CN103787479A - 高效粉末型广谱废水凝集剂 - Google Patents

高效粉末型广谱废水凝集剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了高效粉末型广谱废水凝集剂及其制备方法，属于环保的水处理技术。所述的高效粉末型广谱废水凝集剂是由多种无机物质与有机高分子及天然高分子物质经特殊加工而成的。无机物质包括多种无机矿物质及无机助滤剂等成分，天然高分及有机高分子物质包括的丙烯基系阳离子高分子凝集剂，与丙烯酰胺系阴离子高分子凝集剂。该高效粉末型广谱废水凝集剂是由上述这些原料经过均匀混合所得的产品。本发明的优点在于使用方便，使用范围广，凝集时间快，使用时不须调整pH值，对导电度，COD，浊度和油，去除率高且不需添购巨额设备，因此可降低国内厂家生产成本。

Description

高效粉末型广谱废水凝集剂
技术领域
本发明涉及高效粉末型广谱废水凝集剂，属于环保的水处理技术。
背景技术
工业废水是工业生产过程中产生的废水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品和生产过程中产生的污染物。工业废水中含有大量有毒物质，工业废水若未经后处理直接排放则其中的有毒物质会排入渠道、江河和湖泊，污染地表水；有毒物质渗入土壤，会造成土壤污染，影响植物和土壤中微生物的生长，并且有毒物质被植物吸收后残留在植物体内，而后通过食物链达到人体内，对人体健康构成伤害。因此，对工业废水进行后处理尤为重要。
现有的工业废水（如纺织、印染、石化、制药及电子业）处理，大多采用聚合氯化铝(PAC)及高分子(Polymer)系做为凝集处理剂，同时这种凝集处理剂亦被广泛使用于建筑污水、土木污水、河川污水、湖泊污水、海洋污水、生物污水等各种污水的处理上。例如申请号为200610053852.X的中国专利文献公开了一种印染废水脱色凝集剂，该絮凝剂包括：6wt%～9wt%的双氰胺、1～4wt%的尿素、20～26wt%的甲醛、3.5～7.5wt%的氯化铵和56.5～66.5wt%的PAC溶液(Al2O3%=12)。但是，PAC及Polymer类吸附材料的吸附性较低，吸附物种类少并无法处里含油废水，用量也较大，且使用这些凝集剂，需要很大的设备和复杂的加药设备及系统，如直接以粉体进行混凝处理需要30～60分钟以上的处理时间。含油废水中所含的油类物质，包括天然石油、石油产品、焦油及其分馏物，以及食用动植物油和脂肪类。如果不加以回收处理，直接排入河流、湖泊或海湾，会严重污染水体，影响水生生物生存；若用于农业灌溉，则会堵塞土壤空隙，妨碍农作物生长。
目前，在处理含油废水的时候，通常采用先处理油、再处理污水的方法。油分需要吸附剂或油分分离机来除去，然后再进行污水处理。这种方法通常是非常繁琐的，设备投资成本高并且有很大的局限性。如果油分残留的话，对于膜过滤等处理方法来说，也会显着缩短膜的寿命，且在场地较小的地方或厂家就不能实现了。因此，目前需要提供高效粉末型广谱废水凝集剂，来改善国内外各种生产规模的厂家废水处理问题。
发明内容
本发明的目的在于提供高效粉末型广谱废水凝集剂。所述的高效粉末型广谱废水凝集剂是由无机物质与环境友好型合成聚合物及天然高分子物质经混合而成的。
在本发明中，所述高效粉末型广谱废水凝集剂中无机物质组分的质量含量优选包括：
10～50wt%的碳酸钙或石灰；
5～10wt%的Al2O；
0.1～0.5wt%的FeO；
10～40wt%的SiO2；
0.1～2wt%的Fe2O3；
1～5wt%的MgO；
0.5～2wt%的CaO；
0.1～1wt%的K2O；
20～70wt%的硅藻土；
余量为石膏。
在本发明中，所述碳酸钙或石灰在无机物质中的质量含量更优选为10～40wt%，最优选为20～30wt%；
所述Al2O在无机物质中的质量含量更优选为6～9wt%，最优选为7～8wt%；
所述FeO在无机物质中的质量含量更优选为0.2～0.4wt%；
所述SiO2在无机物质中的质量含量更优选为15～35wt%，最优选为20～30wt%；
所述MgO在无机物质中的质量含量更优选为2～4wt%；
所述CaO在无机物质中的质量含量更优选为1～1.5wt%；、
所述K2O在无机物质中的质量含量更优选为0.3～0.8wt%，最优选为0.4～0.7wt%；
所述硅藻土在无机物质中的质量含量更优选为30～60wt%，最优选为40～50wt%。
在本发明中，所述高效粉末型广谱废水凝集剂中天然高分子物质包括黄原胶、壳聚糖、海藻酸或瓜尔胶；
所述天然高分子物质在所述高效粉末型广谱废水凝集剂中的质量含量优为0.1～3wt%；
所述高效粉末型广谱废水凝集剂中合成聚合物优选包括丙烯基系阳离子高分子凝集剂和丙烯酰胺系阴离子高分子凝集剂；
所述丙烯基系阳离子高分子凝集剂在所述高效粉末型广谱废水凝集剂中的质量含量优选为0.1～3wt%；
所述丙烯酰胺系阴离子高分子凝集剂在所述高效粉末型广谱废水凝集剂中的质量含量优选为0.1～3wt%。
在本发明中，所述高效粉末型广谱废水凝集剂是由上述这些原料经过均匀混合加工而成产品。
本发明提供的高效粉末型广谱废水凝集剂是粉末状态的，高效粉末型广谱废水凝集剂效果快，相较于传统粉状高分子凝集剂，混凝时间减少90%以上，高效粉末型广谱废水凝集剂使用时不须调整pH值及其他工艺，在水中溶解的同时即开始发挥作用对废水浊度去除率达50～90%，COD也可降低60～90%。本发明提供的高效粉末型广谱废水凝集剂，使用于含油废水中，对废水油份的去除率达90～97%以上。
传统的凝集剂产品在使用时需要很多的反应槽，分别进行反应，但是使用本发明提供的高效粉末型广谱废水凝集剂所得之高效粉末型广谱废水凝集剂的话，无论废水量大小皆可以进行处理，尤其处理小量废水只需要一个小的桶槽即可且不需添购巨额设备，因此可降低国内厂家生产剧减。
在本发明中，所述高效粉末型广谱凝集剂的质量与待处理废水的体积比优选为（10～50）g:1公升，更优选为（20～40）g:1公升。
说明书附图
图1为现有技术公开的传统凝集剂处理废水采用的装置的结构示意图；
图2为本发明提供的高效粉末型广谱废水凝集剂处理废水采用的装置的结构示意图。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的高效粉末型广谱废水凝集剂进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将10g碳酸钙、5g Al2O、0.1g FeO、10g SiO2、0.1g Fe2O3、1g MgO、0.5g CaO、0.1g K2O、20g硅藻土、53.2g石膏混合、0.1g黄原胶、0.05g丙烯基系阳离子高分子凝集剂和0.05g丙烯酰胺系阴离子高分子凝集剂混合，搅拌均匀得到高效粉末型广谱废水凝集剂。
实施例2
将50g碳酸钙、10g Al2O、0.2g FeO、10g SiO2、0.1g Fe2O3、1g MgO、0.5g CaO、0.1g K2O、20g硅藻土、8.1g石膏混合、7.32g壳聚糖、3.66g丙烯基系阳离子高分子凝集剂和3.66g丙烯酰胺系阴离子高分子凝集剂混合，搅拌均匀得到高效粉末型广谱废水凝集剂。
实施例3
将20g碳酸钙、8g Al2O、0.5g FeO、20g SiO2、2g Fe2O3、5g MgO、2g CaO、1g K2O、40g硅藻土、1.5g石膏混合、1.03g海藻酸、0.52g丙烯基系阳离子高分子凝集剂和0.52g丙烯酰胺系阴离子高分子凝集剂混合，搅拌均匀得到高效粉末型广谱废水凝集剂。
实施例4
采用图2所示的装置对印刷电路板(Printed circuit board;PCB)含油废水进行处理，本发明将待处理的废水通入盛有实施例1制备的高效粉末型广谱废水凝集剂的设备中，在搅拌的作用下完成对废水处理，得到的污泥通过该设备底部的污泥出口排出，进行污泥处理；处理后的上澄液由设备侧壁上部的液体出口排出。采用本发明提供的高效粉末型广谱废水凝集剂对废水进行处理，可直接使用，无需进行pH值的调整，可依废水处理量的大小直接处理。
1公升废水源液(无处理)
直接向1公升的废水源液中添加20g实施例1制备的高效粉末型广谱废水凝集剂，处理时间4分钟，完成对印刷电路板含油废水的处理。
本发明检测处理前和处理后废水的pH值(使用pH meter,HannaInstruments,USA)、导电率(使用Conductivity meter,Hanna Instruments,USA)、COD(依照ASTM D1252)、浊度(依照ASTM D6698)和油份(依照ASTMD3921)，结果如表1所示，表1为本发明实施例1得到的废水处理前后的参数。
表1本发明实施例1得到的废水处理前后的参数
测定项目 处理前 处理后 去除率
pH25℃ 11.80 11.4 --
导电率(μs/cm) 6460 1330 79.41%
COD 2120 752 64.52%
浊度(NTU) 140 11 92.14%
油份(%) 35.9 0.4 98.88%
由本实施例可以看出，本发明提供的高效粉末型广谱废水凝集剂可直接添加于PCB含油废水中，不需其他工艺及投药设备；对PCB含油废水处理4分钟后，COD去除率达64.52%，浊度降低92.14%，油份去除率高达98.88%。
比较例1
采用图1所示的装置对实施例4中的印刷电路板(Printed circuit board;PCB)含油废水的处理。由图1可以看出，采用现有技术的凝集剂进行废水处理，需要调整pH值及混凝设备。
1公升废水源液(无处理)
将市售聚合氯化铝商品配制成质量浓度为10%的聚合氯化铝溶液，直接向1公升废水源液中添加20g、质量浓度为10%的聚合氯化铝（PAC）溶液，处理时间60分钟，完成对含油废水的处理。
本发明采用实施例4的检测方法检测处理前和处理后废水的pH值、导电率、COD、浊度和油份，结果如表2所示，表2为本发明比较例1得到的废水处理前后的参数。
表2本发明比较例1得到的废水处理前后的参数
测试项目 处理前 处理后 去除率
pH25℃ 11.80 8.2 --
导电率(μs/cm) 6460 7232 无法处理
COD 2120 3319 无法处理
浊度(NTU) 140 276 无法处理
油份(%) 35.9 35.9 无法处理
聚合氯化铝使用时需多道工艺(先将聚合氯化铝溶解成10%～30%的溶液，然后加水稀释至所需浓度)无法直接使用，且溶解时间长约30分钟以上，如为规模较小之厂家使用上较不便利。
由表2可以看出，以聚合氯化铝处理PCB含油废水，其COD、浊度不降反升，且无法处理油份。
实施例5
采用实施例4的技术方案对纺织厂发电机含油废水进行处理，不同的是，本实施例采用实施例2制备得到的高效粉末型广谱凝集剂。
1公升废水源液(无处理)
向1公升废水源液中添加20g实施例2制备得到的高效粉末型广谱废水凝集剂，处理时间4分钟，完成对含油废水的处理。
本发明采用实施例4所述的检测方法检测处理前和处理后废水的pH值、导电率、COD、浊度和油份，结果如表3所示，表3为本发明实施例5得到的废水处理前后的参数。
表3本发明实施例5得到的废水处理前后的参数
测试项目 处理前 处理后 去除率
pH25℃ 5.56 6.23 --
导电率(μs/cm) 1679 210 87.49%
COD 1200 360 70%
浊度(NTU) 84 6 92.85%
油份(%) 33.2 0.5 98.49%
由本实施例可以看出，本发明提供的高效粉末型广谱废水凝集剂可直接添加于发电机含油废水中，不需其他工艺及投药设备；采用本发明提供的凝集剂对含油废水处理4分钟后，COD去除率达70%，浊度降低92.85%，油份去除率高达98.49%。
比较例2
采用比较例1的技术方案对实施例5的纺织厂发电机含油废水进行处理：
1公升废水源液(无处理)
向1公升废水源液中添加20g、质量浓度为10%的聚合氯化铝（PAC）溶液，处理时间60分钟，完成对含有废水的处理。
本发明采用实施例4的检测方法检测处理前和处理后废水的pH值、导电率、COD、浊度和油份，结果如表4所示，表4为本发明比较例2得到的废水处理前后的参数。
表4本发明比较例2得到的废水处理前后的参数
测试项目 处理前 处理后 去除率
pH25℃ 5.56 8.2 --
导电率(μs/cm) 1679 2150 无法处理
COD 1200 2030 无法处理
浊度(NTU) 84 272 无法处理
油份(%) 33.2 33.2 无法处理
由表4可以看出，以聚合氯化铝处理PCB含油废水，其COD和浊度不降反升，且无法处理油份。
实施例6
采用实施例4所述的技术方案对机械厂切削机含油废水进行处理，不同的是，本实施例采用实施例3制备得到的高效粉末型广谱凝集剂：
1公升废水源液(无处理)
向1公升废水源液中添加20g实施例3制备得到的高效粉末型广谱废水凝集剂，处理时间4分钟，完成对含有废水的处理。
本发明采用实施例4的检测方法检测处理前和处理后废水的pH值、导电率、COD、浊度和油份，结果如表5所示，表5为本发明实施例6得到的废水处理前后的参数。
表5本发明实施例6得到的废水处理前后的参数
测试项目 处理前 处理后 去除率
pH25℃ 4.30 6.23 --
导电率(μs/cm) 2249 395 82.43%
COD 1930 460 76.16%
浊度(NTU) 153 13 91.5%
油份(%) 51.9 1.1 97.88%
由本实施例可以看出，本发明提供的高效粉末型广谱废水凝集剂可直接添加于发电机含油废水中，不需其他工艺及投药设备，且对含油废水中COD的去除率达76.16%，浊度降低91.5%，油份去除率高达97.88%。
比较例3
采用比较例1所述的技术方案对实施例6中的机械厂切削机含油废水的进行处理：
1公升废水源液(无处理)
向1公升废水源液中添加20g、质量浓度为10%聚合氯化铝（PAC）溶液，处理时间60分钟，完成对含油废水的处理。
本发明采用实施例4的检测方法检测处理前和处理后废水的pH值、导电率、COD、浊度和油份，结果如表6所示，表6为本发明比较例3得到的废水处理前后的参数。
表6本发明比较例3得到的废水处理前后的参数
测试项目 处理前 处理后 去除率
pH25℃ 4.30 3.7 --
导电率(μs/cm) 2249 3350 无法处理
COD 1630 2270 无法处理
浊度(NTU) 153 293 无法处理
油份(%) 51.9 51.9 无法处理
由表6可以看出，以聚合氯化铝处理切削机含油废水，其COD和浊度不降反升，且无法处理油份。
本发明所提供的所述的高效粉末型广谱废水凝集剂是粉末状态的，高效粉末型广谱废水凝集剂效果快，相较于传统粉状高分子凝集剂混凝时间减少90%以上，高效粉末型广谱废水凝集剂使用时不须调整pH值及其他工艺，在水中溶解的同时即开始发挥作用对废水浊度去除率达50～90%，COD也可降低60～90%。高效粉末型广谱废水凝集剂，使用于含油废水，对油份的去除率达90～97%以上。
传统的产品需要很多的反应槽分别进行反应，但是使用高效粉末型广谱废水凝集剂所得之高效粉末型广谱废水凝集剂的话，无论废水量大小皆可以进行处理，尤其处理小量废水只需要一个小的桶槽即可且不需添购巨额设备，因此可降低国内厂家生产剧减。
本发明所提供的高电导性能组合物高效粉末型广谱废水凝集剂可以处理于印染、油墨、皮革、机械、石油及电子业等废水对于导电度，COD，浊度和油分，有更好、更广谱的去除的效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.高效粉末型广谱废水凝集剂，其特征在于：由无机物质与合成聚合物及天然高分子物质组成。
2.按权利要求1所述的高效粉末型广谱废水凝集剂，其特征在于：所述的高效粉末型广谱废水凝集剂中无机物质组分的质量含量为：
10～50wt%的碳酸钙和/或石灰；
5～10wt%的Al2O；
0.1～0.5wt%的FeO；
10～40wt%的SiO2；
0.1～2wt%的Fe2O3；
1～5wt%的MgO；
0.5～2wt%的CaO；
0.1～1wt%的K2O；
20～70wt%的硅藻土；
余量为石膏。
3.按权利要求2所述的高效粉末型广谱废水凝集剂，其特征在于：所述高效粉末型广谱废水凝集剂中天然高分子包括黄原胶、壳聚糖、海藻酸或瓜尔胶；
所述天然高分子组分在所述高效粉末型广谱废水凝集剂中的质量含量为0.1～3wt%；
所述高效粉末型广谱废水凝集剂中有机高分子物质包括丙烯基系阳离子高分子凝集剂和丙烯酰胺系阴离子高分子凝集剂；
所述丙烯基系阳离子高分子凝集剂在所述高效粉末型广谱废水凝集中的质量含量为0.1～3wt%；
所述丙烯酰胺系阴离子高分子凝集剂在所述高效粉末型广谱废水凝集中的质量含量为0.1～3wt%。
4.按权利要求3所述的高效粉末型广谱废水凝集剂，其特征在于：所述高效粉末型广谱废水凝集剂在使用时不需使用特殊加药设备。
5.权利要求1～3任意一项所述的高效粉末型广谱废水凝集剂的使用方法，其特征在于：直接将权利要求1～3任意一项所述的高效粉末型广谱废水凝集剂与待处理的废水混合，凝集后完成废水的处理；
所述凝集的时间为3～15分钟。
6.按权利要求5所述的使用方法，其特征在于：所述的废水为印染、油墨、皮革、机械、石油和/或电子业产生的废水。
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