CN105152289A - 一种碱性废水的净化处理剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种碱性废水的净化处理剂，其特征在于：其由A、B、C三种组分所组成，其中所述A组分包括磷酸二氢钙、硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁，所述B组分包括氧化镁、硫酸钙、硅酸钠，所述C组分包括聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺，所述A、B、C的百分含量为50-60％、30-40％、5-10％。本发明的净化处理剂是一种具有优异的、综合水处理效果的多功能废水净化处理药剂，以保证既能够高效准确的调节废水的pH值，又能有效氧化去除其中的有机或无机污染物，还能快速高效实现絮凝，并清除掉废水中的重金属离子。

Description

一种碱性废水的净化处理剂

技术领域

本发明涉及废水净化处理的技术领域，尤其是一种碱性废水的净化处理剂。

背景技术

近年来，随着我国社会的不断发展和科技的飞速进步，人们在化工领域的探索越来越深入，各种复杂的、高浓度的工业生产废水也随之产生。例如在冶金、电镀、电池等行业中，常常产生高浓度的碱性废水，同时其中还含有高浓度无机盐和重金属离子。特别是在冶金、电镀和涂装等技术领域中，其工业废水中常常含有大量的有机树脂、表面活性剂、重金属离子、油漆、颜料、有机溶剂等污染物，COD值变化大，废水排放情况复杂且没有规律，若不妥善处理，会对环境产生严重污染。

对此类废水，目前主要采用的方法是对间歇排放的高浓度废水(如：脱脂、表调、磷化、电泳废液、还有喷漆废水等等)分别进行调节pH，再加入混凝剂和絮凝剂进行混凝反应，然后进行固液分离，使高浓度废水变清。变清后的高浓度废水再与连续排放的低浓度废水混合，然后再分别进行调节pH、混凝沉淀和生化处理。沉淀物化污泥进入污泥脱水处理系统。

可见，对于碱性工业废水的处理而言，pH调节和絮凝是极其关键的步骤。然而目前所使用的无机及有机絮凝剂多为具有单一功能的水处理药剂，例如聚合铝、硫酸铝、三氯化铝等铝系絮凝剂，聚合铁、三氯化铁等铁系絮凝剂，在水中仅仅具有凝聚絮凝效能，而不具有诸如氧化和杀菌作用，不能有效降低废水的COD、BOD等，也难以除去废水中的重金属离子，同时凝集沉降的效率也很低，凝集后的絮凝块也容易再次溶解。但随着我国对于环境污染问题的日益重视以及待处理碱性工业废水的增长和复杂化，迫切需要一种具有能够调节pH、氧化、絮凝、杀菌和吸附清除重金属离子为一体的高效多功能碱性废水的净化处理药剂，以满足工业废水排放的水质净化的要求。

本发明的目的即在于提供一种具有优异的、综合水处理效果的多功能废水净化处理药剂，以保证既能够高效准确的调节废水的pH值，又能有效氧化去除其中的有机或无机污染物，还能快速高效实现絮凝，并清除掉废水中的重金属离子。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种具有优异净化效果的碱性废水用净化处理剂。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种碱性废水的净化处理剂，其特征在于：其由A、B、C三种组分所组成，其中所述A组分包括磷酸二氢钙、硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁，所述B组分包括氧化镁、硫酸钙、硅酸钠，所述C组分包括聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺，所述A、B、C的百分含量为50-60％、30-40％、5-10％。

作为优选的，所述A组分中，磷酸二氢钙：硫酸铝：聚合氯化铝：聚合硫酸铁的重量比例为1∶1.5∶0.15∶0.25。

作为优选的，所述B组分中，氧化镁∶硫酸钙∶硅酸钠的重量比例为1∶2∶1。

作为优选的，所述C组分中，聚丙烯酸酯∶聚丙烯酰胺的重量比例为1∶2。

所述的碱性废水的净化处理剂是通过如下的制备工艺得到：

首先，按照A组分中的重量比例称取磷酸二氢钙、硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁，在干式混合设备中进行充分的混合后，并在200-250℃的温度下进行干燥；

然后，按照B组分中的重量比例称取氧化镁、硫酸钙、硅酸钠，在干式混合设备中进行充分的混合后，并在200-250℃的温度下进行干燥；

然后，将A、B组分按比例进行充分混合，并在650-700℃的温度下进行高温处理3-5h；

最后，将C组分按比例添加到A、B组分的混合物中进行充分混合，得到所述的碱性废水的净化处理剂。

其中A组分的粒径优选为10-50μm，并且其中10-20μm的占20％、20-40μm的占50％、40-50μm的占30％。

其中B组分的粒径优选为10-100μm，并且其中10-40μm的占20％、40-70μm的占50％、70-100μm的占30％。

其中C组分的粒径优选为70-150μm，并且其中70-100μm的占20％、100-130μm的占50％、130-150μm的占30％。

优选的，A、B、C的百分含量为57％、35％、8％

本发明方法的有益效果为：

1)采用了复配的成分，各个成分的选取能够有效的保证将碱性废液的pH控制在合理的范围，又能够有效氧化去除其中的有机或无机污染物，还能快速高效实现絮凝结块而易于脱水，并清除掉废水中的重金属离子。

2)采用了最优的成分配比，在保证环保、低成本的前提下，将上述复配的成分的处理剂的作用发挥到最大。

3)采用了特定的制备工艺，保证了复配成分中的A、B、C的脱水性以及混合的均匀性，同时，并经过最优的高温处理，使得A、B剂之间有更好的协同增效的作用。

4)合理地控制了A、B、C剂的粒径大小和分级，从而获得更好的处理效果。

具体实施方式

实施例1

碱性废水的净化处理剂由A、B、C三种组分所组成，其中所述A组分为磷酸二氢钙、硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁，所述B组分为氧化镁、硫酸钙、硅酸钠，所述C组分为聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺，所述A、B、C的百分含量为60％、30％、10％。

所述A组分中，磷酸二氢钙∶硫酸铝∶聚合氯化铝∶聚合硫酸铁的重量比例为1∶1.5∶0.15∶0.25，且A组分的粒径为10-50μm，并且其中10-20μm的占20％、20-40μm的占50％、40-50μm的占30％；所述B组分中，氧化镁∶硫酸钙∶硅酸钠的重量比例为1∶2∶1，且B组分的粒径为10-100μm，并且其中10-40μm的占20％、40-70μm的占50％、70-100μm的占30％；所述C组分中，聚丙烯酸酯∶聚丙烯酰胺的重量比例为1∶2，且C组分的粒径为为70-150μm，并且其中70-100μm的占20％、100-130μm的占50％、130-150μm的占30％。

所述的碱性废水的净化处理剂是通过如下的制备工艺得到：

首先，按照A组分中的重量比例称取磷酸二氢钙、硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁，在干式混合设备中进行充分的混合后，并在250℃的温度下进行干燥；

然后，按照B组分中的重量比例称取氧化镁、硫酸钙、硅酸钠，在干式混合设备中进行充分的混合后，并在250℃的温度下进行干燥；

然后，将A、B组分按比例进行充分混合，并在650℃的温度下进行高温处理5h；

最后，将C组分按比例添加到A、B组分的混合物中进行充分混合，得到所述的碱性废水的净化处理剂。

实施例2-8对各个组分的含量进行了调整，具体调整列于表1(其中都是在A、B、C百分含量与实施例相同的前提下，各个组分的比例关系)，其余与实施例1相同。

为了检验本发明中各个实施例的净化处理效果，采用了彩钢厂的工业废水，废水的pH约为12.1，Zn离子的浓度约为60mg/L，BOD、COD含量约为1000ppm、5000ppm，将上述1L碱性废水中，添加4g的本发明净化处理剂，经过5分钟的搅拌净化处理后又对上述指标进行了测试，此外还测试了处理后废水的过滤性(具体是测定50ml的处理液经过5A滤纸过滤一分钟后的滤过液量)，以上的测试结果均列于表1中。

表1

	1	2	3	4	5	6	7	8
									磷酸二氢钙	1	1	1	1	1	1	1	1
硫酸铝	1.5	1.0	1.6	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
									聚合氯化铝	0.15	0.13	0.18	0.15	0.15	0.15	0.15	0.15
聚合硫酸铁	0.25	0.20	0.3	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25
									氧化镁	1	1	1	1	1	1	1	1
硫酸钙	2	2	2	1	3	2	2	2
									硅酸钠	1	1	1	0.5	2	1	1	1
聚丙烯酸酯	1	1	1	1	1	100％	-	1
									聚丙烯酰胺	2	2	2	2	2	-	100％	1
pH	7.6	8.2	7.2	7.4	7.9	7.7	7.9	7.4
									除Zn率(％)	99	99	98	92	93	98	97	98
脱水性(ml)	40	43	38	35	41	35	36	38
									BOD(ppm)	30	35	38	25	45	60	55	50
COD(ppm)	50	50	55	50	64	80	80	70

综合本发明表1中的各测试结果可以看出：

磷酸二氢钙具有很好的降低碱性废液pH值的作用，同时它具有水中溶解度大的特点，还能够有效的去除废水废液中的重金属离子，并且大幅提升凝块效率和尺寸从而提高脱水性，是本发明处理剂中的主要成分，为了实现上述的功效，必须保证其在A剂中足够的含量，然而其含量也不宜过高，否则会降低处理剂对碱性废液的中和效果，并带来过多的磷而造成二次污染。

硫酸铝也有优异的降低碱性废液pH值的作用，也能够起到显著的去除废液中重金属离子的作用，为了实现上述作用，必须保证其在A剂中足够的含量，然而其比例不宜过高，否则会影响凝块的尺寸和凝结效率。

聚合氯化铝也具有优异的絮凝作用，凝结速度和凝块尺寸都十分优异，为了获得良好的絮凝效果，应当添加足够的聚合氯化铝，然而考虑到成本及单位处理量所需的添加量偏多，再加之其可能带来氯的污染和排放的风险，应当对其添加作适当的控制。

聚合硫酸铁的金属含量较高，具有优异絮凝效果，同时其既没有磷也不含氯，是一种环境负担较轻的絮凝添加剂，然而其单独添加时凝结尺寸不理想，沉降效果差，因此不能作为主料添加。

氧化镁可以获得高密度的絮凝块，从而提高沉降性、脱水性等，并且其具有很好的去除有机物、色素等功效，因此在本发明处理剂中添加适量的氧化镁，以综合提高对碱性废液的中和处理和有机物去除的能力，然而过高的添加并不会持续提高凝块密度以及更多去除有机物，反而会为中和增加负担，因此应控制其添加量。

硫酸钙具有很好的重金属离子去除作用，以及提高凝块凝结速度和尺寸的作用，为了保证其发挥足够的作用，并且其能够与硅酸钠协同增效以提高凝结尺寸和速度，应保证其在B剂中的含量，然而过高的添加将影响其他组分的作用，进而影响到去除有机物等效果。

硅酸钠是本处理剂中的主要成核剂之一，其添加能够有效的促进凝块的快速凝结以及长大，并且其能够与硫酸钙协同增效以提高凝结尺寸和速度，为了发挥其作用，应保证其在B剂中的含量，并尽量控制其与硫酸钙的比例。

聚丙烯酸酯和聚丙烯酰胺的添加，既能够有效提高凝结速度和尺寸，从而提高脱水性能，也能显著降低废水中的有机物等，特别是二者的协同增效对于作用的发挥更为重要，为了发挥其最优的性能，应当控制二者的添加比例为1∶2。

表2

	A	B	C	pH	除Zn率	脱水	BOD	COD
									9	57	35	8	7.8	99	43	25	40
10	55	38	7	7.9	99	41	30	50
									11	55	40	5	8.2	99	42	50	70
12	50	40	10	8.5	98	38	35	50

表2通过实施例9-12研究了A、B、C三剂的添加比例，其中A、B、C三剂中各成分的比例与实施例1相同，而A、B、C的比例如表2所示，经过研究发现最优的A、B、C配比为57∶35∶8。

此外，经研究发现，A组分的粒径优选为10-50μm，并且其中10-20μm的占20％、20-40μm的占50％、40-50μm的占30％，这是由于A组分的粒径如果过小，其持续絮凝的作用不够，然而粒径过大，则由于比表面积小而不能与被去除物充分的接触。而这样的粒径分级分布，有利于针对废液中不同尺寸的悬浮物进行絮凝。

B组分的粒径优选为10-100μm，并且其中10-40μm的占20％、40-70μm的占50％、70-100μm的占30％，同样是由于B组分的粒径如果过小，其持续协助提高絮凝速度和尺寸的作用不够，然而粒径过大，则由于比表面积小而不能与被去除物充分的接触。而这样的粒径分级分布，有利于针对废液中不同尺寸的悬浮物进行絮凝。同时，如使得B组分的粒径略大于A组分将能够获得更好的均匀混合效果。

C组分的粒径优选为70-150μm，并且其中70-100μm的占20％、100-130μm的占50％、130-150μm的占30％。高分子絮凝剂由于其粉碎的难度和成本以及实际的需求，满足以上粒径要求即可。

此外，首先，对于A剂而言，200-250℃的温度下是合适的充分的干燥条件；而对于B剂而言，200-250℃的温度下也是合适的充分的干燥条件；将A、B在650-700℃进行高温处理，将有益于二者的固相作用，从而增进处理剂的效果；最后加入C剂进行充分混合是为了避免之前干燥、混合以及高温处理对于高分子絮凝剂的影响。

本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺流程，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (7)

1.一种碱性废水的净化处理剂，其特征在于：其由A、B、C三种组分所组成，其中所述A组分包括磷酸二氢钙、硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁，所述B组分包括氧化镁、硫酸钙、硅酸钠，所述C组分包括聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺，所述A、B、C的百分含量为50-60％、30-40％、5-10％。

2.根据权利要求1所述的碱性废水的净化处理剂，其特征在于：所述A组分中，磷酸二氢钙∶硫酸铝∶聚合氯化铝∶聚合硫酸铁的重量比例为1∶1.5∶0.15∶0.25。

3.根据权利要求1所述的碱性废水的净化处理剂，其特征在于：所述B组分中，氧化镁∶硫酸钙∶硅酸钠的重量比例为1∶2∶1。

4.根据权利要求1所述的碱性废水的净化处理剂，其特征在于：所述C组分中，聚丙烯酸酯∶聚丙烯酰胺的重量比例为1∶2。

5.根据权利要求1所述的碱性废水的净化处理剂，其特征在于：所述的碱性废水的净化处理剂是通过如下的制备工艺得到：

首先，按照A组分中的重量比例称取磷酸二氢钙、硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁，在干式混合设备中进行充分的混合后，并在200-250℃的温度下进行干燥；

然后，按照B组分中的重量比例称取氧化镁、硫酸钙、硅酸钠，在干式混合设备中进行充分的混合后，并在200-250℃的温度下进行干燥；

然后，将A、B组分按比例进行充分混合，并在650-700℃的温度下进行高温处理3-5h；

最后，将C组分按比例添加到A、B组分的混合物中进行充分混合，得到所述的碱性废水的净化处理剂。

6.根据权利要求1所述的碱性废水的净化处理剂，其特征在于：其中A组分的粒径优选为10-50μm，并且其中10-20μm的占20％、20-40μm的占50％、40-50μm的占30％。

其中B组分的粒径优选为10-100μm，并且其中10-40μm的占20％、40-70μm的占50％、70-100μm的占30％。

其中C组分的粒径优选为70-150μm，并且其中70-100μm的占20％、100-130μm的占50％、130-150μm的占30％。

7.根据权利要求1所述的碱性废水的净化处理剂，其特征在于：A、B、C的百分含量为57％、35％、8％。