CN1055720A

CN1055720A - 一种复合净水剂及其制法和应用

Info

Publication number: CN1055720A
Application number: CN 90108956
Authority: CN
Inventors: 柳生; 林桂英
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-11-10
Filing date: 1990-11-10
Publication date: 1991-10-30
Anticipated expiration: 2005-11-10
Also published as: CN1048698C

Abstract

本发明涉及一种复合净水剂及制法和应用，主要用于洗煤厂煤泥水的净化，达到以废治废，变废为宝的目的。

Description

本发明涉及一种复合净水剂及其制法和应用。特别是利用洗煤厂洗煤浓缩池底流排出的废物为原料制取的复合净水剂，并用于净化煤矿区的煤泥水和各种工业废水。

目前，工业废水不能循环利用，使环境污染严重，造成水资源紧张，尤其是煤矿区的煤泥水无法治理，全国没有一个洗煤厂达到完全闭路，甚至世界发达国家也没有完全割掉洗煤的黑尾巴。在煤泥水的净化和废水处理中，要使用各种絮凝剂去除杂质和以悬浮态出现的分散物质。例如：采用硫酸铝、三氯化铁和其它无机低分子絮凝剂，聚合氯化铝（PAC）和其它无机聚合絮凝剂，聚丙烯酰胺和其它有机聚合絮凝剂。

尽管人们普遍采用价格较低的硫酸铝，然而它并不是高效絮凝剂，因为它的聚集速度低，形成的絮状物小，尤其当处理低温水时，聚集作用进行得不充分，除此而外，硫酸铝能大大降低碱度，必须与大量碱性化学药品或其它助凝剂一起使用。

三氯化铁溶液具有一些聚集上的优点，如：它能形成大的絮状物，与不同的重金属形成有效的共沉淀作用。但是，三氯化铁具有腐蚀性，而且它的稳定性也不高，此外，它还必须与熟石灰一起使用，而熟石灰本身又会产生大量污泥，焙烧这些污泥将会造成环境的“二次污染”。

聚合氯化铝（PAC）〔Al2（OH）nCl6-n〕取代硫酸铝而被广泛采用，因为即使在低水温时，它也能实现充分聚集，而且絮状物的形成速度也比较快，但是由于聚合氯化铝的生产过程包括许多复杂的，难以控制的条件，很难获得聚集能力相同的产品。而且聚合氯化铝的价格也比硫酸铝高得多。

聚丙烯酰胺和其它有机聚合絮凝剂能以较高的速度形成较大的絮状物。但是它们有一个严重的缺点，即：处理后的水并不总是无害的。

综上所述，本发明的目的之一是提供一种既无害又便宜的复合净水剂，它能快速形成大的絮凝物，并且能在较宽的温度和PH值范围内实现絮凝。

本发明的目的之二是提供一种利用煤泥废物制取复合净水剂的方法。

本发明的目的之三是将上述净水剂应用于洗煤厂处理工业废水，尤其是洗煤废水，达到以废治废，变废为宝的目的。

本发明的复合净水剂包括镁、铝、铁、钙、无机酸盐和水及少量的有机絮凝剂。这种复合净水剂中的水溶性镁、铁、铝离子对废水，尤其是煤泥水中的絮凝物起吸附，助沉作用，它们的共同作用使净化煤泥废水的效率高，可节省相当可观的水处理费用。

本发明人通过分析发现洗煤浓缩池底流排出的废料（煤泥）中Al₂O₃和Fe、Si和C的含量很高。用泵将煤泥（固含量400g/l）抽进反应池内，接着投硫酸进行酸化反应，再加铝灰增加温度，随后通过锅炉蒸汽加热催化，生成硫酸铝和硫酸亚铁，活性氧化硅和活性炭。反应方程式如下：

反应温度及时间：90-100℃保持2小时;

120-130℃保持1小时。

技术指标：Al₂O₃＞10%，Fe＞5%，PH为1-2

治性氧化硅17%，活性碳3%。

在反应过程中，要经常测温并计算时间，达到温度和反应时间，将溶液排放到成品贮池内，冷却后即是净水剂1＃。

本发明净水剂1＃组成如下：

煤泥（含水量＜20%） 400kg

废酸（浓度15-20%） 500kg

铝灰 5kg

水 100kg

按上述方程式及工艺条件反应后即成为1＃净水剂。

在处理煤泥水时，为了助沉和絮凝，改变软水质，还需一种本发明的2＃净水剂，其具体组成如下：

PAM 1kg

MgCl₂（或CaCl₂） 0.050kg

水 1000kg

将上述组分稀释溶解后，即是净水剂2＃。

用泵把净水剂1＃从成品池内抽到洗煤浮选车间，按尾矿煤泥水的流量0.5‰（重），投入煤泥水中，接着将配制好的净水剂2＃，按煤泥水的2‰（重）投入浓缩池上的水流槽内煤泥水中，通过煤泥水的流动混合进入浓缩池内，在浓缩池内絮凝沉淀转变为清水，清水层可达1.6米，固体含量低于0.3g/l，通过溢流方法，把清水溢流到循环清水池，把清水用泵抽到洗煤车间再洗煤，经过洗煤又变成煤泥水，用上述方法再净化，清水再回用，底流煤泥再生产净水剂。用煤泥反复生产净水剂，用净水剂反复净化煤泥水，溢流清水反复洗煤，达到完全系统闭路循环。

图1是本发明的复合净水剂及其制备和应用流程图。

下面结合图1详细说明依据本发明提出的复合净水剂及其制法和应用的细节。

洗煤厂洗选车间的煤泥水（1），排进浮选车间（2）进行浮选后进入尾矿箱（3），通过尾矿箱进入浓缩池（4），随着煤泥水（18）的流动先投加净水剂1＃，紧跟着加净水剂2＃，三者混合进入浓缩池（4），溢流的清水（5）再洗煤（15），浓缩池底流的煤泥（6）再生产净水剂，即用贮酸池（7）向反应池（8）中加入酸（11），用锅炉（9）向反应池中通蒸汽（10），从反应池中制得的成品入成品池（12）中，然后用泵打入1＃净水剂池中。净水剂再净化煤泥水，溢流的清水再洗煤，反复利用，达到生产应用闭路循环系统流程一条龙。

下面通过实施例进一步说明本发明净水剂及其制法和应用效果。

实施例：在鸡西矿务局小恒山矿洗煤厂，首先在化验室作了定性和定量试验，求出最佳工艺和配方。其方法是：往高压锅内加水（水位高度等于1000ml烧杯高度的1/2），然后把高压锅放到电炉上加热，当温度达到沸点保持恒温，把提前准备好的煤泥水（固体含量40%）500ml，投进1000ml的烧杯中，再加工业硫酸50ml，当时温度可达45-50℃，接着加铝灰2.5g，温度可升至60-70℃，再把烧杯放进高压锅内加热20分钟后达到沸点，保持恒温2小时，将烧杯中的溶液倒其它容器内冷却。

用上述同样方法，加热使温度升到120℃以上（温度计测），保持恒温1小时，冷却后，两种不同温度和不同时间作对比试验，其效果相同。

通过小试，又进一步作中试和工业性实验，在小恒山洗煤厂，用水泥涵管代替反应池，利用洗煤厂锅炉的废余气来加热，在反应池上安装温度表，由于煤泥水不易沉淀，可不设搅拌器。由于临时设施，反应池也没有盖。

把底流的煤泥水1000kg控制直接排进反应池，接着加工业硫酸100kg，接着投铝灰5kg，再用锅炉的废余气加温，当温度表显示90-100℃时，保持恒温2小时，（由于反应池无盖，温度不能增高，温度超过100℃，反应池内的溶液就外溢流），达到温度和反应时间，把反应池内的溶液排放到另外容器冷却。

聚丙烯酰胺（PAM）1kg，MgCl₂50g，加1000kg的水稀释，充分溶解后，即是净水剂2＃。

于90年9月8日-10日进行72小时工业性实验，把油桶下部加个阀门，作为净水剂贮箱，把油桶放置在尾矿箱上，把净水剂1＃用砂泵抽进油桶内（运行时，每小时抽一次）。

把配制好的净水剂2＃流进原投药箱。当选洗煤车间煤泥水通过浮选进入尾矿箱，根据进入尾矿箱煤泥水的流量，控制把净水剂1＃按0.5‰此例，由油桶控制流进尾矿箱，当煤泥水通过尾矿箱进入浓缩池时，随着煤泥水的流动按2‰的比例，把净水剂2‰控制流进煤泥水流槽，三者混合进入浓缩池内，浓缩池溢流的清水再洗煤，底流的煤泥再生产净水剂，经过三昼夜的工业性实验证明，完全可以达到生产应用及闭路循环一条龙。水质检测报告见表1。

实验结果：

浓缩池的清水层：始终保持1.7米左右（洗煤要求30公分就可以）。

固体含量：始终保持200ppm（洗煤7000ppm就可以，国家排放标准是300ppm）。

水质基本达到饮用水的标准（已经鸡西市自来水公司测试）。

达到排放标准：吨煤泥水处理成本0.03元左右，达到闭路循环吨煤泥水处理成本在0.02元以内。

通过工业性实验可证明，本技术在洗煤厂应用，洗煤的原工艺和原设备不用更改，只要修一个溶积3立方米的反应池，再增加1名工人，半月内，可达到生产应用及闭路循环一条龙。

用时也在小恒山洗煤厂用本净水剂与国内同类产品作了对比试验：

1000ml煤泥水投加本净水剂1＃0.5g（用天平称量），投加净水剂2＃2ml。

沉淀速度为56秒，水质透明，可达排放标准。

同样的煤泥水1000ml，投加硫酸亚铁2g，净水剂2＃2ml。

沉淀速度1分32秒，煤泥水中的泥没脱掉水质浑浊黄色。

聚合铝0.5g，净化剂2＃2ml，投进同样的1000ml煤泥中，其结果是：沉淀速度为70秒，煤泥水中的泥质没有完全脱掉，水质稍浑浊。

取同样的煤泥水1000ml，投加硫酸铝1g，净水剂2＃2ml，沉淀速度1分20秒，水质浊黄色。

试验方法：本净水剂用天平称取，硫酸亚铁、硫酸铝或聚合铝，用天平称取后，再加10倍水稀释后使用，净水剂2＃是提前配制好的。

把同样的煤泥水，放到1000ml烧杯中，共放置4个烧杯，把4种净水剂同时加入各烧杯中搅拌20秒左右，同时把净水剂2＃时加入烧杯中再搅拌半分钟左右，观察沉淀速度和水质。

硫酸亚铁现售420元/T，硫酸铝售价670元/T，聚合铝售价2800元/T，本净水剂用工业硫酸生产每吨成本23.00元/T，用工业为酸生产每吨成本3.20元。

通过上述实验证明：唯有本净水剂成本低佳果佳，完全可以达到生产应用及闭路循环系统流程一条龙。

表1 水质检测报告

Claims

1、一种复合净水剂，包括净水剂1#和2#，其特征在于1#净水剂组成如下：

煤泥(含水量＜20%) 400kg

废酸(浓度15-20%) 500kg

铝灰 5kg

水 100kg；

2#净水剂组成如下：

PAM 1kg

MgCl₂(或CaCl₂) 0.050kg

水 1000kg。

2、一种复合净水剂的制备方法，其特征在于用泵将煤泥（固含量大于400g/l，含水量＜20%）抽进反应池内，然后投入硫酸（浓度15-20%）500kg，随后用锅炉蒸汽加热催化，在90-100℃时保持2小时，再升温并在120-130℃时保持1小时，最后自然冷却即为净水剂1＃;

用PAM 1kg，MgCl₂（或CaCl₂）0.05kg，水1000kg混合稀释后，即净水剂2＃。

3、一种含有1＃和2＃复合净水剂的应用，包括用泵将净水剂1＃从成品池内抽到洗煤浮选车间，按尾矿煤泥水的流量0.5‰（重），投入煤泥水中，接着将配制好的净水剂2＃，按煤泥水的2‰（重）投入浓缩池上的水流槽内煤泥水中，通过煤泥水的流动混合进入浓缩池内，在浓缩池内絮凝沉淀转变为清水，清水层达1.6米以上，固含量低于0.3g/l。