CN102718295B - 一种处理焦化废水的复配药剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理焦化废水的复配药剂及其制备方法，属于材料与环境工程技术领域，以质量份计，其原料由以下组分组成：硫酸钠100份、硫酸铝350~450份、水15~25份、聚合硫酸铁50~100份、活化硅酸钠50~100份、壳聚糖2~8份。将硫酸钠、硫酸铝和水按比例混合后进行水热反应，冷却，然后按比例加入聚合硫酸铁、活化硅酸钠和壳聚糖，搅拌，混合均匀后恒温烘干即得所述复配药剂。本发明制备的药剂对于处理焦化废水、制药废水、印染废水、垃圾渗滤液废水的生化出水有良好的去除效果，尤其对焦化废水的COD的去除和色度去除均有较好效果。

Description

一种处理焦化废水的复配药剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及材料与环境工程技术领域，具体涉及一种处理焦化废水的复配药剂及其制备方法。

背景技术

焦化废水类高浓度难降解有机废水，由于其有机物浓度高、生物难降解、生物毒性物质种类多、含量大、氨氮浓度高等诸多特点，研究和实践证明，单靠一种处理方法难以达到理想的效果。

众多研究表明，此类废水的处理需要多段工艺、多种方法的联合作用。从现今我国焦化类废水的处理实践看，找到一种适合我国国情并能有效处理此类废水，使处理后出水达到国家现行排放标准的方法或手段是问题所在，而这种方法必定包含预处理、二级处理和深度处理等工段，同时也必须充分考虑排放废水的企业在废水产生的源头已采取了有效的治理措施（即相关清洁生产措施）等。在此基础上，一些非生物手段或与生物法的联合方法不失为解决问题的有效方法。

例如，申请号为200810117656.6的中国专利文献公开了一种焦化废水的处理方法：（1）厂内各种废水经排污管线排入平流式隔油池，隔油池设有刮油机，定期清除表面的浮油，隔油池出水进入气浮系统除油；（2）气浮系统出水自流入废水混合调节池，以均衡水质水量；（3）混合调节池出水由提升泵进入VTBR生物氧化塔进行处理，去除大部分的COD，去除酚、氰及其他有害物质，并通过硝化及反硝化作用脱氮；（4）出水进入二沉池；（5）出水进入砂滤池和活性炭吸附装置，然后进入超滤及反渗透装置，出水达标排放。

目前国内多采用A-A-O生化法对焦化废水进行处理，经生化处理的焦化废水大多达不到排放标准，后续还需投加混凝药剂对焦化废水进行物化处理，使处理后出水达标。大多数焦化厂采用聚合硫酸铁做混凝剂，聚丙烯酰胺做助凝剂。采用这两种药剂对焦化废水中的COD及总氰的去除效率仅在30%左右，如遇生化出水指标波动较大情况，往往处理后出水中COD及总氰就会超标。因此，研究开发新混凝药剂对焦化废水进行物化处理对于焦化废水处理是有相当重要意义的。

例如，申请号为200910311421.5的中国专利文献公开了一种处理焦化废水的氧化混凝剂，由氧化絮凝剂和助凝剂两部分构成，所述氧化絮凝剂由以下组分构成：絮凝剂聚合硫酸铁8~12%，氧化剂高铁酸盐0.1~2.0%，余量为水；助凝剂为0.1~0.3%的聚丙烯酰胺水溶液。该药剂在传统的混凝剂中加入了氧化剂高铁酸盐，具有氧化和絮凝的双重效果，处理焦化废水生化出水，色度在80倍以下。但是该药剂的结构没有进行化学稳固，因此药剂在常温下空气中很容易挥发或者变异，失去部分组分后药剂对废水的处理效果会下降。

发明内容

本发明提供了一种处理焦化废水的复配药剂及其制备方法，药剂的结构稳定，制备简单，价格便宜。

一种处理焦化废水的复配药剂，以质量份计，由以下原料制成：

所述的活化硅酸钠由如下方法制备：

取硅酸钠溶液，用稀硫酸或稀盐酸调pH值至1.5~2.5，搅拌1~2小时后静置12~24小时即可。

优选地，以质量份计，由以下原料制成：

本发明以较为普遍的便宜的硫酸铝和硫酸钠为主要成分，充分利用该药剂的净水作用，通过对该药剂的复配和改良，从而强化该药剂的净水作用。聚合硫酸铁的加入，可进一步提高该药剂的吸附性能，同时和硫酸铝盐的复配能增大反应沉降的絮体，加快沉降速度，缩短沉降时间，提高脱色效果。在此基础上，加入活化硅酸钠溶液，相互改善两者相关性能，形成有效的协同絮凝体系，通过吸附架桥、静电中和、网捕卷带等多方位共同作用，成倍地提高絮凝沉降效果。另外加入一些壳聚糖可增强该复配药剂的助凝作用，提高脱色效果。

所述硫酸钠、硫酸铝较为普遍且便宜，作为复配药剂的主要成分，然后再与聚合硫酸铁和活化硅酸钠复配，铝盐及铁盐的强凝聚性能使最终的复配药剂具有较好的凝聚性能，但是铝盐及铁盐的比例会影响产品应用时的絮体沉降性和产品的脱色性，例如，铁盐能形成致密絮体，沉淀较快，但铁盐本身会产生铁色，对出水的脱色效果会产生影响。

活化硅酸酸钠可以与铝铁金属盐发生共聚形成铝铁盐的硅酸钠聚合物，具有良好的凝聚作用，进一步增强复配药剂的凝聚性能，因此活化硅酸钠的用量会对复配药剂的性能有一定的影响。所述壳聚糖可增强复配药剂的助凝作用，提高脱色效果，但是过多的壳聚糖会也会对复配药剂的混凝作用有一定的影响。

因此，以质量份计，硫酸钠为100份时，硫酸铝为350~450份，水为15~25份，聚合硫酸铁为50~100份，活化硅酸钠为50~100份，壳聚糖为2~8份。

优选地，以质量份计，硫酸钠为100份，硫酸铝为380~420份，水为18~22份，聚合硫酸铁为70~80份，活化硅酸钠为70~80份，壳聚糖为4~6份。

本发明还提供了一种处理焦化废水复配药剂的制备方法，包括：

将硫酸钠、硫酸铝和水按比例混合后进行水热反应，冷却，然后按比例加入聚合硫酸铁、活化硅酸钠和壳聚糖，搅拌，混合均匀后恒温烘干即得所述复配药剂；

各反应原料的组分如下：

所述的活化硅酸钠由如下方法制备：

取硅酸钠溶液，用稀硫酸或稀盐酸调pH值至1.5~2.5，搅拌1~2小时后静置12~24小时即可。

优选地，各反应原料的组分如下：

所述的水热反应在反应釜中进行，水热釜中的反应温度过低或反应时间太短，反应不完全，药剂不能生成稳定结构；而温度过高或时间太长，组分会发生质的变化，也会影响药剂处理效果，因此，一种优选的技术方案，所述水热反应的温度为80~100℃；所述水热反应的时间为2~3小时。

硫酸钠、硫酸铝和水完成水热反应后，需要对反应液进行冷却后在加入其他组分，所述冷却的温度为30~40℃。

所述干燥在恒温干燥箱中进行，温度过低，烘干时间会比较长，温度过高也会破坏掉产品的性能，优选地，所述恒温烘干的温度为90~105℃；所述的恒温烘干的时间为36～48小时。

本发明的有益效果：

1）本复配药剂的结构稳定，制备简单，价格便宜，运输方便。

2）本复配药剂的制备方法简单，所需材料便宜。

3）本复配药剂对焦化废水的COD和色度去除可以达到50%以上。

4）本复配药剂既可用于新建污水处理工程，也可用于已建工程的改造。

5）本复配药剂沉降时间短，效果良好。

具体实施方式

以下实施例中活化硅酸钠均由如下方法制得：

取饱和硅酸钠溶液，用稀硫酸酸调pH值至2左右，搅拌1.5小时后静置15小时备用。所有原料均采用市售产品。

实施例1

将硫酸钠100g、硫酸铝400g和水20g加入反应釜中，搅拌，反应釜温度控制在90℃，反应时间2.5小时，反应结束后冷却至35℃，然后加入75g聚合硫酸铁、75g活化硅酸钠和5g壳聚糖进行二次搅拌，然后放入温度为100℃的恒温干燥箱中干燥40小时，即得药剂Ⅰ。

实施例2

将硫酸钠100g、硫酸铝350g和水20g加入反应釜中，搅拌，反应釜温度控制在80℃，反应时间2小时，反应结束后冷却至35℃，然后加入50g聚合硫酸铁、50g活化硅酸钠和3g壳聚糖进行二次搅拌，然后放入温度为105℃的恒温干燥箱中干燥40小时，即得药剂Ⅱ。

实施例3

将硫酸钠100g、硫酸铝380g和水22g加入反应釜中，搅拌，反应釜温度控制在100℃，反应时间3小时，反应结束后冷却至35℃，然后加入100g聚合硫酸铁、100g活化硅酸钠和6g壳聚糖进行二次搅拌，然后放入温度为95℃的恒温干燥箱中干燥40小时，即得药剂Ⅲ。

实施例4

将硫酸钠100g、硫酸铝430g和水25g加入反应釜中，搅拌，反应釜温度控制在100℃，反应时间2.5小时，反应结束后冷却至35℃，然后加入80g聚合硫酸铁、80g活化硅酸钠和6g壳聚糖进行二次搅拌，然后放入温度为100℃的恒温干燥箱中干燥40小时，即得药剂Ⅳ。

实施例5

将硫酸钠100g、硫酸铝450g和水20g加入反应釜中，搅拌，反应釜温度控制在90℃，反应时间2.5小时，反应结束后冷却至35℃，然后加入100g聚合硫酸铁、100g活化硅酸钠和8g壳聚糖进行二次搅拌，然后放入温度为90℃的恒温干燥箱中干燥40小时，即得药剂Ⅴ。

实施例6

将硫酸钠100g、硫酸铝400g和水15g加入反应釜中，搅拌，反应釜温度控制在80℃，反应时间2.5小时，反应结束后冷却至35℃，然后加入75g聚合硫酸铁、75g活化硅酸钠和5g壳聚糖进行二次搅拌，然后放入温度为100℃的恒温干燥箱中干燥40小时，即得药剂Ⅵ。

应用例1

取常规水处理试剂聚合硫酸铁和上述实施例制备的复配药剂用于沉淀经过生化处理的焦化废水，废水水质为：CODcr：300mg/l，色度为128倍。加入上述实施例制备的药剂，加入量为0.1%（质量百分比），沉淀2h后，测出水水质，结果如表1所示。

表1 焦化废水的出水水质

由表1的结果可知，由本发明制备的复配药剂对该焦化废水的COD去除率最高可达55%，脱色效率最高可达67%。

应用例2

将上述实施例1~6所制备的新鲜复配药剂在常温常压下放置半年后再用来处理经过生化处理的焦化废水，废水水质为：CODcr：300mg/l，色度为128倍。加入上述实施例制备且放置半年后的药剂，加入量为0.1%（质量百分比），沉淀2h后，测出水水质，结果如表2所示。

表2 焦化废水的出水水质

从表2的结果可知，本发明制备的复配药剂在常温常压下放置半年后其对经过生化处理的焦化废水的处理效果仍然跟刚刚制备出来的新鲜药剂的处理效果差不多，说明本发明方法制备的复配药剂在常温常下具有稳定的结构和性能。

本发明制备的药剂对于处理焦化废水、制药废水、印染废水、垃圾渗滤液废水的生化出水有良好的去除效果，尤其对焦化废水的COD的去除和色度去除均有较好效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施举例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种处理焦化废水的复配药剂，其特征在于，以质量份计，由以下原料制成：

所述的活化硅酸钠由如下方法制备：

取硅酸钠溶液，用稀硫酸或稀盐酸调pH值至1.5～2.5，搅拌1～2小时后静置12～24小时即可。

2.一种处理焦化废水复配药剂的制备方法，其特征在于，包括：

将硫酸钠、硫酸铝和水按比例混合后进行水热反应，冷却，然后按比例加入聚合硫酸铁、活化硅酸钠和壳聚糖，搅拌，混合均匀后恒温烘干即得所述复配药剂；

各反应原料的组分如下：

所述的活化硅酸钠由如下方法制备：

取硅酸钠溶液，用稀硫酸或稀盐酸调pH值至1.5～2.5，搅拌1～2小时后静置12～24小时即可。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，各反应原料的组分如下：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为80～100℃。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的时间为2～3小时。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述冷却的温度为30～40℃。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述恒温烘干的温度为90～105℃。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的恒温烘干的时间为36～48小时。