CN101786702A - 造纸废水专用水处理剂fpas-4及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了造纸废水专用水处理剂FPAS-4及制备方法，本发明产品FPAS-4的化学结构式如式(1)所示：

，

Description

造纸废水专用水处理剂FPAS-4及制备方法

【技术领域】

本发明涉及造纸废水专用水处理剂FPAS-4及制备方法。

【背景技术】

产量位居世界第二位的我国造纸行业属于重污染行业，不断排放出成分复杂、且高浓度COD高色度的造纸废水，造纸业一向被视为污染严重大户。2007年，全国造纸业的废水排放量和COD(化学需氧量)排放量分别占到了全国工业污水排放总量和COD排放量的17％和35.2％。已经对现有水资源污染破坏非常严重，导致质量型严重缺水。全国水资源污染危及人类饮水安全的事件屡屡发生。

我国造纸工业近几年一直保持快速增长的势头，纸和纸板的消费在以百分之十几的速度增长，造纸工业发展潜力巨大。目前我国许多中小造纸企业基本没有废水治理设施；根据《造纸工业发展“十一五”规划纲要》初步确定的目标，全国纸质产量将由目前的6000万吨提高到2010年的7100万吨，木浆、非木浆及废纸造纸比例分别为26％、18％和56％，工业污染物排放强度由75kg/万元下降到60kg/万元。因此，造纸企业要恢复生产实现持续发展，急需高效环保经济的废水处理产品，提升现有环保处理技术水平，达到造纸废水深度处理目的，满足水污染物排放国家标准新的要求，实现处理水回用，使排放降到最低点。

2008年6月25日国家环保部发布了制浆造纸工业水污染物排放新标准GB3544-2008，代替原用标准GB3544-2001，并于2008年8月1日起实施，新标准中增加了色度指标，总氮和总磷指标。COD指标由原排放标准450mg/L调整为90mg/L。仅COD指标和色度这两个指标而言，目前国内市场的水处理剂产品和处理技术很难达此标准。

【发明内容】

本发明提供的是造纸废水专用水处理剂FPAS-4及制备方法，本发明产品FPAS-4的化学结构式如式(1)所示：

n₁+n₂+n₃＜3

本发明具体制备方法操作如下：用硫酸亚铁为原料经水溶解后，投加硫酸、催化剂，然后加辅助剂，使之共聚复合，得到外观呈褐色粘稠状的FPAS-4产品。反应温度为室温，反应时间2～3小时，反应物料配比为七水硫酸亚铁∶硫酸∶催化剂∶辅助剂＝100∶4～12∶3～8∶100～200，所述催化剂是氯酸盐中的任意一种，辅助剂是铝盐中的任意一种。本发明的FPAS-4型产品，在进行造纸废水处理时再按FPAS-4产品∶有机高分子化合物＝100∶0.1～2的重量比添加有机高分子化合物，从而实现快速去除废水中COD，高效脱除废水中有机色素，并实现快速絮凝沉降、清水有效分离的效果。本发明所述有机高分子化合物是分子量为200万～2000万的聚丙烯酰胺。

本发明所用原料硫酸亚铁最好是硫酸法钛白副产七水硫酸亚铁。

本发明所获得的FPAS-4产品检测结果如下：

指标名称	中试产品结果
		外观	棕红色至褐色液体
密度/g/cm3(20℃)	1.38
		全铁含量/％	5.5
还原性物质(以Fe2+计)/％	0.006
		盐基度/％	14.1
pH(1％水溶液)	2.62
		辅助剂有效组分含量％	3.5

FPAS-4产品是一种造纸废水专用的水处理剂产品，呈褐色粘稠状，易溶于水，是一种含有多种阳离子和阴离子的高分子化合物。在水体中形成多种价态的多核络离子高聚物，这种多种高价阳离子形成的络离子通过中和胶体电荷压缩水体中胶粒双电层，降低胶体电位，使胶体脱稳，同时通过吸附、交联、架桥作用，使胶体微粒集聚，经“卷扫”而使杂质“抱团”快速沉降。此外，高价的阳离子具有较高的氧化性，能大幅提高COD的去除率。产品中的特有组分结构可实现复合络离子分阶段形成，对于水体中显色的杂质具有更高的脱除效果。试验结果表明：与现有的同类水处理剂相比，其具有高效同时脱除COD和色度的效果，显示出独有的特性。本发明为大量的钛白副产硫酸亚铁废渣找到了一条切实可行的综合利用途径。

【具体实施方式】

实施例1：

在反应设备中加水1950公斤，开动搅拌。缓慢加入浓硫酸40公斤，再加入七水硫酸亚铁1000公斤，同时加入氯酸钾30公斤。在室温下氧化聚合0.5小时，加入氯化铝1000公斤，继续聚合复合1.5小时，得到褐色粘稠状的FPAS-4产品。产品重量4000公斤。

实施例2：

在反应设备中加水1600公斤，开动搅拌。缓慢加入浓硫酸60公斤，再加入七水硫酸亚铁1000公斤，同时加入氯酸镁30公斤。在室温下氧化聚合0.5小时，加入硫酸铝1300公斤，继续聚合复合1.5小时，得到褐色粘稠状的FPAS-4产品。产品重量4020公斤。

实施例3：

在反应设备中加水1350公斤，开动搅拌。缓慢加入浓硫酸40公斤，再加入七水硫酸亚铁1000公斤，同时加入铝酸钙80公斤。在室温下氧化聚合0.5小时，加入铝矾土1500公斤，继续聚合复合1.5小时，得到褐色粘稠状的FPAS-4产品。产品重量4010公斤。

实施例4：

在反应设备中加水1020公斤，开动搅拌。缓慢加入浓硫酸80公斤，再加入七水硫酸亚铁1000公斤，同时加入氯酸钠80公斤。在室温下氧化聚合0.5小时，加入硝酸铝1800公斤，继续聚合复合1.5小时，得到褐色粘稠状的FPAS-4产品。产品重量4000公斤。

实施例5：

处理某造纸厂COD为1150mg/L，颜色深褐色的废水，采用本发明FPAS-4产品0.54公斤/吨废水，添加分子量为1000万的有机高分子化合物6克，处理后的结果见下表：

单位：mg/L

检测项目	PH	色度	悬浮物(SS)	化学需氧量(CODcr)	生化需氧量(BOD5)	总磷(TP)
							GB3544-2008排放限值	6～9	50	30	90	20	0.8
检测结果	7.32	20	4.7	76.92	9	0.05

实施例6：

处理某造纸厂COD为1480mg/L，颜色深褐色的废水，采用本发明FPAS-4产品0.75公斤/吨废水，添加分子量为800万的有机高分子化合物7克，处理后的结果见下表：

单位：mg/L

检测项目	PH	色度	悬浮物(SS)	化学需氧量(CODcr)	生化需氧量(BOD5)	总磷(TP)
							GB3544-2008排放限值	6～9	50	30	90	20	0.8
检测结果	7.32	20	4.7	80.00	11	0.06

实施例7：

处理某造纸厂COD为1270mg/L，颜色深褐色的废水，采用本发明FPAS-4产品0.62公斤/吨废水，添加分子量为1400万的有机高分子化合物5.6克，处理后的结果见下表：

单位：mg/L

检测项目	PH	色度	悬浮物(SS)	化学需氧量(CODcr)	生化需氧量(BOD5)	总磷(TP)
							GB3544-2008排放限值	6～9	50	30	90	20	0.8
检测结果	7.32	20	4.8	88.12	8	0.09

Claims (4)

1.造纸废水专用水处理剂FPAS-4，其特征在于FPAS-4用式(1)表示：

$\left({\mathrm{Fe}}_2{\left(\mathrm{OH}\right)}_{n_1}{\mathrm{Al}}_2{\left(\mathrm{OH}\right)}_{n_2}{\mathrm{Cl}}_{n_3}{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_{3-}\frac{n_1+n_2+n_3}{2}\right)m---\left(1\right)$

式中n₁+n₂+n₃＜3 $m\≤\frac{1}{6}.$

2.根据权利要求1所述的造纸废水专用水处理剂FPAS-4的制备方法，其特征在于：用硫酸亚铁为原料经水溶解后，投加硫酸、催化剂，然后加辅助剂，使之共聚复合，得到外观呈褐色粘稠状的式(1)表示的FPAS-4产品，反应温度为室温，反应时间2～3小时，反应物料重量配比为硫酸亚铁∶硫酸∶催化剂∶辅助剂＝100∶4～12∶3～8∶100～200，在进行造纸废水处理时再按FPAS-4产品∶2#有机高分子化合物＝100∶0.1～2的重量比添加2#有机高分子化合物，所述催化剂是氯酸盐中的任意一种，辅助剂是铝盐中的任意一种，所述2#有机高分子化合物是聚丙烯酰胺。

3.根据权利要求2所述的造纸废水专用水处理剂FPAS-4的制备方法，其特征在于：所述催化剂氯酸盐是指氯酸钾、氯酸钠、氯酸镁、氯酸钙中的任意一种，辅助剂铝盐是指氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、铝矾土中的任意一种，所述2#有机高分子化合物是指分子量为200万～2000万的聚丙烯酰胺。

4.根据权利要求2所述的造纸废水专用水处理剂FPAS-4的制备方法，其特征在于：所用原料硫酸亚铁为硫酸法钛白副产七水硫酸亚铁。