CN101704569A - 一种用于净化含乳化油废水的絮凝剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于净化含乳化油废水的絮凝剂及其制备方法，该絮凝剂由以下重量百分比的原料组成：硫酸铝：80.5％-84％，氯化锌：4％-6％，氯化镁：1.5％-2％，三氯化铁：9％-11％，碳酸氢钠：0.4％-0.6％，上述原料的百分比之和为100％；该絮凝剂的制备方法：1)将配方量的原料粉碎过筛；2)将硫酸铝及三氯化铁的混合粉碎物熟化；3)将氯化锌、氯化镁及碳酸氢钠的混合粉碎物加入到上一步得到的硫酸铝及三氯化铁熟化物中继续熟化，即可得用于含乳化油废水的絮凝剂，其COD去除率、透光率、污泥沉降性能明显优于PAC，产品性能稳定、效率高，成本比目前广泛使用的PAC低20％～30％。

Description

一种用于净化含乳化油废水的絮凝剂及其制备方法

技术领域

本发明属于絮凝剂领域，特别涉及一种用于净化含乳化油废水的絮凝剂及其制备方法。

背景技术

絮凝剂在废水处理中已被广泛使用，废水的混凝处理是含油废水处理中的基本单元之一。在无机絮凝剂中，以无机高分子絮凝剂为主导地位，无机絮凝剂主要是铁盐和铝盐，如聚硫氯化铁、聚磷氯化铁、聚合磷酸铁等及聚合氯化铁铝、聚硅硫酸铝和聚磷硫酸铝等，此类絮凝剂虽然能有效净化废水，但却存在耗量大、效率低、产生浮渣多等缺点，并具有一定的腐蚀性和毒性，对人类健康和生态环境产生不利影响；有机高分子絮凝剂的主要品种有聚丙烯酰胺(PAM)、聚甲基丙烯酸酯-丙烯晴共聚物、聚乙烯基苯甲基季铵盐等，它们与无机高分子絮凝剂相比具有耗量小、絮凝能力强、效率高、产生浮渣少等优点，但不足之处是废渣含水率高，产生的污液体积较大，并且这类高聚物的残余单体具有“三致”效应(致畸、致癌、致突变)，因而使其应用范围受到限制；天然生物高分子絮凝剂，如壳聚糖、淀粉衍生物、明胶等，是从自然物质中提取并稍经化学改性处理的物质，这类絮凝剂无毒或低毒、无二次污染，但絮凝活性低，单独用于絮凝净化效果也不理想。

含乳化油废水是石油废水中最难处理的废水之一，该废水中含有大量的表面活性物质，其由于ζ电位会形成双电层，且表面活性的结构膜具有一定的强度和韧性，因此乳化废水有较高的稳定性而难以处理，常用的上述絮凝剂中，还没有一种絮凝剂对处理含乳化油废水同时具有良好的混凝和破乳性能，如碱式氯化铝只能压缩乳浊液滴的双电层降低ζ电位，而不能改变乳浊液滴表面的结构膜，不能达到完全破乳。

发明内容

为了克服常用絮凝剂对含乳化油废水处理效果的不足与缺陷，本发明的目的在于，提供一种用于净化含乳化油废水的絮凝剂及其制备方法，这种絮凝剂兼有无机絮凝剂与有机絮凝剂的优点，对悬浮物和乳化油有着较好的絮凝作用和吸附架桥能力，对含乳化油水有着较强的破乳能力，特别适用于含乳化油废水的处理，其生产方法工艺简单，使用常规设备，无废气、废水、废渣排出。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种用于净化含乳化油废水的絮凝剂及其制备方法，制得的该絮凝剂由以下重量百分比的原料组成：硫酸铝：80.5％-84％，氯化锌：4％-6％，氯化镁：1.5％-2％，三氯化铁：9％-11％，碳酸氢钠：0.4％-0.6％，上述原料的百分比之和为100％。

上述用于净化含乳化油废水的絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

1)粉碎过筛：常温常压下，将配方量的硫酸铝及三氯化铁混合后粉碎、过筛，粒径≤200目；将配方量的氯化锌、氯化镁及碳酸氢钠混合后粉碎、过筛，粒径≤200目；

2)初步熟化：常压下将硫酸铝及三氯化铁的混合粉碎物熟化，熟化条件：温度为15-25℃时，熟化6-8小时；温度为26-35℃时，熟化4-6小时；

3)继续熟化：常压下，将氯化锌、氯化镁及碳酸氢钠的混合粉碎物加入到上一步得到的硫酸铝及三氯化铁熟化物中，保持上一步熟化温度不变，继续熟化3-4小时，即可得到用于净化含乳化油废水的絮凝剂。

本发明的主要优点：

(1)本发明的制备方法的操作步骤主要为混合粉碎以及熟化，制备过程无环境污染；

(2)混凝效果好。将铝盐、铁盐投入被处理的水中之前，预先进行一定程度的混合熟化，可以进一步强化其絮凝特性，使其絮凝能力超过原金属盐类。本发明制备的絮凝剂不仅能压缩乳浊液滴的双电层降低ζ电位，并通过吸附架桥、静电中和网捕交联等作用使水中胶体表面电荷产生很强的中和能力，从而破坏了胶粒的稳定性，使胶体脱稳并使胶体微粒间相互碰撞而形成絮凝体；并且其能改变乳浊液滴表面结构膜，达到完全破乳的目的，从而得到良好的混凝效果。

(3)产品性能稳定、效率高。悬浮物去除率80％～95％，COD去除率为60％～80％，乳化油去除率80％～96％。

(4)成本低。综合处理费用比目前广泛使用的PAC低20％～30％。

具体实施方式

本发明的絮凝剂有效处理含乳化油废水的原理是：原料按一定的配比熟化处理，水解和聚合反应交替进行，在水解过程中产生游离SO₄ ^2-、OH^-、Cl^-等阴离子，它们对带正电和带负电的亲水胶体均起凝聚作用，且能够促进交联状分子链的增长。由于控制熟化条件和SO₄ ^2-等离子的混合比例，过程中生成一系列动力学中间产物，即水溶性聚合物及疏水性的氢氧化物聚合体，如{[AI₂(OH)₂(H₂O)₈]₂(SO₄)}⁶⁺、[Fe(H₂O₆)]³⁺、{AI₃(OH)₆(H₂O)₆]₂(SO₄)}⁴⁺、[Fe₂(OH)₃]³⁺等，它们具有较高的分子量和较高的电荷，通过吸附架桥、静电中和网捕交联等作用使水中胶体表面电荷产生很强的中和能力。因此，本发明的絮凝剂具有较强的压缩双电层降低ζ电位的能力，能够提高临界ζ电位，当胶体颗粒ζ电位降至临界电位左右时，胶体粒子聚结沉淀，从而有利于投药量的降低，且该絮凝剂不会因大量投加而产生反向ζ电位，从而破坏胶粒的稳定性，使胶体脱稳、胶体微粒相互碰撞而形成絮凝体；通过水解使包裹在油珠外层的水膜破裂，达到完全破乳的目的，分散的小油珠相互接触而聚成大颗粒的油珠而浮上，从而有效去除。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细说明，需要说明的是熟化采用本领域常规的方法和设备。

制备实施例1：

一种用于净化含乳化油废水的絮凝剂，制得的该絮凝剂由以下重量百分比的原料组成：硫酸铝：82.5％，氯化锌：5％，氯化镁：2％，三氯化铁：10％，碳酸氢钠：0.5％；

用于净化含乳化油废水的絮凝剂的制备方法包括以下步骤：

1)粉碎过筛：常温常压下，将硫酸铝及三氯化铁混合后粉碎、过筛，粒径180目；将氯化锌、氯化镁及碳酸氢钠混合后粉碎、过筛，粒径180目；

2)初步熟化：常压下将硫酸铝及三氯化铁的混合粉碎物熟化，熟化条件：温度25℃，熟化7小时；

3)继续熟化：常压下，将氯化锌、氯化镁及碳酸氢钠的混合粉碎物加入到上一步得到的熟化物中，保持温度为25℃，继续进行熟化4小时，即可得到用于净化含乳化油废水的絮凝剂。

制备实施例2：

一种用于净化含乳化油废水的絮凝剂，制得的该絮凝剂由以下重量百分比的原料组成：硫酸铝：84％，氯化锌：4％，氯化镁：1.5％，三氯化铁：10％，碳酸氢钠：0.5％；

用于净化含乳化油废水的絮凝剂的制备方法包括以下步骤：

1)粉碎过筛：常温常压下，将全部的硫酸铝及三氯化铁混合后粉碎、过筛，粒径180目；将全部的氯化锌、氯化镁及碳酸氢钠混合后粉碎、过筛，粒径180目；

2)初步熟化：常压下将硫酸铝及三氯化铁的混合粉碎物熟化，熟化条件：温度25℃，熟化6小时；

3)继续熟化：常压下，将氯化锌、氯化镁及碳酸氢钠的混合粉碎物加入到上一步得到的熟化物中，保持温度为25℃，继续进行熟化4小时，即可得到用于净化含乳化油废水的絮凝剂。

制备实施例3：

一种用于净化含乳化油废水的絮凝剂，制得的该絮凝剂由以下重量百分比的原料组成：硫酸铝：83％，氯化锌：5％，氯化镁：1.6％，三氯化铁：10％，碳酸氢钠：0.4％；

用于净化含乳化油废水的絮凝剂的制备方法包括以下步骤：

1)粉碎过筛：常温常压下，将全部的硫酸铝及三氯化铁混合后粉碎、过筛，粒径200目；将全部的氯化锌、氯化镁及碳酸氢钠混合后粉碎、过筛，粒径200目；

2)初步熟化：常压下将硫酸铝及三氯化铁的混合粉碎物熟化，熟化条件：温度30℃，熟化5小时；

3)继续熟化：常压下，将氯化锌、氯化镁及碳酸氢钠的混合粉碎物加入到上一步得到的熟化物中，保持温度为30℃，继续进行熟化4小时，即可得到用于净化含乳化油废水的絮凝剂。

制备实施例4：

一种用于净化含乳化油废水的絮凝剂，制得的该絮凝剂由以下重量百分比的原料组成：硫酸铝：80.5％，氯化锌：6％，氯化镁：1.9％，三氯化铁：11％，碳酸氢钠：0.6％；

用于净化含乳化油废水的絮凝剂的制备方法包括以下步骤：

1)粉碎过筛：常温常压下，将全部的硫酸铝及三氯化铁混合后粉碎、过筛，粒径200目；将全部的氯化锌、氯化镁及碳酸氢钠混合后粉碎、过筛，粒径200目；

2)初步熟化：常压下将硫酸铝及三氯化铁的混合粉碎物熟化，熟化条件：温度35℃，熟化4小时；

3)继续熟化：常压下，将氯化锌、氯化镁及碳酸氢钠的混合粉碎物加入到上一步得到的熟化物中，保持温度为35℃，继续进行熟化3小时，即可得到用于净化含乳化油废水的絮凝剂。

发明人应用实施例2制备的絮凝剂对某油站水样进行净化试验，取6组试验结果的平均值，得到如表1的污物去除效果.净化实验过程中，混合阶段GT值控制为100000，反应阶段GT值控制为9000；

表1本发明的絮凝剂的污染物去除效果

上述结果表明本发明制备的絮凝剂对污水中的石油类、BOD₅、悬浮物都有较好的去除效果，对石油类的去除率大于94％，悬浮物去除率在90％以上。经预处理后的水质已基本满足生物处理的要求。

某炼油厂含油废水，其废水主要指标如下：化学需氧量COD 488mg/L，悬浮物783mg/L。采用优选的实施例1制备的絮凝剂进行水处理实验，同时采用碱式聚合氯化铝(PAC)取代本发明产品重复上述实验，将处理效果比较，得到表2和表3所示的对比结果。

表2本发明的絮凝剂与PAC相同投量条件下的处理结果

由表2可以看出，在投药量以及其他实验条件均相同的情况下，本发明制备的絮凝剂处理效果(如COD去除率、透光率)明显优于PAC。

表3本发明的絮凝剂与PAC相同投量条件下浓缩时间与污泥体积对比表

由表3可以看出，本发明制备的絮凝剂在水处理实验后形成的污泥体积小于絮凝剂PAC，表明其污泥沉降性能显著优于PAC.

综上所述，本发明的用于净化含乳化油废水的絮凝剂经上述制备方法制备后使用，对污水中的石油类、BOD₅、悬浮物都有较好的去除效果，对石油类的去除率大于94％，悬浮物去除率在90％以上，预处理后水质基本满足生物处理的要求，COD去除率、透光率、污泥沉降性能明显优于PAC，产品性能稳定、效率高，成本比目前广泛使用的PAC低20％～30％。

Claims (2)

1.一种用于净化含乳化油废水的絮凝剂，其特征在于，制得的该絮凝剂由以下重量百分比的原料组成：硫酸铝：80.5％-84％，氯化锌：4％-6％，氯化镁：1.5％-2％，三氯化铁：9％-11％，碳酸氢钠：0.4％-0.6％，上述原料的百分比之和为100％；

2.权利要求1所述的用于净化含乳化油废水的絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)粉碎过筛：常温常压下，将配方量的硫酸铝及三氯化铁混合后粉碎、过筛，粒径≤200目；将配方量的氯化锌、氯化镁及碳酸氢钠混合后粉碎、过筛，粒径≤200目；

2)初步熟化：常压下将硫酸铝及三氯化铁的混合粉碎物熟化，熟化条件：温度为15-25℃时，熟化6-8小时；温度为26-35℃时，熟化4-6小时；

3)继续熟化：常压下，将氯化锌、氯化镁及碳酸氢钠的混合粉碎物加入到上一步得到的硫酸铝及三氯化铁熟化物中，保持上一步熟化温度不变，继续熟化3-4小时，即可得到用于净化含乳化油废水的絮凝剂。