CN101591056B - 一种用于水处理的絮凝剂及其制备与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于水处理的絮凝剂，由质量配比如下的原料制成：膨润土50％～70％，电解铝废渣20％～30％，硫酸亚铁10％～20％。本发明絮凝剂可用于各种工业废水的悬浮颗粒絮凝沉淀和脱色，应用范围广，原料来源方便，加工制作简便，不会产生二次污染，在水处理中应用前景广阔，并将产生较好的经济和社会效益。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种用于水处理的絮凝剂及其制备与应用。
(二)背景技术
水处理的絮凝剂是一种化学试剂，分有机和无机两大类。化学絮凝剂为主的净水方式具有投资少，流程短，污泥沉降快，运行成本相对较低等优点。絮凝是水中投加一定量的絮凝剂之后，悬浮颗粒直接或间接的相互作用生成“絮状”的大颗粒而进行卷扫、沉淀分离的过程。
发明专利CN1046315A(一种无机混凝剂的制备方法)和发明专利CN1137025A(废水处理组合剂)均属无机化学絮凝剂，它们都有一定的缺陷，前者是通过化学反应制取的絮凝剂，加工较繁杂，后者含有较强的碱性物质。
(三)发明内容
本发明目的是提供一种制作简便、处理效果好的用于水处理的絮凝剂及制备的新方法和应用。
本发明采用的技术方案是：
一种用于水处理的絮凝剂，由质量配比如下的原料制成：
膨润土 50％～70％
电解铝废渣 20％～30％
硫酸亚铁 10％～20％。
膨润土(Bentonite)，是以蒙脱石为主的含水粘土矿，蒙脱石的化学成分为：(Al2Mg3)[Si4O10][OH]2.nH2O。由于它具有特殊的性质，如：膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性以及阳离子交换性等等，所以广泛用于各个工业领域。膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2∶1型晶体结构。由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如Cu、Mg、Na、K等，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不牢固，易被其它阳离子交换，故具有较好的离子交换性。膨润土的分类：膨润土的层间阳离子种类决定膨润土的类型，层间阳离子为Na+时称钠基膨润土；层间阳离子为Ca2+时称钙基膨润土；层间阳离子为H+时称氢基膨润土(活性白土)；层间阳离子为有机阳离子时称有机膨润土。
本发明中，所述膨润土优选为红色膨润土。红色膨润土含有微量铁和锰，因铁和锰均为红色，故名。此红色膨润土属于钠基膨润土，因含有铁和锰，能提高废水的絮凝和脱色效果。
电解铝废渣，是氧化铝在融盐电解过程中电解槽中的炭块、耐火材料被浸融入大量无机氟酸盐，产生含无机氟化物的废物，其中还含有大量的Al、Al2O3、SiO2等，可作为本发明絮凝剂的组成成分。
现代电解铝工业采用冰晶石、氧化铝融盐电解法工艺：熔融冰晶石是溶剂，氧化铝是溶质被溶解，以碳素作为阳极(预焙阳极块)，铝液作为阴极，通入直流电流后，在940℃～970℃下，电解槽两极上进行电化学反应。阳极产物主要是二氧化碳、一氧化碳、氟化氢(HF)、粉尘等有害气体，阳极气体经净化处理，除去部分有害气体和粉尘后排入大气。阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，在混合炉内净化澄清之后，浇注成铝锭或生产成线坯、型材等。
通常的，生产1吨铝实际需氧化铝约1.93吨，消耗氟化盐0.27吨、阳极炭块0.6吨。铝电解生产中所用氟化盐主要是冰晶石Na3AlF6和氟化铝AlF3，其次有一些用来调整和改善电解质性质的添加剂，如：氟化镁MgF2、氟化锂LiF或碳酸锂Li2CO3、氟化钙CaF2、氟化钠NaF。每生产1吨氧化铝可排放：粉尘2.5Kg、氟化物0.35Kg，可产生HW32危险废物(无机氟化物)345Kg，俗称电解槽大修废渣。
优选的，所述絮凝剂由质量配比如下的原料制成：
红色膨润土 60％
电解铝废渣 25％
硫酸亚铁 15％。
本发明还涉及制备所述絮凝剂的方法，所述方法包括：
(1)将各原料粉碎，以100～150目筛分筛，获得100～150目的原料粉末；
(2)按照膨润土50％～70％、电解铝废渣20％～30％、硫酸亚铁10％～20％质量配比取各原料粉末，混合均匀，干燥(80～95℃，10～20min)得到所述絮凝剂。
本发明还涉及所述絮凝剂在水处理中的应用。具体的，所述应用为：将所述絮凝剂加入至废水中，添加量为10～30g/L，调节pH6.0～7.0，搅拌下对废水进行沉淀和脱色处理，所述废水可为印染厂的印染废水或造纸厂的造纸废水，以及化工废水，食品废水，皮革废水和电镀废水等。
本发明絮凝剂可用于各种工业废水的悬浮颗粒絮凝沉淀和脱色，应用范围广，原料来源方便，加工制作简便，不会产生二次污染，在水处理中应用前景广阔，并将产生较好的经济和社会效益。
(四)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1：
将红色膨润土(南京汤山膨润土有限公司，型号PNaJ-12-30)、电解铝废渣(浙江华东铝业有限公司，浙江兰溪，主要成分：Al 25.58wt％，Al2O331,55wt％，SiO25.56wt％)和硫酸亚铁分别经粉碎机粉碎，经120目筛网过筛，并按下列配方计量称重：红色膨润土4000g(60％)，电解铝废渣1700g(25％)，硫酸亚铁1000g(15％)，置于容器中，以转速为30转/分的搅拌机搅拌1h，使物料均匀；在80℃温度干燥20分钟，分装。
实施例2：
将膨润土(南京汤山膨润土有限公司，型号PNaJ-12-30)、电解铝废渣和硫酸亚铁分别经粉碎机粉碎，经150目筛网过筛，并按下列配方计量称重，膨润土1000g(60％)，电解铝废渣500g(30％)，硫酸亚铁167g(10％)，置于容器中，以转速为30转/分的搅拌机搅拌1h，使物料均匀；在85℃温度干燥15分钟，分装。
实施例3：
将膨润土(南京汤山膨润土有限公司，型号PNaJ-12-30)、电解铝废渣和硫酸亚铁分别经粉碎机粉碎，经100目筛网过筛，并按下列配方计量称重，膨润土1400g(70％)，电解铝废渣400g(20％)，硫酸亚铁200g(10％)，置于容器中，以转速为30转/分的搅拌机搅拌1h，使物料均匀；在90℃温度干燥10分钟，分装。
实施例4：
本发明实施例1絮凝剂15g，室温(15℃～20℃)条件下加入到1000mL印染废水，(废水初始COD值为584mg/L、色度0.52)中，调节pH在6.0～7.0(以1mol/L HCl或1mol/L NaOH调节)，在转速200r/min下搅拌30min，色度去除率为98.5％，COD去除率为78.1％。
实施例5：
本发明实施例2絮凝剂22g，室温(20℃～30℃)条件下加入到1000mL造纸废水(废水初始COD值为2566mg/L、色度0.64)中，调节pH在6.0～7.0(以1mol/L HCl或1mol/L NaOH调节)，在转速200r/min下搅拌30min，色度去除率为99.1％，COD去除率为73.7％。
实施例6：
本发明实施例3絮凝剂15g，室温(25℃～35℃)条件下加入到1000mL造纸废水(废水初始COD值为2046mg/L、色度0.48)中，调节pH在6.0～7.0(以1mol/L HCl或1mol/L NaOH调节)，在转速200r/min下搅拌30min，色度去除率为99.3％，COD去除率为75.6％。
Claims (6)
1.一种用于水处理的絮凝剂，由质量配比如下的原料制成：
膨润土 50％～70％
电解铝废渣 20％～30％
硫酸亚铁 10％～20％。
2.如权利要求1所述的絮凝剂，其特征在于所述膨润土为红色膨润土。
3.如权利要求1所述的絮凝剂，其特征在于所述絮凝剂由质量配比如下的原料制成：
红色膨润土 60％
电解铝废渣 25％
硫酸亚铁 15％。
4.制备如权利要求1所述絮凝剂的方法，所述方法包括：
(1)将各原料粉碎，以100～150目筛分筛；
(2)按照膨润土50％～70％、电解铝废渣20％～30％、硫酸亚铁10％～20％质量配比取各原料粉末，混合均匀，干燥得到所述絮凝剂。
5.如权利要求1所述絮凝剂在水处理中的应用。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于所述应用为：将所述絮凝剂加入至废水中，添加量为10～30g/L，调节pH6.0～7.0，搅拌下对废水进行沉淀和脱色处理，所述废水为印染废水或造纸废水。
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