TQGCML 3164-2024 表面处理污泥水热制备聚硫铁晶体

ICS13.030.40CCSJ88HydrothermalpreparationofpolymericFe/ScrystalsfromsurfacetreatmentsludgeIT/QGCML3164—2024前言 2规范性引用文件 3术语和定义 4总体要求 5使用方法 36环保与安全 4T/QGCML3164—2024本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由仲恺农业工程学院提出。本文件由全国城市工业品贸易中心联合会归口。本文件起草单位：仲恺农业工程学院、长春工程学院、东北师范大学、绿尔盛（重庆）环境科技有限公司、元素贵稀吉林省环境科技有限公司、重庆港力环保股份有限公司、重庆阁林环保科技有限公司、北京涞澈科技发展有限公司、吉林省拓达环保设备工程有限公司、重庆德润新邦环境修复有限公司。本文件主要起草人：朱遂一、陈瑜、杨炜璐、刘剑聪、罗振、艾胜书、边德军、田曦、王帆、杨杰文、刁增辉、梁嘉林、王志刚、黄祖明、陈建、陈方鑫、彭彤、李果、孙通、李镜、郑伟、石敬华、况力、王静、樊昌井、王洪宁、邵春彦、周先进、姚凯、张旭。本文件为首次发布。1T/QGCML3164—2024表面处理污泥水热制备聚硫铁晶体本文件规定了表面处理污泥水热制备聚硫铁晶体的术语和定义、总体要求、使用方法、环保与安全。本文件规定了适用于表面处理污泥水热制备聚硫铁晶体的生产、贮存和使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB5085危险废物鉴别标准通则GB18597危险废物储存污染控制标准3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1聚硫铁晶体Polyironsulfide聚硫铁晶体是一种碱性聚硫铁产品，属于新一代环保混凝剂和芬顿催化试剂。其具有一维聚硫铁棒状晶体结构，能够在酸性、中性和弱碱性条件下自动水解，释放含Fe-OH/Fe-SH的絮体，快速配位吸附去除水中的磷酸盐、抗生素、重金属离子等。该类晶体易分层澄清、使用pH范围广，能够与芬顿试剂联用，对水中有机物产生广谱性去除效果，并显著节约芬顿试剂使用量，芬顿催化性能优于其他无机絮凝剂和亚铁盐产品。与传统硫酸亚铁或硫酸铁净水剂相比，该晶体具有以下特点：投药量少、适应pH范围广、沉淀迅速、除重金属离子、除磷、除抗生素、芬顿联用高效降有机物等。该产品无毒，腐蚀性小，使用后不会造成二次污染。3.2表面处理污泥Surfacetreatmentwaste金属表面处理过程，如电镀、酸（碱）洗、磷化、除油、除锈、抛光等，产生的含铁废泥。铁矿等。不同工厂的工艺不同，所得的表面处理污泥成分3.3水热制备Hydrothermalsynthesis使用水为溶剂，在加热条件下利用水溶液中物质，进行化学反应合成的方法。这里指聚硫铁晶体合成过程中，使用的碱液和加热条件。3.4除杂Impuritiesremoval这里特指碱液中硅铝的去除。聚硫铁晶体生成过程中，需要完全回用碱液。但碱液中积累了硅酸根和铝酸根，需要使用石灰乳进行脱除。除杂后的碱液，能够直接回用于聚硫铁晶体的生产。4总体要求4.1一般规定24.1.1表面处理污泥资源化制备聚硫铁晶体，应符合危险废物管理的标准、规范和规划要求。4.1.2表面处理污泥在企业内的贮存和使用，应符合GB18597的规定。4.1.3制备过程中产生的硅铝残渣和聚硫铁晶体，应按照GB5085的规定，进行毒性鉴别。4.1.4企业内部建设污泥资源化项目，应符合地方规划、区域排放总量控制要求和环境影响评价。4.2.1表面处理污泥中的含铁化合物，其在碱性溶液中发生(a)在强碱溶液中，含铁化合物的表面铁发生水解生成Fe(OH)4;(b)Fe(OH)₄-释放到表层水膜中，其中的一个-OH基团被-SH取代，生成Fe(OH)₃SH;该步骤仅在(c)随着反应的进行，相邻Fe(OH)₃S4.2.4污泥中的少量重金属参与反应，生成对应的硫化物沉淀，进入到聚硫铁晶体中。4.4工艺过程控制4.4.1.1使用氢氧化钠和硫化钠配置碱液，其中氢氧化钠摩尔浓度高于1,硫化钠摩尔浓度为2-3;配4.4.1.2污泥可以为板框脱水污泥或干燥污泥；使用未脱水污泥时，需要单独进行实4.4.1.3将污泥倒入碱液中，固液比为1:3-1:5。搅拌均匀，生成泥水混合液；使用筛网过滤，去掉4.4.2加热3T/QGCML3164—20244.4.2.1将泥水混合液倒入反应釜中，启动加热装置和搅拌装置；控制反应釜的温度为80℃到160℃。4.4.2.2温度低于100℃,恒温时间不小于24h。4.4.2.3温度高于100℃,需要密闭反应釜。4.4.3脱水加热完成后，冷却到50℃下，接着使用板框过滤进行固液分离，得到黑色固体颗粒。4.4.4装袋4.4.4.1将得到的固体颗粒直接密封装袋。4.4.4.2使用的密封袋需防碱腐蚀。4.4.4.3密封袋外套一层尼龙或纸袋，且袋子上明确标识碱性固体。4.4.5加碱/除杂4.4.5.1收集脱水得到的碱液，向其中加入石灰乳，常温混合搅拌30min后，板框过滤，分离含钙硅铝不溶物。4.4.5.2石灰乳剂量需要单独实验确定。4.4.5.3含钙硅铝不溶物，需单独贮存，且进行毒性浸出测试。4.4.5.4向除杂后的碱液中加入硫化钠，使碱液中硫化钠摩尔浓度维持在2-3之间。可以使用硫化钾取代硫化钠。4.5设备要求4.5.1调质槽，耐强碱腐蚀，带机械搅拌和筛网过滤。4.5.2加热釜，耐强碱腐蚀，带搅拌，使用温度高于80℃。4.5.3板框压滤机，耐强碱腐蚀，滤布孔径1μm。4.5.4设备间设置强排风。4.6成品控制产品为黑色块状晶体，指标如表1所示：表1聚硫铁晶体产品质量表全铁的质量分数，%21-25%全硫的质量分数，%21-29%含水率，%25-30%氯离子含量，%＜0.05%铝含量，%＜1%5使用方法5.1聚硫铁晶体适用于矿山、表面处理、制药、化工等工业废水的处理。5.2本产品必须密封保存，使用前需要检查包装是否损坏；若损坏，停止使用。5.3因原水性质不同，应根据不同情况，现场调试或作烧杯实验，取得最佳使用条件以达到最好的处理效果。5.4投加量的确定4T/QGCML3164—2024根据原水水质，通过烧杯实验检测目标污染物的去除效率，判断最佳投加量。5.5混凝工艺5.5.1本产品为固体或半固体，使用时按前述剂量直接投加到废水处理池进行混合。（a）初始阶段：搅拌速度维持150-200rpm，使晶体与废水混合均匀；（b）反应阶段：搅拌速度维持100rpm，该阶段晶体自动水解并产生明显的除污效果；（c）沉降阶段：推荐采用斜管沉淀池，快速沉淀颗粒。5.5.2本产品可以直接取代传统混凝剂，应用于化学混凝法工业废水处理工程，原用设备无需作大的改造，只需增设产品投药槽即可。5.6芬顿工艺本产品应用于芬顿法处理废水时，应在反应阶段投加芬顿试剂，反应时间以30-120min范围为宜，对高色度、高COD的工业废水，辅以电场作用效果甚佳。5.7参考用量若现场缺少实验条件，在应急时可参考下表2进行聚硫铁晶体的投加。表2聚硫铁晶体使用的参考剂量6环保与安全