[发明专利]从造纸污泥中回收铁并生产液体聚合硫酸铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从造纸污泥中尤其是从装饰纸厂的造纸污泥中回收并生产液体聚合硫酸铁(PFS)的方法。

背景技术

造纸业是传统的用水大户，也是造成水污染的重要污染源之一。据统计，我国造纸业总排水量仅次于化工与钢铁，位居工业部门排放量的第三位。造纸废水产泥量大，一般是同等规模市政污水处理厂的5-10倍。随着《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008)实施，造纸废水的处理率和处理深度进一步提升，造纸污泥产量急剧增加。因此，造纸污泥的无害化处理与处置已成为继造纸废水后又一个亟待解决的环境问题。传统的处理处置方法主要为填埋或焚烧。填埋法简便易行，但需要占用大量土地，而且若处理不当，容易引发地下水、土壤等二次污染问题，焚烧可以有效地实现污泥的减量化，但焚烧一次性投资和处理成本往往较高，且焚烧烟气需进一步处理。因此，依据循环经济理念，利用污泥中的有效成分生产高附加值产品，从而实现造纸污泥的资源利用已成为当前社会的一个研究热点。

造纸污泥按来源分为生物污泥，碱回收白泥和脱墨污泥。目前资源化利用研究主要集中于碱回收白泥和脱墨污泥。按照利用的有效成分，造纸污泥的资源化利用技术概括起来，主要可以分为3类：利用造纸污泥中的无机成分碳酸钙制备人造沸石、造纸填料及建筑材料等；利用有机成分纤维素生产活性炭、乙醇、乳酸等；综合利用无机和有机成分，如利用造纸污泥作土壤改良剂、作填充剂生产防水卷材、水泥等。而对于生物污泥的资源化利用报道较少。生物污泥是造纸废水处理过程中产生的沉淀物质。根据近年来对多个造纸厂的调研表明，部分特种纸如装饰纸生产过程中添加氧化铁红对纸张进行着色，使得造纸废水中含有一定量的氧化铁红，经过混凝沉淀处理后，这部分铁最终沉积在生物污泥中。取样测定结果表明，这类生物污泥中铁浓度在8％一10％。因此，通过化学手段对生物污泥中的铁进行回收制备液体聚合硫酸铁(PFS)产品，对于实现生产污泥中铁的资源化利用具有重要的意义。

PFS是一种新型无机高分子絮凝剂，具有水解速度快、比表面积大、絮凝体密度大、适用pH范围广等特点，能有效地去除水中悬浮物、有机物、硫化物、重金属离子等杂物，具有脱色、除臭、破乳化及污泥脱水等功能，因而广泛用于工业废水、城市污水、工业用水以及生活饮用水的净化处理。本项技术立足于废物的资源循环利用，从造约污泥中酸浸出铁离子，经直接氧化后制得液体聚合硫酸铁絮凝剂。工艺流程简单，操作方便，制备成本低廉，具有良好的经济效益和发展前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种从造纸污泥中回收铁并生产液体聚合硫酸铁(PFS)的方法。

解决该技术问题采用的技术方案是：本从造纸污泥中回收铁并制备液体聚合硫酸铁的方法按下列步骤进行：

(1)造纸污泥的选择：选用富含铁红颜料的装饰纸厂的造纸污泥；

(2)造纸污泥干粉的制作：将造纸污泥干燥至含水率为1％一5％、粉碎成粒径≤120目的干粉；

(3)含铁滤液的提取：用步骤(2)制成的造纸污泥干粉150-170重量份，溶于580-620重量份浓度为20％的硫酸中，90℃温度条件下低速搅拌反应5h，冷却至常温，再高速离心分离，去沉淀物，得上层清液即含铁滤液。

(4)液体聚合硫酸铁的制得：用步骤(3)制得的含铁滤液240-260重量份，加上30-40重量份废铁屑，用12-15重量份的NaClO₃进行氧化反应，55℃下反应4h，制得液体聚合硫酸铁。

本发明的有益效果是从富含铁的装饰纸生产污泥中回收铁，回收率高，直接用于生产PFS，工艺简单、生产快捷、成本低廉，且PFS又可直接用于作絮凝剂，能达到国标一等品指标要求，资源化利用效果好。

附图说明

图1为本PFS絮凝剂与市售聚合氯化铝(PAC)对某校园生活污水的浊度去除效果对比图。

图2为本PFS絮凝剂与市售PAC对某校园生活污水的CODc_r去除率对比图。

图3为本PFS絮凝剂与市售PFS及市售PAC对某造纸废水的浊度去除效果对比图。

图4为PFS絮凝剂与市售PFS及市售PAC对某造纸废水的CODc_r去除率对比图。

具体实施方式