制漿造紙廠富鐵污泥中Fe3+的電化學還原研究

張婧偉，白周央，葛 強，譚蘇吉，徐 浩，楊樹成

（1.西安交通大學能源與動力工程學院，陜西西安710049；2.中國輕工業(yè)長沙工程有限公司，湖南長沙410114）

Fenton氧化法因具有反應(yīng)速率快、氧化徹底等優(yōu)點被廣泛用于制漿造紙行業(yè)的廢水深度處理，其原理是在強酸性條件下，利用Fe2+催化H2O2產(chǎn)生的強氧化性的·OH氧化分解廢水中的難降解有機物〔1-2〕。 但 Fenton 反應(yīng)后會產(chǎn)生大量富鐵污泥〔3〕，其中除含大量的鐵元素外，還含有一些重金屬、鹵化物及有機質(zhì)等，若處理不當會引起二次污染。同時，富鐵污泥中的含鐵量可高達40%〔4-5〕，直接廢棄也會造成資源浪費。因此，將富鐵污泥進行合理的資源化利用具有重要的環(huán)境效益和工程價值。

將富鐵污泥與生物污泥混合脫水是目前制漿造紙廠處理富鐵污泥的主要方式。但由于富鐵污泥粒徑小，采用板框壓濾機脫水時易造成濾布堵塞，致使污泥脫水困難〔5〕，且脫水污泥仍需進一步處理，難以達到富鐵污泥最大資源化利用的目的。富鐵污泥中的鐵主要以三價的水合氧化鐵形式存在〔5〕，將其直接或酸處理后用作混凝劑可以降低廢水的COD〔6〕，將其用作污泥調(diào)理劑可以大幅度提高污泥的脫水性能〔5〕。 Guomin Cao 等〔7〕將富鐵污泥脫水、干燥、焙燒、酸溶后不經(jīng)還原直接用作類Fenton催化劑，降低了Fe2+的投加量。考慮到Fe2+比未經(jīng)還原的Fe3+具有更高的催化活性，Zhimin Qiang等〔3〕以硫酸鐵為研究對象，對電化學還原Fe3+進行了系統(tǒng)研究。在此基礎(chǔ)上，本研究對電化學還原Fe3+的陰極材料進行了優(yōu)化，并研究了實際富鐵污泥中Fe3+的電化學還原可行性，以期為富鐵污泥資源化利用提供參考。……