CN101734772A - 处理工业废水的复合絮凝剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种处理工业废水的复合絮凝剂及制备方法，它以结晶氯化亚铁、氯化铝、硫酸镁、氯化锌、硫酸和高锰酸钾为原料，经混料熟化制成，该复合絮凝剂具有快速高效地去除高浓度废水中的悬浮物、COD、BOD、色度、重金属、氨氮等大部分污染物以及絮凝效果好、方法简单、成本低的优点及效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种处理工业废水的复合絮凝剂，具体的说，是一种用于处理高浓度工业废水的复合絮凝剂，属废水处理领域；本发明还涉及该复合絮凝剂的制备方法。
背景技术
絮凝是废水处理工艺中应用最普遍的关键环节之一，它在很大程度上影响着后续流程的运行工况、最终出水质量和成本费用，因而成为环境工程中重要的科技研究开发领域。高效的絮凝技术系统应该由优异的絮凝剂、反应器和自控投药三方面紧密结合而成，其中絮凝剂起核心作用。絮凝处理技术的关键是选择合适的絮凝剂。
絮凝剂的分类方法很多，按组成不同，一般可将其分为无机絮凝剂、有机絮凝剂、天然絮凝剂(如生物絮凝剂)，若根据絮凝剂分子量的高低、官能团的特征及官能团离解后所带电荷的性质，可将其进一步分为高分子、低分子、阳离子型、阴离子型和非离子型絮凝剂等。其中，无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两大类：铝盐以硫酸铝、氯化铝为主，铁盐以硫酸铁、氯化铁为主。无机高分子絮凝剂是20世纪60年代在传统的铁盐、铝盐基础上发展起来的一类新型絮凝剂，是无机絮凝剂的主流产品和主要研究方向，主要包括聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铁等。无机高分子絮凝剂比原有传统药剂有更好的絮凝效果而相应价格较低，在日本、俄罗斯、西欧、中国都已有相当规模的生产和应用，聚合类药剂的生产占絮凝剂总量的30％～60％。
高浓度工业废水既不同于生活污水，也不同于一般的工业污水，往往含有多种有毒有害的难降解有机物、重金属离子和氨氮等污染物，成分复杂，目前常规的聚铝、聚铁等絮凝剂由于絮凝组分单一对这些高浓度废水的处理效果不理想，特别是对水中溶解性污染物的去处效果不好。所以对于高浓度废水来说，目前还缺乏一种广谱、高效、稳定性好、专一性强、絮凝性能优良、性能价格比适中的絮凝剂。
发明内容
本发明的目的正是为了克服上述已有技术的缺点与不足而提供一种广谱、高效、稳定性好、絮凝性能优良的处理工业废水的复合絮凝剂，从而可有效地净化工业废水，减少污染；本发明还提供该复合絮凝剂的制备方法。
本发明的目的是通过下列技术方案实现的：
一种处理工业废水的复合絮凝剂，它采用下述按摩尔配比的原料经混合熟化制成的：
结晶氯化亚铁 1.0～5.0
氯化铝 5.0～1.0
硫酸镁 0.2～0.5
氯化锌 0.5～1.5
硫酸 0.5～2.5
高锰酸钾 0.25～0.75。
本发明的复合絮凝剂的制备方法，它按下述步骤进行：
将1.0～5.0摩尔的结晶氯化亚铁、5.0～1.0摩尔的氯化铝、0.2～0.5摩尔的硫酸镁、0.5～1.5摩尔的氯化锌混合均匀加入反应釜中搅拌再依次缓慢加入0.5～2.5摩尔的硫酸和0.25～0.75摩尔高锰酸钾配成的5％浓度的高锰酸钾水溶液混合在一起，反应和熟化1.5～2.0小时后得到复合絮凝剂产品。
本发明的技术是以结晶氯化亚铁、氯化铝、硫酸镁、氯化锌、硫酸和高锰酸钾为原料，结晶氯化亚铁，分子式为FeCl2.4H2O、氯化铝，分子式为AlCl3，硫酸镁，分子式为MgSO4，氯化锌，分子式为ZnCl2，硫酸为95％浓度的浓硫酸，高锰酸钾用水配制5％浓度的水溶液，在反应釜经过反应熟化，使铁、铝、镁、锌等盐发生羟基化聚合，集成了铁盐矾花大、铝盐矾花密实、镁盐脱色效果好、锌盐絮体沉降性好等优点。
本发明的产品是一种红棕色的液体，以浓度、聚合度不同其粘稠性能有所差别。
红外光谱和XRD谱图分析表明，复合絮凝剂在其制备过程中生成了新的聚合物形态，是以羟基桥联的铁、铝和镁的复杂高分子多聚物，是通过结合污水中大量的污染物而达到净化水质的目的。扫描电镜结果表明该复合絮凝剂表面有很多小孔且粗糙，并形成复杂而有序的立体结构，这增加了这两种新型絮凝剂的表面积和吸附容量，从而增强了对水体中悬浮颗粒物以及胶体杂质的吸附、网捕能力。
由于采取上述技术方案使本发明技术与己有技术相比具有如下的优点及效果：
(a)该复合絮凝剂能快速高效地去除高浓度废水中的悬浮物、COD、BOD、色度、重金属、氨氮等大部分污染物，絮凝效果好；通过对几种污水的处理，其结果如下：
(1)、对皮革废水-1的处理结果
取本发明的絮凝剂2.5ml投加到1000ml皮革废水中，在磁力搅拌器上搅拌，以180r/m的速度搅拌1分钟再以50r/m的速度继续搅拌10分钟后静置沉淀40分钟，取上清液测定水质。处理结果见表1。
表1对皮革废水-1的处理效果
| 水样 | 皮革废水原液 | 絮凝沉降后的上清液 | 处理效果 |
| 外观 | 乳状混浊，呈黄褐色，有明显的臭味 | 清澈、透明、无色，基本无臭味 | 效果明显 |
| COD | 2300mg/L | 598mg/L | 去除率为74％ |
| BOD | 807mg/L | 379mg/L | 去除率为53％ |
(2)、对皮革废水-2的处理结果
取本发明所的絮凝剂3.2ml投加1000ml皮革废水中，在磁力搅拌器上搅拌，以180r/m的速度搅拌1分钟再以50r/m的速度继续搅拌10分钟后静置沉淀40分钟，取上清液测定水质。处理结果见表2。
表2对皮革废水-2的处理效果
| 水样 | 皮革废水原液 | 絮凝沉降后的上清液 | 处理效果 |
| 外观 | 呈暗褐色，混浊，有明显的臭味 | 清澈、透明、无色，基本无臭味 | 效果很明显 |
| COD | 4200mg/L | 798mg/L | 去除率为81％ |
| BOD | 1490mg/L | 611mg/L | 去除率为59％ |
(3)、对垃圾渗滤液-1处理结果
取本发明所的絮凝剂4.5ml投加到1000ml垃圾渗滤液中，在磁力搅拌器上搅拌，以180r/m的速度搅拌1分钟再以50r/m的速度继续搅拌10分钟后静置沉淀40分钟，取上清液测定水质。处理结果见表3。
表3对垃圾渗滤液-1的处理效果
| 水样 | 垃圾渗滤液原液 | 絮凝沉降后的上清液 | 处理效果 |
| 外观 | 呈深黑褐色，有明显的臭味 | 透明、淡黄色，基本无臭味 | 效果很明显 |
| COD | 13855mg/L | 3048mg/L | 去除率为78％ |
| BOD | 6237mg/L | 2432mg/L | 去除率为61％ |
(4)、对垃圾渗滤液-2处理结果
取本发明的絮凝剂3.5ml投加到1000ml垃圾渗滤液中，在磁力搅拌器上搅拌，以180r/m的速度搅拌1分钟再以50r/m的速度继续搅拌10分钟后静置沉淀40分钟，取上清液测定水质。处理结果见表4。
表4对垃圾渗滤液-2的处理效果
| 水样 | 垃圾渗滤液原液 | 絮凝沉降后的上清液 | 处理效果 |
| 外观 | 呈深褐色，有明显的臭味 | 透明、清澈，略显淡黄色，无臭味 | 效果很明显 |
| COD | 5300mg/L | 1643mg/L | 去除率为69％ |
| 水样 | 垃圾渗滤液原液 | 絮凝沉降后的上清液 | 处理效果 |
| BOD | 2423mg/L | 1066mg/L | 去除率为56％ |
从上述处理结果显示，效果很明显，COD含量从2300mg/L～13855mg/L，COD去除率达69％～81％，BOD含量从870mg/L～6237mg/L，BOD去除率达53％～61％。
(b)采用多种复合组份，并能针对高浓度废水的成分复杂性等特点选择有效参数，因而能适应多种工业废水不同水质的变化情况，具有良好的广谱性和专一性；
(c)由铁、铝、镁、锌等羟基化聚合而成，集成了铁盐矾花大、铝盐矾花密实、镁盐脱色效果好、锌盐絮体沉降性好等优点，克服了铝盐矾花小、铁盐带来色度等不足；
(d)制备工艺简单，生产成本低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细说明：
实施例1
将199g的结晶氯化亚铁、133.5g的氯化铝、24g的硫酸镁、204.6g的氯化锌混合均匀加入反应釜中搅拌再依次缓慢加入51.6g的95％浓度的硫酸和39.5g的高锰酸钾配成5％浓度的高锰酸钾水溶液混合在一起，反应和熟化1.5小时后得到复合絮凝剂产品。
实施例2
将597g的结晶氯化亚铁、400.5g的氯化铝、36g的硫酸镁、136.4g的氯化锌混合均匀加入反应釜中搅拌再依次缓慢加入154.7g的95％浓度的硫酸和79g的高锰酸钾配成5％浓度的高锰酸钾水溶液混合在一起，反应和熟化1.8小时后得到复合絮凝剂产品。
实施例3
将995g的结晶氯化亚铁、667.5g的氯化铝、60g的硫酸镁、68.2g的氯化锌混合均匀加入反应釜中搅拌再依次缓慢加入257.9g的95％浓度的硫酸和118.5g的高锰酸钾配成5％浓度的高锰酸钾水溶液混合在一起，反应和熟化2.0小时后得到复合絮凝剂产品。
Claims (2)
1.一种处理工业废水的复合絮凝剂，其特征在于它采用下述按摩尔配比的原料制成的：
结晶氯化亚铁 1.0～5.0
氯化铝 5.0～1.0
硫酸镁 0.2～0.5
氯化锌 0.5～1.5
硫酸 0.5～2.5
高锰酸钾 0.25～0.75。
2.如权利要求1所述复合絮凝剂的制备方法，其特征在于它按下述步骤进行：
将1.0～5.0摩尔的结晶氯化亚铁、5.0～1.0摩尔的氯化铝、0.2～0.5摩尔的硫酸镁、0.5～1.5摩尔的氯化锌混合均匀加入反应釜中搅拌再依次缓慢加入0.5～2.5摩尔的硫酸和0.25～0.75摩尔的5％浓度的高锰酸钾水溶液混合在一起，反应和熟化1.5～2.0小时后得到复合絮凝剂产品。
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