CN104556333B - 一种处理铝材厂废水的复合型絮凝剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理铝材厂废水的复合型絮凝剂及其制备方法，其特征在于，该复合型絮凝剂的原料配方是由如下重量份数的各组分组成：果胶20~40份；聚丙烯酰胺20~40份；茴香醛0.2~1份；接骨木花提取物5~10份；腐植酸0.3~0.5份。本发明提供的这种复合型絮凝剂，其吸附絮凝效果好，效率高，在不扩建废水处理系统的条件下，可以净化处理更大量的废水，满足铝型材厂废水处理的要求。
Description
技术领域
本发明涉及铝型材污水处理领域，尤其涉及的是一种处理铝材厂废水的复合型絮凝剂及其制备方法。
背景技术
铝型材生产过程主要包括对成型铝材的脱脂、碱蚀、酸洗、氧化、封孔及着色，而经上述工序处理后的型材均需用水进行清洗，从而产生铝型材厂废水。铝型材厂生产的废水除含有大量的铝离子，还含有部分锌、镍、铜等金属离子，而废水的酸碱度视各生产厂家要求不同而有所变化，但呈酸性的居多。
针对铝型材废水主要含各种金属离子及悬浮物的特性，传统的处理工艺一般采用中和调节及混凝沉淀法，主要包括以下步骤：1、均衡水质：将铝型材生产废水从车间排出后流入中和调节池，针对废水的PH值，加入酸或碱中和，搅拌1-3小时，直到废水的PH值保持在6~9；2、将废水送入沉淀池中，加入絮凝剂，保持搅拌5-8小时，静置沉淀24小时；3、经过沉淀池后，废水的上部清液可以直接排出，下部杂质经污泥池浓缩后用泵抽送入板框压滤机，进行脱水挤压后作卫生填埋或综合利用。
传统的处理工艺一般采用聚丙烯酰胺作为絮凝剂，聚丙烯酰胺（PAM）为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦阻力，但其絮凝沉淀时间较长，絮凝净化效果一般。随着铝型材厂规模的扩大以及排放标准的日益严格，聚丙烯酰胺作为絮凝剂已经难以满足现在铝型材工厂的需求，因此迫切需要提供一种絮凝沉淀时间短，絮凝净化效果优异的复合型絮凝剂。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种处理铝材厂废水的复合型絮凝剂及其制备方法，该絮凝剂絮凝沉淀时间短，絮凝净化效果优异，符合现在铝型材工厂处理废水的需求。
本发明的技术方案如下：一种处理铝材厂废水的复合型絮凝剂，其特征在于，该复合型絮凝剂的原料配方是由如下重量份数的各组分组成：
果胶
20~40份；
聚丙烯酰胺
20~40份；
茴香醛
0.2~1份；
接骨木花提取物
5~10份；
腐植酸
0.3~0.5份；
所述接骨木花提取物的制备过程如下：将接骨木花放入浓度为1.8mol/L的浓硫酸中浸泡30分钟，用去离子水洗净后粉碎，再向粉碎物中倒入质量为接骨木花2~5倍的无水酒精，并在压强为115~120Kpa的环境下浸泡80~100分钟后，过滤获得接骨木花提取物。本发明所说的在压强为115~120Kpa的环境为比外界气压（一个标准大气压）高15~20Kpa的环境。
果胶是植物中的一种酸性多糖物质，它通常为白色至淡黄色粉末，稍带酸味，具有水溶性，多用于制作食品胶凝剂，本发明的果胶采用市售产品。腐植酸是自然界中广泛存在的大分子有机物质，广泛应用于农林牧、石油、化工、建材、医药卫生、环保等各个领域，常用作生产化肥，目前还没有发现利用腐植酸进行铝型材厂污水净化处理的应用，本发明的腐植酸采用市售的腐植酸原粉或腐植酸颗粒皆可。茴香醛（对甲氧基苯甲醛），常用作制备抗组织胺药物的中间体，本发明的茴香醛采用市售产品。接骨木花常用与泡茶饮用，适宜与蜂蜜、白砂糖、薄荷、玫瑰花等搭配，具有利尿、预防感冒等作用。发明人发现，将果胶、聚丙烯酰胺和接骨木花的提取物混合后制备的物质，其吸附絮凝效果是单纯的聚丙烯酰胺的2-3倍，而且其吸附絮凝效果对于环境温度要求低，环境温度改变对其影响不大，但其吸附絮凝的速度很慢，处理相同量的污水，所采用的时间是单纯的聚丙烯酰胺2倍以上。于是，发明人又针对如何提高该混合物的吸附絮凝速度的问题进行研究，发现，在该混合物中加入茴香醛以及腐植酸，对混合物的吸附絮凝速度具有极大的提升，经反复验证，吸附絮凝速度可以提高3-5倍。
继而，发明人又对各组分的配比进行研究，经过反复试验后，得到复合型絮凝剂的原料配方由如下重量份数的各组分组成时，效果最佳：
果胶
32份；
聚丙烯酰胺
25份；
茴香醛
0.5份；
接骨木花提取物
8份；
腐植酸
0.4份；
该组分制得的复合型絮凝剂，其吸附絮凝效果是单纯的聚丙烯酰胺的3倍，吸附絮凝所采用的时间是单纯的聚丙烯酰胺的一半。
本发明还提供了该复合型絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
先将果胶、聚丙烯酰胺和接骨木花提取物混合，加入5倍于该混合物质量的去离子水，搅拌20分钟后密封加热，加热温度维持在40~50℃，加热时间为30分钟，加热完毕后静置冷却至室温；然后加入茴香醛、腐植酸，采用旋转式摇床在30~40℃下以180~200转/min的速度震荡80~100分钟；最后用旋转蒸发仪以40~50℃处理，完全蒸发后研磨得到复合型絮凝剂。
本发明的有益效果：本发明提供的这种复合型絮凝剂，其吸附絮凝效果好，效率高，在不扩建废水处理系统的条件下，可以净化处理更大量的废水，满足铝型材厂废水处理的要求。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下列举实施例对本发明进一步详细说明。
实施例1
本实施例中处理铝材厂废水的复合型絮凝剂的原料配方是由如下重量份数的各组分组成：
果胶
20份；
聚丙烯酰胺
40份；
茴香醛
0.2份；
接骨木花提取物
10份；
腐植酸
0.3份；
其中，接骨木花提取物的制备过程如下：将接骨木花放入浓度为1.8mol/L的浓硫酸中浸泡30分钟，用去离子水洗净后粉碎，再向粉碎物中倒入质量为接骨木花2倍的无水酒精，并在压强比外界大气压高15Kpa的环境下浸泡80分钟后，过滤获得接骨木花提取物。
本实施例的复合型絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：先将果胶、聚丙烯酰胺和接骨木花提取物混合，加入5倍于该混合物质量的去离子水，搅拌20分钟后密封加热，加热温度维持在40℃，加热时间为30分钟，加热完毕后静置冷却至室温；然后加入茴香醛、腐植酸，采用旋转式摇床在40℃下以200转/min的速度震荡100分钟；最后用旋转蒸发仪以40℃处理，完全蒸发后得到白色（略带些淡黄色）的固体块，将该固体块研磨成粉末，得到复合型絮凝剂。
实施例2
本实施例中处理铝材厂废水的复合型絮凝剂的原料配方是由如下重量份数的各组分组成：
果胶
40份；
聚丙烯酰胺
20份；
茴香醛
1份；
接骨木花提取物
5份；
腐植酸
0.5份；
其中，接骨木花提取物的制备过程如下：将接骨木花放入浓度为1.8mol/L的浓硫酸中浸泡30分钟，用去离子水洗净后粉碎，再向粉碎物中倒入质量为接骨木花5倍的无水酒精，并在压强比外界大气压高20Kpa的环境下浸泡100分钟后，过滤获得接骨木花提取物。
本实施例的复合型絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：先将果胶、聚丙烯酰胺和接骨木花提取物混合，加入5倍于该混合物质量的去离子水，搅拌20分钟后密封加热，加热温度维持在50℃，加热时间为30分钟，加热完毕后静置冷却至室温；然后加入茴香醛、腐植酸，采用旋转式摇床在30℃下以180转/min的速度震荡80分钟；最后用旋转蒸发仪以50℃处理，完全蒸发后研磨得到复合型絮凝剂。
实施例3
本实施例中处理铝材厂废水的复合型絮凝剂的原料配方是由如下重量份数的各组分组成：
果胶
32份；
聚丙烯酰胺
25份；
茴香醛
0.5份；
接骨木花提取物
8份；
腐植酸
0.4份。
其中，接骨木花提取物的制备方法以及复合型絮凝剂的制备方法与实施例1相同。
对比例1
本对比例中，处理铝材厂废水的复合型絮凝剂的原料配方是由如下重量份数的各组分组成：
果胶
20份；
聚丙烯酰胺
40份；
茴香醛
0.2份；
腐植酸
0.3份。
其中，复合型絮凝剂的制备方法与实施例1基本相同，不同的是，不加添接骨木花提取物。
对比例2
本对比例中，处理铝材厂废水的复合型絮凝剂的原料配方是由如下重量份数的各组分组成：
果胶
20份；
聚丙烯酰胺
40份；
接骨木花提取物
10份；
其中，接骨木花提取物的制备与实施例1相同。复合型絮凝剂的制备方法如下：先将果胶、聚丙烯酰胺和接骨木花提取物混合，加入5倍于该混合物质量的去离子水，搅拌20分钟后密封加热，加热温度维持在40℃，加热时间为30分钟，加热完毕后静置冷却至室温；然后用旋转蒸发仪以40℃处理，完全蒸发后研磨得到复合型絮凝剂。
对本具体实施方式中的各实施例以及各对比例所制得的复合型絮凝剂的效果进行测试，其测试的方法内容如下：
测试对象：永利坚铝型材厂废水，取永利坚铝型材厂生产同一批铝型材所产生的废水，将废水注入6个规格相同的测试净化池中（每个测试净化池长宽高均为1米），分别对6个测试净化池中的废水进行采样（样品编号为1~6），测量各样品的PH值，悬浮物量，锌、镍、铜离子含量，得到以下表格。
测试方法：对6个测试净化池分别进行酸碱中和，使各测试净化池中废水的酸碱度在6~8之间。然后向1号测试净化池加入1KG实施例1中的复合型絮凝剂，搅拌30分钟后静置；向2号测试净化池加入1KG实施例2中的复合型絮凝剂，搅拌30分钟后静置；向3号测试净化池加入1KG实施例3中的复合型絮凝剂，搅拌30分钟后静置；向4号测试净化池加入1KG对比例1中的复合型絮凝剂，搅拌30分钟后静置；向5号测试净化池加入1KG对比例2中的复合型絮凝剂，搅拌30分钟后静置；向6号测试净化池加入1KG聚丙烯酰胺，搅拌30分钟后静置。测试各测试净化池中废水静置2小时、4小时、6小时和8小时后的PH值，悬浮物量，锌、镍、铜离子含量，得出以下表格。
经过30小时后，各测试净化池基本净化完毕，对各测试净化池的上层清液进行测量，得到以下数据。
注：广东省工业三废排放标准DB 4426-89所规定的污水排放标准为：PH值6~9，悬浮物100 mg/L，铜1 mg/L，锌2 mg/L，镍1 mg/L。
经比较得出如下结论：
一、1号、2号和3号测试净化池的净化处理效果比6号测试净化池好，沉降效率比6号测试净化池高，其中3号测试净化池的净化处理效果最好，沉降效率最高。
二、0到8小时中，5号测试净化池的沉降效率最低，大大低于其他测试净化池。发明人继续对5号测试净化池进行观察，30个小时以后，5号测试净化池的悬浮物量，锌、镍、铜离子含量数据分别为：14、0.02、0.33、0.03，由于5号测试净化池所采用的复合型絮凝剂与1号测试净化池所采用的复合型絮凝剂成分相似，因此将两者数据进行对比，发现30小时后的5号测试净化池的数据与8小时后的1号测试净化池相当，即5号测试净化池的净化效率大大低于1号测试净化池。
三、4号测试净化池的污水数据在0到4小时内与6号测试净化池数据相差不大，并且4号测试净化池的净化效果从第4个小时后大大降低，基本没有净化效果，发明人继续对4号测试净化池进行观察，发现30小时之后所测得的数据与8小时基本一致。于是发明人向4号测试净化池内废水加入0.5KG聚丙烯酰胺，搅拌，继续观察，发现其悬浮物量，锌、镍、铜离子含量数据继续降低。发明人确认，4号测试净化所加入的对比例1中的复合型絮凝剂，所起净化作用的成分只有该复合型絮凝剂中的聚丙烯酰胺成分。
经发明人多次试验得出：第一、果胶、聚丙烯酰胺和接骨木花的提取物混合后经本发明的处理工艺处理之后得到的混合物，其吸附絮凝效果大大优于单纯的聚丙烯酰胺。第二、在该混合物中加入茴香醛以及腐植酸，对混合物的吸附絮凝速度具有极大的提升。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (2)
1.一种处理铝材厂废水的复合型絮凝剂，其特征在于，该复合型絮凝剂的原料配方是由如下重量份数的各组分组成：
果胶 20~40份；
聚丙烯酰胺 20~40份；
茴香醛 0.2~1份；
接骨木花提取物 5~10份；
腐植酸 0.3~0.5份；
所述接骨木花提取物的制备过程如下：将接骨木花放入浓度为1.8mol/L的浓硫酸中浸泡30分钟，用去离子水洗净后粉碎，再向粉碎物中倒入质量为接骨木花2~5倍的无水酒精，并在压强为115~120KPa的环境下浸泡80~100分钟后，过滤获得接骨木花提取物；
所述处理铝材厂废水的复合型絮凝剂的制备方法包括以下步骤：
先将果胶、聚丙烯酰胺和接骨木花提取物混合，加入5倍于该混合物质量的去离子水，搅拌20分钟后密封加热，加热温度维持在40~50℃，加热时间为30分钟，加热完毕后静置冷却至室温；然后加入茴香醛、腐植酸，采用旋转式摇床在30~40℃下以180~200转/min的速度震荡80~100分钟；最后用旋转蒸发仪以40~50℃处理，完全蒸发后研磨得到复合型絮凝剂。
2.根据权利要求1所述的处理铝材厂废水的复合型絮凝剂，其特征在于，该复合型絮凝剂的原料配方是由如下重量份数的各组分组成：
果胶 32份；
聚丙烯酰胺 25份；
茴香醛 0.5份；
接骨木花提取物 8份；
腐植酸 0.4份。
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