CN101456613B - 复合粉状硫酸钙污水处理剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了复合粉状硫酸钙污水处理剂及其制备方法，所述的污水处理剂包括以下物质及重量份：5-10酒石酸、3-5苹果酸、60-70硫酸钙、10-15碳酸镁、10-20碳酸钙、10-20三氯化铁、10-20氧化钙、2-3聚丙烯酰胺，所述的方法为将上述物质依次混匀即可，本发明与现有技术相比，具有以多能高效、绿色环保、污水处理速度快、处理时间短，能广谱、高效的去除各类污染和有害物质、对污水的高污浊浓度、宽pH值范围、宽污水温度变化，具有很强的适应性。碱化度高、腐蚀性小、便于生产且生产过程无污染，产品包装简单且便于运输，综合成本低。

Description

复合粉状硫酸钙污水处理剂及其制备方法

技术领域

本发明属于污水处理剂及其制备方法，特别属于复合粉状硫酸钙污水处理剂及其制备方法。

背景技术

目前，对于水污染的处理方法主要是化学处理法，即通过投放药物处理水污染物。由于水体污染物种类多且混杂，而现在主要使用的水处理剂功能单一，因此必须在水处理系统中分别投加絮凝剂、缓蚀剂、杀菌剂等多种药剂、处理工艺流程复杂。设备多，操作过程繁杂，药剂投加量大，费用多，而且多种试剂之间会通过各种化学反应相互抵抗，致使药效降低，在目前用于污水处理的絮凝剂中，使用最广泛的PAC(聚合氯化铝)普遍存在聚合度不够大、絮凝架桥能力弱、出水混浊及水解反应不稳定等问题，不同的污水环境对絮凝作用会产生比较大的影响，同一种絮凝剂在不同的污水环境下的效果会相差很大，其中水体的温度，PH值以及污浊浓度对絮凝效果的影响最大，一般的絮凝剂很难适应不同的污水条件，因此在进行污水处理过程中，需随时检测水温与PH值，进行人工调节至处理剂适用范围内才可使反应继续进行，从而造成了工艺流程复杂，操作过程繁琐。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高效的复合粉状硫酸钙污水处理剂。

本发明所要解决的另外一个技术问题是提供上述复合粉状硫酸钙污水处理剂的制备方法。

本发明解决技术问题的技术方案为：复合粉状硫酸钙污水处理剂，包括以下物质及重量份：

酒石酸               5-10

苹果酸               3-5

硫酸钙               60-70

碳酸镁               10-15

碳酸钙               10-20

三氯化铁             10-20

氧化钙               10-20

聚丙烯酰胺           2-3。

上述各种物质的粒径均为80-400目。

本发明的制备方法为：将苹果酸与酒石酸混合40-60分钟，再加入硫酸钙，混合50-120分钟，再加入碳酸镁，混合40-60分钟，再加入碳酸钙混合40-60分钟，再加入三氯化铁，混合40-60分钟，再加入氧化钙混合40-60分钟，再加入聚丙烯酰胺，混合120-150分钟，即可。

本发明通过控制和改变不同官能团的无机高分子和有机高分子物质添加的次序，在复合过程中发生和不发生反应的条件，达到这些组分在投加前保持良好的形态分布及其稳定性，投加后具有很快的形态转化和高效凝聚絮凝性。即①通过添加特定成分使各带有不同官能团的无机高分子和有机高分子物质能够在自然环境下保持独立性和良好的形态分布，进入工作状态后(投加后)能够促进各组分间协调工作，产生高效凝聚絮凝性；②通过控制复合条件，使各组分在复合过程中不发生反应。

本发明与现有技术相比，具有以下特点：

1、多能高效——一剂多效，即在功能上同时兼具絮凝剂、缓蚀剂、杀菌剂等多种药剂的功效，集众多水处理产品的优点于一身，既有聚铝(PAC)的电中和能力，又有聚铁(PFS)的沉淀速度，因此混凝性能更加优良，矾花大且紧密，去除的污泥致密体积小且沉降速度快。能去除目前常用水处理剂难以处理的重金属离子、放射性物质、致癌物质、蓝藻、SS、COD、BOD等污染和有害物质，具有显著的脱色、脱臭、脱水、脱油、除菌等多种功效。由于污水处理效率高、功能全，所以处理相同容积的污水，药剂投放量只有常用水处理剂的1/5左右，污水处理的运行成本低。

2、绿色环保——所用的材料均为天然的有机酸和无机矿物质，无机化学合成物，所以产品无毒无害、无二次污染。

3、速度快、水质好——污水处理速度快、处理时间短，污水从开始到处理完成，整个工艺流程的时间不超过3分钟，而国内最常用的PAC絮凝剂的处理时间为90分钟以上，凝集时间为30～120分钟，沉淀时间为120～480分钟；处理过的水透明度高、水质好、无金属离子的水相转移，无毒无害无残留，安全可靠。

4、粉末状复合化——采用特殊工艺使得剂型粉末状复合化，复合化带来多能高效，粉末状便于产品储存、包装和运输，从而降低了产品的综合成本。

5、限制条件少、适应性强——能广谱、高效的去除各类污染和有害物质、对污水的高污浊浓度、宽PH值范围、宽污水温度变化，具有很强的适应性。本产品能处理污浊浓度达50万PPM的污水，而常用水处理剂，如PAC絮凝剂只能处理污浊浓度为5万PPM以下的污水；本产品能处理PH值为4～14范围内的污水，而PAC絮凝剂只能处理PH值为6～9范围内的污水；本产品能处理液温在5～60℃范围内的污水，而PAC絮凝剂只能处理液温在10～40℃范围内的污水。

6、碱化度高、腐蚀性小——本产品碱化度比其他铝盐、铁盐高，对设备的侵蚀和腐蚀性小。在对污水进行絮凝作用时，金属阳离子与水反应会产生大量的H⁺离子会对设备产生较大的腐蚀作用，而HML中复合的CaO可以随时中和污水中存在的H+，不仅具有助凝作用，而且能够调节PH值，使水的碱化度增高，从而有效阻止了污水处理过程对设备的侵蚀和腐蚀。

7、粉末状、复合化，便于生产且生产过程无污染，产品包装简单且便于运输，综合成本低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细的说明。

实施例1：

将5重量份80目苹果酸与3重量份80目酒石酸混合40分钟，再加入60重量份80目硫酸钙，混合50分钟，再加入10重量份80目碳酸镁，混合40分钟，再加入10重量份80目碳酸钙混合40分钟，再加入10重量份80目三氯化铁，混合40分钟，再加入10重量份80目氧化钙混合40分钟，再加入2重量份80目聚丙烯酰胺，混合120分钟，即可。

实施例2：

将7重量份200目苹果酸与4重量份200目酒石酸混合50分钟，再加入65重量份200目硫酸钙，混合90分钟，再加入12重量份200目碳酸镁，混合50分钟，再加入15重量份200目碳酸钙混合50分钟，再加入15重量份200目三氯化铁，混合50分钟，再加入15重量份200目氧化钙混合50分钟，再加入2.5重量份200目聚丙烯酰胺，混合130分钟，即可。

实施例3：

将10重量份400目苹果酸与5重量份400目酒石酸混合60分钟，再加入70重量份400目硫酸钙，混合120分钟，再加入15重量份400目碳酸镁，混合60分钟，再加入20重量份400目碳酸钙混合60分钟，再加入20重量份400目三氯化铁，混合60分钟，再加入20重量份400目氧化钙混合60分钟，再加入3重量份400目聚丙烯酰胺，混合150分钟，即可。

实施例1-3的技术指标如表1所示：

表1：

 

	实施例1	实施例2	实施例3
				密度g/cm<sup>3</sup>(20℃)	1.20	1.25	1.30
固含量(重量)％	90	91	92
				还原性物质(以Fe<sup>2+</sup>计)重量含量	0.10	0.09	0.08
盐基度％	12.0	12.5	13.0
				PH(1％水溶液)	6.8	7	7.2

实施例4：

将实施例1与PAC对污水悬浮物净化和除油率的效果对比，得出试验数据如表2所示。

表2HML和PAC污水悬浮物净化效果对比

由表2可见，实施例1对含油、固体悬浮物的去除率随用量的逐渐增加而提高，在相同的用量下，实施例1的除油、除杂质的效果，明显比PAC好，由此可见，实施例1在较低用量的情况下，就能达到较好的悬浮物净化效果，降低了污水处理的药物成本。

实施例5：

实施例2与PAC与PAC针对不同污水环境的适应情况，其结果如表3所示：

表3

由表3可见，实施例2能处理污浊浓度达50万PPM的污水，而常用水处理剂，如PAC絮凝剂只能处理污浊浓度为5万PPM以下的污水；实施例2能处理PH值为4～14范围内的污水，而PAC絮凝剂只能处理PH值为6～9范围内的污水；实施例2能处理液温在5～60℃范围内的污水，而PAC絮凝剂只能处理液温在10～40℃范围内的污水。实施例2处理污水从开始到完成，整个工艺流程的时间不超过3分钟，而国内最常用的PAC絮凝剂的处理时间为90分钟以上，凝集时间为30～120分钟，沉淀时间为120～480分钟。

实施例6：

缓蚀作用：

在对污水进行絮凝作用的同时，金属阳离子与水反应会产生大量的H⁺离子会对设备产生较大的腐蚀作用，水解反应式为：

MeA+H₂O＝MeOH+H⁺+A^-

Me+H₂O＝MeOH+H⁺

而本发明复合的CaO可以随时中和污水中存在的H⁺，不仅起到助凝作用，而且还能调节PH值，使水的碱化度增高，有效防止了了污水对设备的侵蚀和腐蚀性。通过试验，实施例3的缓蚀效果如表4所示。

表4

 

加药量(mg/L)	处理前钢片重(g)	处理后钢片重(g)	腐蚀速率(mm/a)
				0	0.8764	0.6780	0.1984
10	0.7828	0.7153	0.0675
				20	0.7286	0.6714	0.0572
30	0.7456	0.7055	0.0401

从表4的数据可以看出，实施例3也具有良好的缓蚀效果。

实施例7：

杀菌作用：

实施例1对常见污水的杀菌作用如表5所示：

表5：

 

水样	杀菌前细菌总数/个	加药后3min后细菌总数/个	杀菌率/％
				雨水	600	11	98.1
工业污水	1.48×10<sup>5</sup>	8.9×10<sup>2</sup>	99.4

 

生活污水

9.8×10<sup>5</sup>

9.8×10<sup>2</sup>

99.9

结果表明，实施例1无论用于工业污水、生活污水，还是自然水体都具有良好的杀菌消毒效果，不产生有害物质，使用安全方便。

实施例8：

对重金属离子的处理作用：

实施例2对常见重金属离子同样有很强的去除功效，相关试验数据如表6所示。

表6

 

重金属离子	Cu<sup>2+</sup>	Pb<sup>2+</sup>	Cd<sup>2+</sup>	Cr<sup>3+</sup>
					起始浓度	45.0	137	74.8	36.5
残留浓度	0.81	1.37	0.97	0.84
					脱除效率％	98.2	99.0	98.7	97.7

综上所述，本发明能广谱、高效去除目前常用水处理剂难以处理的重金属离子、放射性物质、致癌物质、蓝藻、SS、COD、BOD等污染和有害物质，具有显著的脱色、脱臭、脱水、脱油、除菌等多种功效，用量少、处理速度快、运行成本低、对污水的高污浊浓度、宽PH值范围、宽污水温度变化，具有很强的适应性，适用于不同的水质条件和处理要求不同的处理工艺和设备条件调整生产，使其达到最佳的处理效果。

Claims (3)

1.复合粉状硫酸钙污水处理剂，其特征在于：包括以下物质及重量份：

酒石酸               5-10

苹果酸               3-5

硫酸钙               60-70

碳酸镁               10-15

碳酸钙               10-20

三氯化铁             10-20

氧化钙               10-20

聚丙烯酰胺           2-3。

2.根据权利要求1所述 的复合粉状硫酸钙污水处理剂，其特征在于：各种物质的粒径均为80-400目。

3.权利要求1或2所述的复合粉状硫酸钙污水处理剂制备方法，其特征在于：将苹果酸与酒石酸混合40-60分钟，再加入硫酸钙，混合50-120分钟，再加入碳酸镁，混合40-60分钟，再加入碳酸钙，混合40-60分钟，再加入三氯化铁，混合40-60分钟，再加入氧化钙混合40-60分钟，再加入聚丙烯酰胺，混合120-150分钟，即可。