元坝气田芬顿污泥资源化利用技术研究
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摘 要：低温蒸馏站二期芬顿处理装置其所处理的水质来源于一期成品水，主要对COD进行深度去除，但同时产生大量芬顿污泥，其主要成份为Fe（OH）2、Fe（OH）3，其它无机盐杂质较少。通过技术调研对比分析，优选氧化-酸化反应生成FeCl3溶液，可以作为环保行业中常用水处理剂，废弃物资源化利用提供了可能性。本文针对FeCl3溶液生产工艺条件及混凝沉降效果及投加配比进行研究。
关键词：低温蒸馏站 芬顿 污泥 氧化-酸化
中图分类号：X741 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）12（a）-0103-02
1 污泥资源化利用相关实验
1.1 芬顿污泥资源化利用实验思路
结合上述芬顿污泥资源化利用技术和元坝气田污泥处置现状，基于资源化成本和现场可利用性，元坝气田污水处理产生芬顿污泥资源化利用技术路线可采用酸溶法制三价铁溶液作为高效絮凝剂，或采用“硫酸浸提-铁屑还原”以芬顿污泥为原料制备硫酸亚铁重新用于芬顿氧化工艺。
1.2 酸溶法制三氯化铁
元坝气田污水处理低温蒸馏站芬顿工艺外排污泥主要成份为Fe（OH）2、Fe（OH）3，可通过较为简单的氧化-酸化（盐酸）反应生产成为FeCl3溶液，FeCl3溶液又是环保行业中常用的水处理剂，常用于高pH值废水的混凝沉降。元坝气田目前加酸加碱及低温站软化预处理工艺均属于高pH值水质，非常适宜FeCl3溶液作混凝剂使用，因此又为FeCl3使用提供了可能性。处理芬顿污泥生产FeCl3的。该工艺技术关键在于芬顿污泥的快速采集技术、FeCl3溶液生产工艺条件、FeCl3混凝沉降效果评价。
1.3 “硫酸浸提-铁屑还原”制硫酸亚铁
由于元坝气田污水处理芬顿污泥产生于低温蒸馏站二期芬顿氧化工艺，其含有机物（COD）低、其它无机盐杂质较少、含铁量高，可直接以芬顿污泥为原料，通过硫酸浸提，使氢氧化铁酸解成为硫酸铁，再加入铁屑，反应直接生成硫酸亚铁，再回用于芬顿工艺处理中。通过这种方法既实现了芬顿污泥的减量化又实现了无害化、资源化利用，具有很好的社会和经济效益。
2 元坝气田芬顿氧化污泥资源化利用实验研究
本课题主要针对FeCL3溶液生产工艺条件及混凝沉降效果及投加配比进行研究。
2.1 污泥自然沉降性
现场取500mL芬顿工艺排污含水污泥进行沉降，观察含水污泥的自然沉降性，并进行浊度检测;同时对比PAM对自然沉降性的助凝作用。自然沉降5min开始分层，上清液浑浊;加入PAM助凝5min后絮凝效果好，上清液澄清透明。沉降1h后，自然沉降的上清液依然浑浊。测得浊度数据：自然沉降后上清液浊度43.3NTU;加入PAM助凝后上清液浊度7.50NTU。
2.2 污泥压滤性实验
现场取500mL芬顿工艺外排含水污泥，利用实验室抽滤装置进行抽滤，抽滤30min后，测定污泥量及含水率;同时对比投加PAM对抽滤的助滤效果。实验结果如下。
（1）自然沉降的污泥量为13.01g，含水率91.3%;
（2）加PAM助滤的污泥量为5.29g，含水率79%。
由实验现象及数据分析可知，加入PAM有利于污泥抽滤，降低污泥含水率。
2.3 酸溶性、氧化性实验
取沉降后含水污泥100g，分别用5%、10%、15%盐酸进行酸溶，污泥完全溶解后分析溶液中Fe2+、Fe3+离子含量。
加入各浓度盐酸进行酸溶时，加入鹽酸后溶液无可见反应发生，对溶液进行搅拌，反应缓慢进行，溶解进行8h后，底部依然有沉淀沉积，取氧化后的三氯化铁粗溶液进行过滤，过滤残渣进行烘干称量，数据如下：
（1）5%盐酸（加酸量125mL），Fe2+浓度693mg/L，Fe3+浓度4396mg/L，不溶物质量为4.16g;
（2）10%盐酸（加酸量75mL），Fe2+浓度509mg/L，Fe3+浓度4580mg/L，不溶物质量为1.20g;
（3）15%盐酸（加酸量50mL），Fe2+浓度508mg/L，Fe3+浓度4581mg/L，不溶物质量为0.72g;
由实验数据可知，各浓度盐酸溶解后，残留的不溶物质量随着盐酸浓度的升高而降低。
2.4 三氯化溶液稳定性实验
取过滤后的三氯化铁溶液分别置于烧杯（敞口，与空气接触）及试剂瓶中（盖上瓶盖，隔离空气），静置72h观察溶液稳定性。由实验现象可知，置于烧杯中于空气接触的三氯化铁溶液和试剂瓶中密闭的三氯化铁溶液无明显差别。
2.5 三氯化铁溶液应用效果实验
取低温蒸馏站进水按工艺卡片投加氢氧化钠（pH值调至11.5）及碳酸钠，按混凝沉降实验方法投加三氯化铁（配成10%溶液），确认最佳投加量及混凝效果（注意：可过量投加到产水带色）。
根据混凝沉降结束后实验现象，加入150mg/L三氯化铁作为絮凝剂在相同条件下絮凝效果最佳。
2.6 三氯化铁溶液与PAC应用效果对比实验
取低温蒸馏站进水按工艺卡片投加氢氧化钠（pH值调至11.5）及碳酸钠，按上一步最佳投加量投加三氯化铁及与先行工艺投加PAC做对比实验。实验后分别取上清液测钙、镁、COD、氨氮、浊度，对比去除率。实验结果如下。
（1）pH：加FeCL3溶液为10.36，加PAC为11.98;
（2）氨氮（mg/L）：加FeCl3溶液为15.61，加PAC为15.61;
（3）浊度：加FeCL3溶液为7.54，加PAC为42.8;
（4）COD（mg/L）：加FeCl3溶液为1371.22，加PAC为896.9;
（5）总硬（mg/L）：加FeCl3溶液为601.45，加PAC为106.37;
（6）钙硬（mg/L）：加FeCl3溶液为584.16，加PAC为86.4;
（7）镁硬（mg/L）：加FeCl3溶液为17.29，加PAC为19.89;
（8）钙离子（mg/L）：加FeCl3溶液为233.66，加PAC为34.59;
（9）镁离子（mg/L）：加FeCl3溶液为4.2，加PAC为4.83;
由数据可知，三氯化铁的絮凝沉降效果较现行的PAC效果好，但是由于溶液中有剩余盐酸的存在，降低了样品的pH值，使样品中的钙离子大量增加。
3 认识
（1）利用了生产系统中芬顿撬产生的高含铁污泥经过一定的处理，作为预处理段的絮凝剂使用，既能节约这部分固废处置的费用，又能降低预处理药剂费用。
（2）与现有工艺相比，在其他条件相同的情况下，使用三氯化铁的絮凝沉降效果比PAC效果好。
（3）使用三氯化铁作为絮凝剂会使水体中本身去除的钙镁沉淀再度溶解回到水体中，钙镁的去除会受影响。
参考文献
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