下转第 86 页）
— 84 —
科技展望 2015/12
车牌 号码
车辆基准质 量
RM（kg）
CO(%)
粤 Y04G**
1885
0.47
粤 Y17G**
1来自百度文库71
0.55
粤 Y39M**
1910
5.53
粤 Y52B**
1832
0.21
粤 YMV0**
1798
0.09
粤 Y775**
1925
0.02
粤 Y74A**
液清
5.0‰ +0.50‰ +0.3ml
---
3.73
反应絮花小，沉降 慢
7.0‰ +0.70‰ +0.3ml
131.47 2.99
外观浑浊色度大， 絮花小
①
7.0‰ +0.70‰ +0.3ml
163.34 6.63
溶液浓度较低，效 果差
经过上述实验可以得出，随着溶液②的投加量增加，反应
步骤 4 ①②溶液的配制同上
溶液 投加体积比例 序号 （Fe+H2O2+PAM）
COD
PH
备注
5.0‰ +0.50‰ +0.3ml 115.54 5.77
① 6.0‰ +0.60‰ +0.3ml 7.0‰ +0.70‰ +0.3ml 5.0‰ +0.50‰ +0.3ml
83.66 91.63 103.58
② 6.0‰ +0.60‰ +0.3ml 87.65
技术与应用
硫酸亚铁废酸液在水处理中的应用
秦 军 李明阳
（山东太阳纸业股份有限公司，山东 济宁 272100）
【摘 要】随着国家和地方政府一系列水污染物排放标准的颁布实 施，造纸行业的废水排放标准也在逐步严格，这使得废水深度处理 技术成为国内所有造纸企业的共同需求。充分利用硫酸亚铁和有效 地回收钛废液中的有用成分，是很有意义的工作，不仅可变废为宝， 减轻排放造成的环境污染，而且具有经济效益和重要的社会效益。 【关键词】硫酸亚铁 废酸液 处理
PH 值降低，但其 溶液透明度较② 5.0‰ +0.50‰ +0.3ml 195.22 6.86 有很大的改善。 ②
7.0‰ +0.70‰ +0.3ml 163.34 6.65
步骤 3 ① 40ml 废液与 30ml 清水混合后，再加入 15g 硫酸亚铁， 配制为溶液。②利用固体亚铁配制为 25% 浓度的溶液。
溶液 序号
投加体积比例 （Fe+H2O2+PAM）
COD PH
备注
4.0‰ +0.40‰ +0.3ml 107.57 6.18
① 5.0‰ +0.50‰ +0.3ml 83.66 5.84 ①投加后，随着
7.0‰ +0.70‰ +0.3ml 59.76 3.88 投加量的增加，
其絮花逐渐减小，
4.0‰ +0.40‰ +0.3ml 195.22 7.17 PH 值降低，但在
溶液 序号
投加体积比例 （Fe+H2O2+PAM）
COD PH
备注
后 PH 值较低，在反应过程中不易产生絮花，沉降性能较差，且 药剂投加范围较窄，不利于投加药量的调节，所以不能直接应 用于水处理中。
步骤 2 ① 40ml 废液与 40ml 清水混合后，再加入 12.5g 硫酸亚铁， 配制为溶液。 ②利用固体亚铁配制为 20% 浓度的溶液。
7.0‰ +0.70‰ +0.3ml 87.65 6.06
5 实验成本分析 按照效果最好的①溶液为 30ml 废液与 60ml 清水混合后， 再加入 20g 硫酸亚铁，配制为溶液，共计 100ml；②溶液为利用 固体亚铁配制为 30% 浓度的溶液（35g 亚铁加入 80ml 水中，共 计 100ml 溶液）。 其投加比例均为 6.0‰ +0.60‰ +0.3mlPAM，则亚铁和双氧 水投加成本分别为：
（备注：硫酸亚铁废液为化工厂免费提供，并补贴运输费用） 6 实验结论 根据化验室小试可以确认，按照一定比例配制（亚铁废液 + 清水 + 硫酸亚铁固体）溶液，与双氧水按照一定比例投加，其 处理后废水的色度、COD 明显优于现配制溶液，且成本得到一 定程度的降低，可利用于三级物化加药工段。 7 实际应用 今年 5 月初，根据化验室小试对亚铁溶液进行配制，但在 实际操作中，出现以下问题： （1）按照化验室比例投加废酸后，其溶液 PH 值过低，投 加至废水进行物化反应后，不产生絮凝作用。 （2）出水色度有一定程度的升高，出现跑泥现象。 但在实际投加后，保持原有的加药比例不变的情况下，出 水 COD 有一定程度的降低，尤其在处理含有木质素较多的生化 水时，效果特别明显，有很大的优势。 分析原因主要为：Fenton 试剂处理废水主要从两方面发挥 作用：羟基自由基 (·OH) 的高级氧化和铁盐的混凝。 （1）·OH 氧化 Fenton 试剂之所以具有很强的氧化能力 , 是因为 H2O2 在酸 性条件下被亚铁离子催化分解生成羟基自由基 (·OH)，并引发更 多的其他自由基，其反应机理如下： Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH- + ·OH Fe2+ +·OH → OH- + Fe3+ Fe3+ + H2O2 → Fe2+ + HO2· + H+ RH + ·OH → R· + H2O R·+Fe3+ → R + + Fe2+ R+ + O2 → ROO+ →…→ CO2 + H2O 以上链反应产生的羟基自由基具有如下重要性质 : ①羟基自由基是一种很强的氧化剂，具有较高的电负性或 电子亲和能 (569.3kJ )，容易进攻高电子云密度点，同时·OH 的 进攻具有一定的选择性； ②·OH 还具有加成作用 , 当有碳碳双键存在时，除非被进攻 的分子具有高度活泼的碳氢键，否则，将发生加成反应。 （2）铁盐的混凝 芬顿反应产生的 Fe2+、Fe3+ 具有良好的混凝作用，主要原 理为废水中悬浮物、胶体主要带负电荷，Fe2+、Fe3+ 可通过电中和、 压缩双电层等作用降低胶体的 Zeta 电位、使胶体脱稳，然后在 促凝剂 PAM 的吸附架桥作用下生成大的絮体从而使悬浮物、胶 体得以去除，使废水的 COD 进一步降低。 在实际操作中加入废酸后，PH 值调节至酸性（5-6），符 合反应条件，在 COD 去除上效果明显；投加亚铁的量较少，不 能充分激发·OH，产生氧化作用，色度较大；同时由于亚铁含量 较低，絮凝矾花较小，不易沉淀，出水跑泥。
相同的投加量下
②
5.0‰ +0.50‰ +0.3ml
171.31
6.91
其溶液透明度较 ②有很大的改善。
139.44 6.76
7.0‰ +0.70‰ +0.3ml
3.5‰ +0.35‰ +0.3ml 91.63 5.83 反应效果较好，溶
② 4.0‰ +0.40‰ +0.3ml 83.66 5.56
7.0‰ +0.70‰ +0.3ml 5.0‰ +0.50‰ +0.3ml ③ 6.0‰ +0.60‰ +0.3ml
79.68 127.48 111.55
5.29
4.44
①投加后，随 着投加量的增
5.89
加，其絮花逐 渐减小，PH
值降低，但在 5.48 相同的投加量
下其溶液透明
5.03 度较②有很大
溶液 序号
投加体积比例 （Fe+H2O2+PAM）
4.0‰ +0.40‰ +0.3ml
① 5.0‰ +0.50‰ +0.3ml
6.0‰ +0.60‰ +0.3ml
4.0‰ +0.40‰ +0.3ml
② 5.0‰ +0.50‰ +0.3ml
6.0‰ +0.60‰ +0.3ml
COD PH
备注
92 68 58 169.6
1 前言 工业酸洗废液的处理受到业内人士更广泛关注，酸洗废液 妥善处理，不仅可以减少资源浪费，还能避免环境污染，具有 很好的环境效益。处理酸洗废液最关键的技术是对硫酸亚铁进 行回收，以及再生酸进行循环利用，实现了社会效益、经济效 益与环境效益的统一，具有广阔的发展前景。 2 简介 硫酸亚铁废液为化工厂生产钛白粉过程中产生的副产物， 其溶液内硫酸亚铁含量较低，仅为 15% 左右；且含有一定浓度 的硫酸，导致 PH 值过低，不能直接应用于三级物化深度处理。 现某纸业污水处理厂使用的为废液蒸发结晶后的固体硫酸亚铁， 后将固体硫酸亚铁再配制为 30% 浓度的溶液，按照一定的流量 投加至药剂反应区。 由于在生产过程中硫酸亚铁溶液需要增加“蒸发结晶”这 一步骤才可变为固体（化工厂由于环保原因，必须进行处理）， 这样就大大增加了化工厂的生产成本，同时公司的采购价格也 会增加，相应增加水处理运行成本。为了减轻钛白粉化工企业 以及污水处理厂的运行成本，达到互惠的效果，化验室经过溶 解稀释调节后，将其应用于水处理，取得了明显的效果，现将 实验介绍如下。 3 实验方法 ①将废液与清水进行一定比例的混合后，再投加一定量的 固体硫酸亚铁，配制为一定浓度的溶液，按照一定的比例进行 投加。 ②利用现使用的固体硫酸亚铁配制为一定浓度的溶液，按 照比例进行投加。对①②溶液的反应处理效果、运行成本进行 对比，确定实验可实施性。 4 实验过程和数据 步骤 1 ①在 40ml 废液中再投加 10g 硫酸亚铁进行溶解。 ②利用固体亚铁配制为 20% 浓度的溶液。
溶液 序号
投加体积比例 （Fe+H2O2+PAM）
COD PH
备注
5.0‰ +0.50‰ +0.3ml 119.52 6.23
① 6.0‰ +0.60‰ +0.3ml 95.62 6.01 ①投加后，随着
7.0‰ +0.70‰ +0.3ml 103.58 5.57 投加量的增加， 8.0‰ +0.80‰ +0.3ml 95.62 5.41 其絮花逐渐减小，
① 6.0‰ +0.60‰ +0.3ml 95.62 5.95
7.0‰ +0.70‰ +0.3ml 87.65 5.67 ①投加后，随着投加量 的增加，其絮花逐渐减
5.0‰ +0.50‰ +0.3ml 127.49 6.41 小，PH 值降低，但在相 同的投加量下其溶液透 明度较②有很大的改善。
② 6.0‰ +0.60‰ +0.3ml 103.58 6.24
溶液
药剂投加比例
理论成本
① 6.0‰ +0.60‰ +0.3ml
②
0.965 元 / 吨水 1.126 元 / 吨水
成本差值
0.161 元 / 吨水
按照一天处理 40000 方水进行计算，一天课节约成本为： 40000 方 ×0.161 元 / 吨水 =6440 元 / 天，一月可节约 20 万元左右。
溶液 序号
投加体积比例 （Fe+H2O2+PAM）
6.0‰ +0.60‰ +0.3ml
COD PH 107.57 5.58
备注
① 7.0‰ +0.70‰ +0.3ml 95.62 5.14 ①投加后，随着
8.0‰ +0.80‰ +0.3ml 79.68 3.97 投加量的增加， 其絮花逐渐减小，
6.0‰ +0.60‰ +0.3ml 127.49 6.22 PH 值降低，但在
148.0 136
6.22
5.89 ①投加后，随着 4.95 投加量的增加，
其絮花逐渐减小， 6.92 PH 值降低，但在
6.78
相同的投加量下 其溶液透明度较
6.64 ②有很大的改善。
— 83 —
科技展望 2015/12
步骤 5 ① 45ml 废液与 45ml 清水混合后，再加入 12.5g 硫酸亚铁， 配制为溶液。②利用固体亚铁配制为 30% 浓度的溶液。
的改善。
7.0‰ +0.70‰ +0.3ml 111.55
步骤 7 ① 20ml 废液与 70ml 清水混合后，再加入 25g 硫酸亚铁， 配制为溶液。②利用固体亚铁配制为 30% 浓度的溶液。
溶液 序号
投加体积比例 （Fe+H2O2+PAM）
COD PH
备注
5.0‰ +0.50‰ +0.3ml 123.50 6.27
相同的投加量下 ② 7.0‰ +0.70‰ +0.3ml 95.62 6.02 其溶液透明度较
87.65 5.83 ②有很大的改善。 8.0‰ +0.80‰ +0.3ml
步骤 6 ① 30ml 废液与 55ml 清水混合后，再加入 25g 硫酸亚铁， 配制为溶液。② 30ml 废液与 60ml 清水混合后，再加入 20g 硫 酸亚铁，配制为溶液③利用固体亚铁配制为 30% 浓度的溶液。