CN101209872B - 钢厂、电厂焦化废水专用混凝剂 - Google Patents

Abstract

一种钢厂、电厂焦化废水专用混凝剂，其特征在于：它由两个部分组成，其中：第一部分由硫酸亚铁、硫酸锌、硫酸铝、三氯化铁、调节共聚物复配而成；第二部分由过氧化氢、过硫酸铵、磷酸聚合物、调节剂等复配而成。它能有效去除焦化废水中的CODcr，总氰、氟离子和色度，尤其是在COD、总氰较高时处理效果尤为明显，由A、B两种组份复合作用，A剂为固体，由多种无机成份化合物组成，投加前配制成25％的水溶液；B剂为液体，是一种环境友好型氧化剂；两者均有一定的氧化性，分别对废水中的污染因子协同作用，以达到去除目的。

Description

钢厂、电厂焦化废水专用混凝剂 

技术领域：

本发明属于水处理技术领域，特别是一种钢厂、电厂焦化废水专用混凝剂。 

背景技术：

通常废水中CN-的去除是采用氧化法，使之以气体的形式从废水中逸出，虽然废水中CN-的含量已降低，但逸出的气体毒性更甚，对大气环境造成二次污染，同时会对现场工作人员人身造成一定的危害。 

发明内容：

本发明的目的在于提供一种钢厂、电厂焦化废水专用混凝剂，主要解决上述现有技术中所存在的技术问题，特别是处理焦化废水，能有效去除焦化废水中的CODcr，总氰、氟离子和色度，尤其是在COD、总氰较高时处理效果尤为明显。 

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是： 

一种钢厂、电厂焦化废水专用混凝剂，其特征在于：它由两个部分组成，其中： 

第一部分由硫酸亚铁、硫酸锌、硫酸铝、三氯化铁、调节共聚物复配而成，其重量百分比组成是，硫酸亚铁20-50％，硫酸锌1-10％，硫酸铝20-50％，三氯化铁1-5％，调节共聚物1-5％； 

第二部分由过氧化氢、过硫酸铵、磷酸聚合物、调节剂复配而成；其重量百分比组成是，过氧化氢30-60％，过硫酸铵5-20％，磷酸聚合物5-10％，调节剂2-8％。 

具体实施方式：

焦化废水中大量的氰化物和有机物是采用生物氧化法去除的，从生化反应室出来的水还需要进行物化处理才能够外排，本发明是在物化处理中是利用絮凝剂、亚铁离子和氧化剂协同作用，经絮凝-氧化降低水中的有机物(COD)、总氰、氟离子和色度； 

①此废水体系中有机组分复杂，在废水体系加入一定量的Fe²⁺和H₂O₂(FENTON试剂)，在Fe²催化作用下，过氧化氢分解产生大量·OH(羟基自由基Hydroxyl Free Redical)从而降低废水中的有机污染物： 

Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+·OH+OH        (1) 

Fe³⁺+H₂O₂→Fe²⁺+HO2·+H⁺        (2) 

(1)式是快速反应。(2)式中Fe³⁺被还原为Fe²⁺，又迅速与H₂O₂反应生成羟基自由基，Fe²⁺在反应中起激发传递作用，使链反应能持续进行直至H ₂O₂消耗贻尽，过程中将废水中的部分有机物分解成C0₂、H₂O等小分子的无机物，有效降低其COD值。 

②由废水中的氟化物和石灰乳液可生成的氟化钙沉淀去除水中的F^-； 

Ca²⁺+2F^-＝CaF₂↓ 

但室温下CaF₂↓溶解度约为8％，该沉淀会部分溶解、致使水中F^-值反复升高，须使其生成溶度积更小的难溶化合物，故在加石灰的同时，加入适量磷酸盐，与水中氟形成难溶的磷灰石沉淀而去除之。 

3H₂PO₄-+5Ca²⁺+6OH^-+F^-＝Ca₅(PO₄)₃F↓+6H₂O 

③废水中的氰通常以游离的CN-、HCN及稳定性不同的各种金属络合物如 

[Ni(CN)₄]^2-.[Fe(CN)₆]^4-.[Fe(CN)₆]^3-等型式存在。在其废水中加入一定量的Fe²⁺、Fe³⁺，通过调节体系pH，使其与上述络合物易形成难溶的氰络合物沉淀Fe(MeL)Fe(CN)₆.H₂O，并因在碱性条件下不分解而从废水中去除(MeL代表钾或铵)。 

④在其废水中加入一定量的多羟基铝盐和铁盐，水解生成类似于双亲分子的络合离子和多核络离子，其离子能进入液固界面，被电位离子牢固地吸附，压缩双电层并中和电位、卷带网捕从而使胶体脱稳或卷带网罗除去。再加入具有能被胶粒吸附的链状高分子聚合物(如聚丙烯酰胺)，通过吸附桥连作用的过程，形成微粒-高分子-微粒的结构，各高分子再互相搭接，形成大的絮凝体共沉淀，降低水中的有机物(COD)、总氰、氟离子和色度。 

静态试验条件： 

试验在六联絮凝搅拌仪和1000mL烧杯中进行。 

模拟一段反应：取1000mL原水，在搅拌条件下连续加入已溶解为25％的A试 剂和B试剂，反应10分钟后取下； 

模拟一段反应：在空气鼓泡的状态下加入10％的石灰乳液，调节反应体系的PH值在6.5～7.0，继续空气搅拌，使二段反应总时间控制在15分钟。停止空气搅拌后，加入浓度为4‰的PAM溶液，用玻璃棒搅拌后静置。 

检测：静置30分钟后，取上层清夜，进行主要污染因子分析。 

水质指标分析根据国家环保局规定的标准方法进行，其中COD采用重铬酸钾法，F^-采用离子选择电极法，总CN^-采用分光光度法，色度采用稀释倍数法。 

静态试验情况： 

针对废水中污染因子含量的分析结果，逐一进行了药剂组成对不同污染因子去除率影响的试验，在药剂组成配比调整过程中，注重药剂作用的配伍协调性。尤其是在总CN^-和F^-的去除与COD的去除两者之间的协调方面，进行了一些对比性的试验，并取得了一定的经验。 

A组分药剂由多种无机成份化合物组成，该组分主要是去除废水中污染因子中的CN^-与COD。A组分药剂由A₁、A₂、A₃、A₄、A₅组成，其中A₁和A₂、主要是调节反应时的PH值、降解废水中的有机物；A₃和A₄可增强反应后期的絮凝作用，A₅的作用主要是去除废水中污染因子中的CN^-。B组分药剂也是由几种无机成份化合物组成，与A组分药剂一起作用于废水中污染因子中的COD，该组分另一主要作用是去除废水中污染因子中的F^-。 

这样进行药剂成分组合，是为了提高各组分间的配伍性，避免因去F^-的组分与其他组分之间产生反应，相互干扰，降低药剂整体效能。 

鉴于废水中CN^-的特殊性，对A₅含量对的CN^-的去除率的影响进行了试验； 

表一A₅含量对的CN^-的去除率的影响 

图1是T-CN^-去除率％——A₅含量％折线图，如图所示：随着A₅含量的增加，废水中CN^-的去除率呈上升的趋势，但含量达到3％后其去除率的增加趋于平缓，同时考虑到成本因素，在配比确定时采用4％的加入量。 

A₃、A₄组份含量对絮凝状况的影响(A₅含量为5％不变) 

表二A₃、A₄组份含量对絮凝状况的影响 

图2是A₃、A₄含量——气浮时间折线图，如图所示：A₃、A₄组份含量在大于10％后，由于矾花大，反应过程中氧化剂分解有机物产生的大量气体难以较快释放出来，造成气浮。A₃、A₄组份含量在小于5％时，形成的矾花较小，沉降速度慢，且不利于形成的污泥的清除。根据现场条件和试验结果，药剂配比A₃、A₄组份含量选定为6～8％。 

A₁、A₂组分含量对废水中污染因子中的COD去除率的影响；(A₃、A₄组份含量为8％不变) 

表三A₁、A₂含量对废水中污染因子中的COD去除率的影响 

图3是A₁、A₂组份含量——COD去除率％折线图，如图所示：A₁、A₂组分含量在85～91％变化时对废水中污染因子中的COD去除率没有影响。 

B组分药剂由B₁、B₂、B₃组成，其中B₁、B₂的作用是与A组分药剂一起降解废水中的有机物，B₃的作用主要是去除废水中污染因子中的F^-。 

鉴于废水中污染因子中的F^-的特殊性，B₃含量对的F^-的去除率的影响表四B₃含量对废水中F^-去除率的影响 

图4是B₃含量——F^-去除率折线图，如图所示：随着B₃含量的增加，废水中F^- 的去除率呈上升的趋势，但含量达到7～8％后，其去除率的增加趋于平缓，同时考虑到成本因素，在配比确定时采用8％的加入量。 

B₁、B₂组分加入量对废水中污染因子中的COD去除率的影响(B₃组份加入量保持不变) 

表五B₁B₂组分加入量对废水中COD去除率的影响 

图5是B₁B₂组分——COD去除率折线图，如图所示：考虑到采用重铬酸钾回流法本身带来的偏差，B₁、B₂组分加入量在6～10mL时，对废水中污染因子中的COD去除率影响很小。 

在综合考虑了药剂组成对废水中各污染因子的去除效果的影响后，确定了药剂的配比。 

在前述药剂配比确定条件下，进行了试验条件PH控制对废水中污染因子和絮凝的影响。 

表六PH对废水中污染因子去除率及絮凝的影响 

原水分析数据：T-CN：5.31mg/L；F^-：39mg/L；COD：462mg/L 

图6是PH——COD、F^-、T-CN去除率折线图，如图所示：PH控制对废水中污染因子的影响主要体现在对F^-的去除上，当PH值≥7.2后，影响十分明显，因此在废水处理时要进行严格的控制。其次是对絮凝效果的影响。再次是对T-CN^-的去除的影响。对COD的去除影响没有前两者严重。对色度的影响甚为微，在PH稍高时，处理后的水色度反而较低。 

由于采用的试验方式是静态条件下进行的，在动态试验时进行了三个不同配比别的试验。 

动态模拟实验情况： 

动态模拟实验条件： 

原水流量：0.54m³/h 

本发明药剂A组分配制成浓度为25％的溶液，根据处理量，药剂A组分加入流量为55～60mL/min，相当于1300～1500ppm。 

本发明药剂B组分为液体，根据处理量，药剂B组分加入流量为10～12mL/min，相当于230～260ppm。 

第一反应池的PH值控制在2.5～3.0； 

第二反应池的PH值控制在6.5～7.0； 

第二反应池末端加入PAM(浓度为4‰的溶液)，加入量为1～1.5mL/L 

图7是混凝反应模拟试验装置流程图。 

混凝药剂质量评价标准(以小试装置为准)： 

配方处理后分析数据(PH为6.1) 

取样分析时间：2006年5月9日14:00 

图8是配方效能比较，如图所示：根据初选试验的结果，对配方进行了微调，以平衡对各污染因子的去除率。并进行了复选试验。 

复选试验数据 

取样分析时间：2006年5月11日 

原水分析数据	PH	T-CN(mg/L)	F-(mg/L)	COD(mg/L)
						6.31	5.31	39	462

[0078]  A配方处理后分析数据(PH为6.8) 

取样分析时间：2006年5月11日11:00 

B配方处理后分析数据(PH为6.9) 

取样分析时间：2006年5月11日12:30 

指标名称	T-CN-(mg/L)	F-(mg/L)	COD(mg/L)	色度
					宝钢环境监测站分析数据	0.686	7.4	88	30
去除率％	87.08	81.03	80.95	/
					军天湖精细化工厂分析数据	0.54	6.8	110	30
去除率％	89.83	82.56	76.19	/

动态试验与静态试验的比较 

从上面动态试验与静态试验的的数据可以看出，由于药剂作用时间和环境的不同，在动态试验条件下，废水中COD的去除率要高于静态试验的去除率。T-CN^-和F ^-的去除率基本上是相近的。 

试验结论： 

本发明药剂用于钢厂、电厂焦化废水处理是非常有效的，对废水中总氰、氟离子、有机物耗氧量的去除率基本平衡，能够达到环保排放要求。尤其在原水中污染因子含量较高时去除效果更为突出。本发明药剂性能能满足该系统工况条件以及设备防腐上的要求。无须增加设备投资和工艺管线更改。 

Claims (1)

1.一种钢厂、电厂焦化废水专用混凝剂，其特征在于：它由两个部分组成，其中：

第一部分由硫酸亚铁、硫酸锌、硫酸铝、三氯化铁、调节共聚物复配而成，其重量百分比组成是，硫酸亚铁20-50％，硫酸锌1-10％，硫酸铝20-50％，三氯化铁1-5％，调节共聚物1-5％；

第二部分由过氧化氢、过硫酸铵、磷酸聚合物、调节剂复配而成；其重量百分比组成是，过氧化氢30-60％，过硫酸铵5-20％，磷酸聚合物5-10％，调节剂2-8％。

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