CN106103352A - 废水净化 - Google Patents

废水净化 Download PDF

Info

Publication number
CN106103352A
CN106103352A CN201580013155.1A CN201580013155A CN106103352A CN 106103352 A CN106103352 A CN 106103352A CN 201580013155 A CN201580013155 A CN 201580013155A CN 106103352 A CN106103352 A CN 106103352A
Authority
CN
China
Prior art keywords
preparation
water
waste water
cation
cationic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201580013155.1A
Other languages
English (en)
Inventor
塔伦·库马尔·贝拉
马尼什·库马尔·辛格
约格什·博勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ecolab USA Inc
Original Assignee
Ecolab USA Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ecolab USA Inc filed Critical Ecolab USA Inc
Publication of CN106103352A publication Critical patent/CN106103352A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/01—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation using flocculating agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/147—Microfiltration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
    • C02F1/5245—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents using basic salts, e.g. of aluminium and iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/56—Macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/444—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F2001/007—Processes including a sedimentation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本公开内容涉及用于从废水中除去无机杂质的制剂和方法。所述制剂由预定比例的至少一种碱金属铝酸盐、至少一种阳离子有机凝结剂和任选的至少一种碱化剂的共混物组成。用于使用前述制剂进行净化的方法包括如混合、沉降、微滤和任选的酸化、超滤和反渗透的步骤。本公开内容还提供了用于从废水中除去无机杂质的装置。

Description

废水净化
技术领域
本公开内容涉及废水的净化。
背景技术
在各种工业过程中产生的废水通常负载有各种各样的无机物质如Na+、Ca2+和Cl-，其妨碍了废水应用于不同的下游目的。因此，在将废水用于再循环的目的之前从其中除去无机污染物变得势在必行。
常规地，无机污染物的除去通过石灰软化法来实现。该方法涉及多种化学品如石灰、苏打粉、白云石、氯化铁和阴离子聚电解质的使用，这使得该方法劳动强度大、复杂并且昂贵，因此难以承受。所述多种化学品的优化是非常具有挑战性的任务。此外，在从多种来源获得石灰的过程中，其品质可能变化，这可能导致无机污染物的次优的沉淀。此外，高水平的成垢无机污染物(如Ca2+、Mg2+和SiO2)可能被携带到下游的单元操作(如反渗透(RO))中，进而可能导致不良的回收率和重固体废物(污泥)的产生。
已知多种化学品和方法用于废水净化的用途。例如，US 5,611,934公开了这样的方法，所述方法用于净化包含染料的流出物以使其适合于排放到泻湖或下水道中。然而，US5,611,934的方法仅可用于从废水中除去着色成分。类似地，US 3,408,293公开了这样的净化方法，所述方法特别针对从选煤厂释放的水中除去煤粉和粘土。然而，前述方法的应用的特异性限制了其普遍使用。此外，净化过程中许多不同种类的化学品的使用增加了过程的复杂性同时使该过程劳动强度大且昂贵。因此，需要用于净化废水的有效方法，其使与现有技术方法有关的缺点减少。
发明内容
本公开内容提供了用于从废水中除去可溶性无机污染物的制剂，所述制剂包含以下的共混物：
i.所述制剂总质量的约90％至约98％的量的至少一种碱金属铝酸盐；和
ii.所述制剂总质量的约2％至约10％的量的至少一种阳离子有机凝结剂。
本公开内容的制剂还包含至少一种碱化剂。根据本公开内容的制剂，碱化剂为选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一者。
根据本公开内容的制剂，碱金属铝酸盐为选自铝酸钠和铝酸钾中的至少一者。在本公开内容的一个实施方案中，碱金属铝酸盐为铝酸钠。
根据本公开内容的制剂，有机凝结剂为选自以下的至少一种阳离子改性的多糖：阳离子淀粉、阳离子瓜尔胶、阳离子纤维素、阳离子羧甲基纤维素(CMC)、阳离子纤维素衍生物、阳离子壳多糖、阳离子壳聚糖、阳离子聚糖、阳离子半乳聚糖、阳离子葡聚糖、阳离子黄原胶、阳离子果胶、阳离子甘露聚糖和阳离子糊精。在本公开内容的一个实施方案中，有机凝结剂为液体阳离子淀粉。
本公开内容还提供了制备用于从废水中除去可溶性无机污染物的制剂的方法，所述方法包括在预定温度下和预定共混速度下使碱金属铝酸盐溶液、碱度与所述碱金属铝酸盐溶液相似的碱化阳离子有机凝结剂溶液共混以获得所述制剂。在本公开内容的方法的一个实施方案中，预定温度为约20℃至约50℃的温度。在本公开内容的方法的一个实施方案中，预定共混速度为约60rpm至约200rpm的共混速度。
本公开内容还提供了用于从废水中除去可溶性无机污染物的方法，所述方法包括以下步骤：
i.在约9至约11的pH下向含有无机污染物且化学需氧量(COD)值小于约100ppm的废水中引入制剂约2分钟至约5分钟的时间段以获得包含沉淀的无机污染物的第一分散体；
ii.以约0.5ppm至约2ppm的量向所述第一分散体中并入至少一种絮凝剂以获得包含絮凝的无机污染物的第二分散体；
iii.使所述第二分散体沉降不少于约30分钟的时间段以产生水的上清液层和包含沉降的絮凝无机污染物的污泥层；
iv.分离所述上清液层以获得经分离的上清液层；以及
v.对所述经分离的上清液层进行微滤以获得经微滤的水；
其中所述制剂包含
a.所述制剂总质量的约90％至约98％的量的至少一种碱金属铝酸盐；和
b.所述制剂总质量的约2％至约10％的量的至少一种阳离子有机凝结剂。
根据本公开内容的方法，含有无机污染物的废水的化学需氧量(COD)值可以为小于约50ppm。
如果废水的永久Ca硬度大于约150ppm，则本公开内容的方法还包括向步骤(i)的废水中引入苏打粉的步骤。
根据本公开内容的方法，絮凝剂为选自阳离子絮凝剂、阴离子絮凝剂和非离子絮凝剂中的至少一者。在本公开内容的方法的一个实施方案中，絮凝剂为阴离子聚合物，所述阴离子聚合物具有选自线性、支化和交联的结构、选自固体和液体的物理状态，并且所述阴离子聚合物的特征在于：
a.分子量为约50万至约5000万；以及
b.电荷密度为约0.1％至约100％。
絮凝剂可以选自聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、和丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。
本公开内容的方法还包括对所述经微滤的水进行酸化，随后进行超滤，然后进行反渗透(RO)以获得经净化的水。
根据本公开内容的方法，酸化步骤包括用选自以下的至少一种酸将pH调节至约6.0至约7.0以使Al3+离子沉淀：盐酸、硫酸、硝酸、氢溴酸和高氯酸。
本公开内容还提供了用于从废水中除去可溶性无机污染物的套件，所述套件包括：
i.包含至少一种碱金属铝酸盐溶液的至少一个组成部分；
ii.包含至少一种阳离子有机凝结剂溶液的至少一个组成部分；
iii.包含至少一种碱化剂溶液的至少一个组成部分；
iv.包含至少一种絮凝剂的至少一个组成部分；和
v.包含苏打粉的至少一个组成部分。
此外，本公开内容的方法还提供了用于从废水中除去可溶性无机污染物的装置，所述装置包括：
i.选自快速混合器、静态混合器、环路混合器及其组合的反应罐(2)，所述反应罐(2)适合于接收制剂和含有无机污染物的废水以产生包含沉淀的无机污染物的第一分散体；
ii.选自澄清器、管式沉降器及其组合的沉降罐(4)，所述沉降罐(4)适合于接收所述第一分散体和至少一种絮凝剂以获得包含絮凝的无机污染物的第二分散体，并且还适合于使所述第二分散体沉降以产生水的上清液层和包含沉降的絮凝无机污染物的污泥层；
iii.选自双介质过滤器(DMF)、压砂过滤器(PSF)、多级过滤器(MGF)、筒式过滤器、可自动反冲洗过滤器及其组合的微滤装置(6)，所述微滤装置(6)适合于接收所述水的上清液层以产生经微滤的水；
iv.超滤膜分子量截留值为约1,00,000道尔顿至约1,50,000道尔顿的超滤装置(8)，所述超滤装置(8)为选自内至外型配置、外至内型配置和浸没型配置中的至少一种配置，并且适合于接收所述经微滤的水和至少一种酸以产生经超滤的水；以及
v.适合于接收所述经超滤的水以产生经净化的水的反渗透装置(10)。
附图说明
本公开内容现将参照非限制性附图进行描述：
图1示出了根据本公开内容的用于从废水中除去可溶性无机污染物的装置的示意图，其中
2表示反应罐；
4表示沉降罐；
6表示微滤装置；
8表示超滤装置；
10表示反渗透装置；
流A表示含有无机污染物的废水；以及
流B表示经净化的水。
具体实施方式
常规废水净化技术存在某些缺点，如复杂的处理次序、过多化学品的使用和劳动强度大的过程。此外，还有显著量的固体废物的产生。本公开内容提供了用于净化由多种工业来源产生的废水的制剂和方法，所述制剂和方法减少了前述缺点。
根据本公开内容的一个方面，提供了用于从废水中除去可溶性无机污染物的制剂。该制剂包含至少一种碱金属铝酸盐与至少一种阳离子有机凝结剂的共混物。该制剂任选地包含至少一种碱化剂。
本公开内容的碱金属铝酸盐为选自包括但不限于铝酸钠和铝酸钾的组中的至少一者。在一个实施方案中，碱金属铝酸盐为铝酸钠。碱金属铝酸盐以该制剂总质量的约90％至约98％的量存在于制剂中。碱金属铝酸盐用作沉淀剂；原因在于其使存在于废水中的多种无机污染物沉淀。
包含在本公开内容的制剂中的阳离子有机凝结剂必须与该制剂中使用的碱金属铝酸盐相容。阳离子有机凝结剂为选自包括但不限于以下的组中的阳离子改性的多糖：阳离子淀粉、阳离子瓜尔胶、阳离子纤维素、阳离子羧甲基纤维素(CMC)、阳离子纤维素衍生物、阳离子壳多糖、阳离子壳聚糖、阳离子聚糖、阳离子半乳聚糖、阳离子葡聚糖、阳离子黄原胶、阳离子果胶、阳离子甘露聚糖和阳离子糊精。在一个实施方案中，阳离子有机凝结剂为阳离子淀粉。阳离子淀粉是标记有阳离子基团的淀粉。通常，阳离子有机凝结剂以制剂总质量的约2％至约10％的量包含在内。阳离子凝结剂充当污泥密实剂。凝结剂有助于从污泥中抽出水，使污泥的体积减小；从而使体系易于处理。
本公开内容的制剂任选地包含至少一种碱化剂以使阳离子淀粉溶液的pH与碱金属铝酸盐溶液的pH相容。本公开内容的碱化剂为选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一者。通常，碱化剂为氢氧化钠。在一个实施方案中，碱化剂为去离子水中的10％氢氧化钠溶液。
根据另一个方面，提供了用于制备本公开内容的制剂的方法。该方法包括使碱金属铝酸盐溶液与碱化阳离子有机凝结剂溶液共混以获得所述制剂。阳离子有机凝结剂溶液借助于至少一种碱化剂溶液而被碱化。碱金属铝酸盐溶液(在一个实施方案中为铝酸钠溶液)的pH为约12至约14。在一个实施方案中，阳离子淀粉溶液为本公开内容的阳离子有机凝结剂溶液。然而，阳离子淀粉溶液的pH为约4至约9。因此，在共混之前，将两种溶液的pH调节至处于共同的范围内，例如12至14的pH。为了与碱金属铝酸盐溶液的pH匹配，使碱化剂溶液与阳离子有机凝结剂溶液混合。本公开内容的碱化剂为选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一者。通常，碱化剂为氢氧化钠。在一个实施方案中，碱化剂为去离子水中的10％氢氧化钠溶液。通常，发生共混时的温度在约20℃至约50℃的范围内并且共混速度在60rpm至200rpm的范围内。
碱金属铝酸盐为选自包括但不限于铝酸钠和铝酸钾的组中的至少一者。此外，有机凝结剂为选自包括但不限于以下的组中的至少一种阳离子改性的多糖：阳离子淀粉、阳离子瓜尔胶、阳离子纤维素、阳离子羧甲基纤维素(CMC)、阳离子纤维素衍生物、阳离子壳多糖、阳离子壳聚糖、阳离子聚糖、阳离子半乳聚糖、阳离子葡聚糖、阳离子黄原胶、阳离子果胶、阳离子甘露聚糖和阳离子糊精。
根据另一个方面，提供了使用本公开内容的制剂从废水中除去可溶性无机污染物的方法。该方法首先包括向废水中引入制剂，所述废水通常由以下来源获得：例如，来自冷却塔、筒井、产生排出物的脱矿厂、产生水的油田或者产生洗涤水的矿石精炼厂的排放物。废水通常包含可溶性无机污染物，所述可溶性无机污染物包括但不限于Na+、Ca2+、Mg2+、SiO2、PO4 3-、F-和Cl-。优选地，通过本公开内容的方法处理的废水的化学需氧量(COD)值小于约100ppm。通常，废水的化学需氧量(COD)值小于约50ppm。
本公开内容的制剂为包含特定比例的至少一种碱金属铝酸盐、至少一种有机凝结剂和任选的至少一种碱化剂的共混物。碱金属铝酸盐(在一个实施方案中为铝酸钠)用作沉淀剂；原因在于其使存在于废水中的多种无机污染物沉淀。在一个实施方案中，阳离子有机凝结剂为阳离子淀粉并且以制剂总质量的约2％至约10％的量包含在内。阳离子凝结剂充当污泥密实剂，其中水被从污泥中抽出，使污泥的体积减小；从而使体系易于处理。在一个实施方案中，碱化剂为去离子水中的10％氢氧化钠溶液。碱化剂通常被包含在内以使阳离子淀粉溶液的pH与碱金属铝酸盐溶液的pH相容或相似。
在与本公开内容的制剂中的碱金属铝酸盐接触时，无机物质沉淀，导致第一分散体的形成。引入的步骤在约9至约11的pH下进行约2分钟至约5分钟的时间段以实现最大沉淀。任选地，如果废水的永久Ca硬度大于约150ppm，则还将苏打粉与本发明的制剂一起引入到废水中以除去Ca2+离子。向废水中引入制剂的步骤在选自包括但不限于以下的组中的至少一种装置中进行：快速混合器、静态混合器和环路混合器。
向所得第一分散体中添加约0.5ppm至约2ppm的量的至少一种絮凝剂以获得第二分散体。第二分散体包含絮凝的无机污染物。本公开内容的絮凝剂为选自包括但不限于阳离子絮凝剂、阴离子絮凝剂和非离子絮凝剂的组中的至少一者。在一个实施方案中，絮凝剂为阴离子聚合物。絮凝剂的结构选自包括但不限于线性、支化和交联的组，而物理状态选自包括但不限于固体和液体的组。絮凝剂的分子量在约50万至约5000万的范围内并且电荷密度在约0.1％至约100％的范围内。通常，絮凝剂选自包括但不限于以下的组：聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、和丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。
进一步使第二分散体沉降不小于约30分钟的时间段以产生污泥层和水的上清液层。使第二分散体沉降的步骤在选自包括但不限于以下的组的装置中进行：澄清器和管式沉降器。污泥层包含沉降的絮凝无机污染物，而上清液不含可溶性无机污染物。
在选自包括但不限于以下的组中的至少一种装置中分离污泥和上清液层：澄清器、管式沉降器、撇渣器和溢流器。
对包含沉降的絮凝无机污染物的经分离污泥层进行脱水，将所得的提取的水再循环用于下游过程。
水的上清液层可包含一些从先前步骤中带来的微细悬浮物质，其通过对水的上清液层进行微滤来除去。微滤过程可以用于分离颗粒尺寸大于约10微米的颗粒并产生经微滤的水。微滤步骤可以在选自包括但不限于以下的组中的至少一种装置中进行：双介质过滤器(DMF)、压砂过滤器(PSF)、多级过滤器(MGF)、筒式过滤器和可自动反冲洗过滤器。
根据最终应用，任选地对所得的经微滤的水进行进一步净化技术，如反渗透。然而，如果Al3+离子存在于经微滤的水中，则其可能移动到下游并污染RO膜。为了解决这个问题，RO过程通常伴随着酸化和超滤步骤。酸化步骤将经微滤的水的pH调节至约6.5至约7，以使Al3+离子作为Al(OH)3沉淀出来。使用选自包括但不限于以下的组中的至少一种酸以使Al3+沉淀：盐酸、硫酸、硝酸、氢溴酸和高氯酸。在一个实施方案中，在酸化步骤中使用盐酸。在本公开内容的方法中HCl的应用使得从废水中移除可溶性无机污染物的过程是经济的。通过在选自包括但不限于管式膜和毛细管膜的组中的至少一种装置中进行超滤来除去沉淀的Al(OH)3。超滤的分子量截留值不限于但可为约1,00,000道尔顿至约1,50,000道尔顿。在一个实施方案中，超滤体系为“内至外型”。在另一个实施方案中，超滤体系为“外至内型”。在又一个实施方案中，超滤体系为浸没型配置。
此外，本公开内容提供了用于从废水中除去可溶性无机污染物的套件，其中所述套件包括：包含至少一种碱金属铝酸盐溶液的至少一个组成部分；包含至少一种阳离子有机凝结剂溶液的至少一个组成部分；包含至少一种碱化剂溶液的至少一个组成部分；包含至少一种絮凝剂的至少一个组成部分；以及包含苏打粉的至少一个组成部分。
此外，本公开内容还提供了用于从废水中除去可溶性无机污染物的装置。所述装置包括反应罐(2)、沉降罐(4)、微滤装置(6)、超滤装置(8)和反渗透装置(10)以产生经净化的水。
由本公开内容的方法获得的清洁水可以用于多种应用，包括但不限于冷却塔补给水、锅炉补给水、炼油厂脱盐工艺用水、油田注入水、矿石精炼工艺用水、化学工业工艺用水和纺织工业工艺用水。包括任选步骤的过程步骤可以根据最终应用而调整。显著地，本发明的方法产生相对少量的固体废物并且提高了二氧化硅除去的百分比。
贯穿本说明书，术语“包括”或“包含”应理解为意指包括所述要素、整数或步骤；或者要素、整数或步骤的组，但不排除任何其他要素、整数或步骤；或者要素、整数或步骤的组。
表述“至少”或“至少一个/种”旨在提出一个/种或更多个/种要素或成分或量的使用，因为所述使用可以在本发明的实施方案中以实现一个或更多个期望的目的或结果。
对各种物理参数、尺寸和量给出的数值仅仅是近似值，并且可以设想，比赋予物理参数、尺寸和量的数值更高的值也落在本发明和权利要求的范围内，除非本说明书中有相反的声明。
提供以下实施例以进一步说明本公开内容的实施方案并且应解释为限制本公开内容的范围。
实施例1：本公开内容的制剂的制备
首先使0.1g氢氧化钠在0.9g去离子水中混合以获得10％氢氧化钠溶液。使该10％氢氧化钠溶液进一步与40g阳离子淀粉溶液(ISC 2500N，pH 6.5)(由美国IndustrialSpecialty Chemical(ISC)Inc.获得)混合，以产生pH为12.5的碱化阳离子淀粉溶液。然后在25℃下在150rpm下使该碱化阳离子淀粉溶液与2kg由Nalco获得的液体铝酸钠(Nalco 2，pH 12.5)共混以获得2.041kg本公开内容的制剂。
实施例2：用于除去无机污染物的方法
在实验室震动测试器中进行多个试验，其中向来自钢铁工业的废水(冷却塔排放物)中投配400ppm实施例1中制备的制剂并混合3分钟至5分钟的时间区间。然后向各个所得混合物中添加1ppm阴离子絮凝剂(摩尔比为3:7的丙烯酸和丙烯酰胺的粉末共聚物)，并使其沉降30分钟。在各个情况下，将上清液层在装载有20微米滤纸的玻璃过滤烧瓶中过滤，随后调节pH到6.5至7.0，并在装载有1,00,000道尔顿的聚偏二氟乙烯(PVDF)超滤膜的死端过滤室中进行死端超滤。对每个试验之后获得的经净化的水进行分析；一些试验的结果呈现在下文中：
表1：不同试验的污染物减少的程度
在表1中，在使用本发明的方法和制剂处理之后硬度和二氧化硅含量的降低是明显的。
实施例3：用于除去无机污染物的方法
在实验室震动测试器中进行多个实验，其中向来自钢铁工业的废水(冷却塔排放物)中投配不同水平的本发明的制剂以及苏打粉并混合3分钟至5分钟的时间区间。在各个情况下，向所得混合物添加摩尔比为3:7的丙烯酸和丙烯酰胺的粉末共聚物作为阴离子絮凝剂，并使其沉降30分钟。将上清液层在装载有20微米滤纸的玻璃过滤烧瓶中过滤，随后调节pH到6.5至7.0，并在装载有1,00,000道尔顿的聚偏二氟乙烯(PVDF)超滤膜的死端过滤室中进行死端超滤。在装载有Dow BW-30RO膜的死端过滤室中对各个情况下获得的经超滤的水进行反渗透。在本发明方法的不同阶段对各个情况下得到的经净化的水进行分析，并且获得的结果(平均值)示出于下文中：
表2：在本发明方法的不同阶段污染物减少的程度
在表2中，在经历本公开内容的过程步骤之后废水的硬度和二氧化硅含量的逐渐降低是明显的。
使用不同的水样品和制剂剂量实现的污染物减少的程度的分析
3a]废水样品：高硬度&高二氧化硅水
剂量：800ppm本发明的制剂、1000ppm苏打粉和1ppm阴离子絮凝剂
3b]废水样品：高硬度&低二氧化硅水
剂量：250ppm本发明的制剂、1000ppm苏打粉和1ppm阴离子絮凝剂
3c]废水样品：中等硬度&高二氧化硅水
剂量：650ppm本发明的制剂、400ppm苏打粉和1ppm阴离子絮凝剂
表3：对于不同的水样品和制剂剂量的污染物减少的程度
在表3中，在使用本发明的方法和制剂处理之后硬度和二氧化硅含量的降低是明显的。
实施例4：污染物的减少
使用本公开内容的方法以及常规的石灰软化法对由电力工业获得的冷却塔排放物形式的废水样品(中等硬度&中等二氧化硅水)进行无机污染物的除去。获得的结果呈现于下表中：
表4：用本发明的方法对比石灰软化法处理之后的污染物减少的程度
观察到当与常规的石灰软化法相比时，本公开内容的方法对于二氧化硅的除去提供了更好的结果并且减少了污泥的产生。此外，本公开内容的方法采用了较少数量的化学品并且需要较少的反应步骤，从而使得净化的过程简单并且为现有技术方法提供了可用的替代方案。
实施例5：由铝酸钠获得的结果对比由本公开内容的制剂获得的结果的比较
比较了单独使用铝酸钠和使用本公开内容的制剂从获得自电力工业的废水中除去无机污染物。进行与实施例3中呈现的工序相似的工序。
-单独的铝酸钠：400ppm液体铝酸钠+400ppm苏打粉+1ppm阴离子絮凝剂
-本发明的制剂：400ppm本发明的制剂+400ppm苏打粉+1ppm阴离子絮凝剂
获得的结果如下：
表5：通过单独使用铝酸钠相对于使用作为整体的制剂获得的结果的比较分析
本公开内容的制剂的使用不仅减少了废水的二氧化硅含量，而且还导致较少量的干污泥的产生。这使得所述方法易于进行和操作。此外，阳离子淀粉形式的有机凝结剂的使用中和了沉淀的无机污染物上的电荷，这能够使污染物的尺寸变得更大。在与单独使用铝酸钠相比时，由于大尺寸的沉淀物具有较少量的留存水，因此污泥的体积进一步减少。
参照本说明书中的非限制性实施方案对本文中的实施方案及其多种特征和有利细节进行说明。省略了对公知组分和处理技术的描述，以便不致不必要地模糊本文中的实施方案。本文所使用的实施例仅旨在便于理解可实施本文中的实施方案的方式以及还使本领域技术人员能够实施本文中的实施方案。因此，所述实施例不应解释为限制本文中的实施方案的范围。
尽管已经描述了本发明的某些实施方案，但是这些实施方案仅通过示例的方式呈现，并且不旨在限制本发明的范围。在审视本文的公开内容时，本领域技术人员可想到在本发明范围内的本发明的方法或化合物或制剂或组合的变化或者修改。这样的变化或修改也在本发明的精神内。所附权利要求及其等效方案旨在覆盖落入本发明的范围和精神内的这些形式或修改。

Claims (20)

1.一种用于从废水中除去可溶性无机污染物的制剂，所述制剂包含以下的共混物：
i.所述制剂总质量的约90％至约98％的量的至少一种碱金属铝酸盐；和
ii.所述制剂总质量的约2％至约10％的量的至少一种阳离子有机凝结剂。
2.根据权利要求1所述的制剂，还包含至少一种碱化剂。
3.根据权利要求2所述的制剂，其中所述碱化剂包括选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一者。
4.根据权利要求1所述的制剂，其中所述碱金属铝酸盐包括选自铝酸钠和铝酸钾中的至少一者。
5.根据权利要求1所述的制剂，其中所述碱金属铝酸盐包括铝酸钠。
6.根据权利要求1所述的制剂，其中所述有机凝结剂包括选自以下的至少一种阳离子改性的多糖：阳离子淀粉、阳离子瓜尔胶、阳离子纤维素、阳离子羧甲基纤维素(CMC)、阳离子纤维素衍生物、阳离子壳多糖、阳离子壳聚糖、阳离子聚糖、阳离子半乳聚糖、阳离子葡聚糖、阳离子黄原胶、阳离子果胶、阳离子甘露聚糖和阳离子糊精。
7.根据权利要求1所述的制剂，其中所述有机凝结剂包括液体阳离子淀粉。
8.一种制备用于从废水中除去可溶性无机污染物的制剂的方法，所述方法包括在预定温度下和预定共混速度下使碱金属铝酸盐溶液、碱度与所述碱金属铝酸盐溶液相似的碱化阳离子有机凝结剂溶液共混以获得所述制剂。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述预定温度包括约20℃至约50℃的温度。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述预定共混速度包括约60rpm至约200rpm的共混速度。
11.一种用于从废水中除去可溶性无机污染物的方法，所述方法包括：
i.在约9至约11的pH下向含有无机污染物且化学需氧量(COD)值小于约100ppm的废水中引入制剂约2分钟至约5分钟的时间段以获得包含沉淀的无机污染物的第一分散体；
ii.以约0.5ppm至约2ppm的量向所述第一分散体中并入至少一种絮凝剂以获得包含絮凝的无机污染物的第二分散体；
iii.使所述第二分散体沉降不少于30分钟的时间段以产生水的上清液层和包含沉降的絮凝无机污染物的污泥层；
iv.分离所述上清液层以获得经分离的上清液层；以及
v.对所述经分离的上清液层进行微滤以获得经微滤的水；
其中所述制剂包含
a.所述制剂总质量的约90％至约98％的量的至少一种碱金属铝酸盐；和
b.所述制剂总质量的约2％至约10％的量的至少一种阳离子有机凝结剂。
12.根据权利要求11所述的方法，其中含有无机污染物的所述废水的化学需氧量(COD)值小于约50ppm。
13.根据权利要求11所述的方法，还包括如果所述废水的永久Ca硬度大于约150ppm，则向步骤(i)的所述废水中引入苏打粉的步骤。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述絮凝剂包括选自阳离子絮凝剂、阴离子絮凝剂和非离子絮凝剂中的至少一者。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述絮凝剂包括阴离子聚合物，所述阴离子聚合物具有选自线性、支化和交联的结构和选自固体和液体的物理状态，并且所述阴离子聚合物的特征在于：
a.分子量为约50万至约5000万；以及
b.电荷密度为约0.1％至约100％。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述絮凝剂选自：聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、和丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。
17.根据权利要求11所述的方法，还包括对所述经微滤的水进行酸化，随后进行超滤，然后进行反渗透(RO)以获得经净化的水。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述酸化包括用选自以下的至少一种酸将pH调节至约6.0至约7.0以使Al3+离子沉淀：盐酸、硫酸、硝酸、氢溴酸和高氯酸。
19.一种用于从废水中除去可溶性无机污染物的套件，所述套件包括：
i.包含至少一种碱金属铝酸盐溶液的至少一个组成部分；
ii.包含至少一种阳离子有机凝结剂溶液的至少一个组成部分；
iii.包含至少一种碱化剂溶液的至少一个组成部分；
iv.包含至少一种絮凝剂的至少一个组成部分；和
v.包含苏打粉的至少一个组成部分。
20.一种用于从废水中除去可溶性无机污染物的装置，所述装置包括：
i.选自快速混合器、静态混合器、环路混合器及其组合的反应罐(2)，所述反应罐(2)适合于接收制剂和含有无机污染物的废水以产生包含沉淀的无机污染物的第一分散体；
ii.选自澄清器、管式沉降器及其组合的沉降罐(4)，所述沉降罐(4)适合于接收所述第一分散体和至少一种絮凝剂以获得包含絮凝的无机污染物的第二分散体，并且还适合于使所述第二分散体沉降以产生水的上清液层和包含沉降的絮凝无机污染物的污泥层；
iii.选自双介质过滤器(DMF)、压砂过滤器(PSF)、多级过滤器(MGF)、筒式过滤器、可自动反冲洗过滤器及其组合的微滤装置(6)，所述微滤装置(6)适合于接收所述水的上清液层以产生经微滤的水；
iv.超滤膜分子量截留值为约1,00,000道尔顿至约1,50,000道尔顿的超滤装置(8)，所述超滤装置(8)为选自内至外型配置、外至内型配置和浸没型配置中的至少一种配置，并且适合于接收所述经微滤的水和至少一种酸以产生经超滤的水；以及
v.适合于接收所述经超滤的水以产生经净化的水的反渗透装置(10)。
CN201580013155.1A 2014-03-12 2015-02-17 废水净化 Pending CN106103352A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN830MU2014 2014-03-12
IN830/MUM/2014 2014-03-12
PCT/US2015/016143 WO2015138092A1 (en) 2014-03-12 2015-02-17 Waste water decontamination

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106103352A true CN106103352A (zh) 2016-11-09

Family

ID=54072262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580013155.1A Pending CN106103352A (zh) 2014-03-12 2015-02-17 废水净化

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10301205B2 (zh)
EP (1) EP3116831B1 (zh)
CN (1) CN106103352A (zh)
CA (1) CA2941943C (zh)
TW (1) TWI689469B (zh)
WO (1) WO2015138092A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108706704A (zh) * 2018-05-30 2018-10-26 江苏万邦达环保科技有限公司 一种降低废水硬度的ht2高效絮凝剂及其制备方法
CN114007989A (zh) * 2019-06-14 2022-02-01 凯米拉公司 含木材基有机材料的处理系统及其在废水处理中的用途和从废水去除溶解有机化合物的方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105217765B (zh) * 2015-09-24 2017-09-15 福州大学 一种复合高分子絮凝剂及其制备方法
WO2019044312A1 (ja) * 2017-08-31 2019-03-07 オルガノ株式会社 水処理方法および水処理装置
WO2019079343A2 (en) * 2017-10-16 2019-04-25 Inland Environmental Resources, Inc. COMPOSITIONS AND METHOD FOR TREATING WASTEWATER
US11807553B1 (en) * 2023-04-24 2023-11-07 King Faisal University Decontamination of water using guar gum derivatives and applications thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3082173A (en) * 1958-08-04 1963-03-19 Howard J Horvitz Coagulating aid and method of treating water therewith
US6428705B1 (en) * 1996-11-26 2002-08-06 Microbar Incorporated Process and apparatus for high flow and low pressure impurity removal
CN101454066A (zh) * 2006-05-31 2009-06-10 纳尔科公司 改进超滤或微滤膜工艺在反洗水处理中的性能的方法
CN102245517A (zh) * 2008-10-15 2011-11-16 考塔尔有限公司 酸性水和其用于排水或固体分离的用途

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3388060A (en) * 1964-07-29 1968-06-11 Parsons Brinckerhoff Quade & D Process and composition for purification of water supplies and aqueous wastes
US3408293A (en) 1966-04-11 1968-10-29 Nalco Chemical Co Coal slurry clarification
JPS5162186A (en) * 1974-11-29 1976-05-29 Nichireki Chem Ind Co Odeino shorihoho
JPS5613099A (en) * 1979-07-10 1981-02-07 Nichireki Chem Ind Co Ltd Treating method of sludge
GB2284205B (en) * 1993-11-25 1998-04-29 Nalco Ltd Treatment of agricultural waste
US5611934A (en) * 1995-12-18 1997-03-18 Hoechst Celanese Corporation Process for dye removal
GB9710282D0 (en) * 1997-05-20 1997-07-16 Wiggins Teape Group The Limite Treated paper
US6180023B1 (en) * 1998-12-12 2001-01-30 Sultan I. Amer Composition and process for remediation of waste streams
US6372145B1 (en) * 2000-06-05 2002-04-16 Power Engineering Company Fat and protein removal from process streams
US6932909B2 (en) * 2002-01-15 2005-08-23 Kroff Chemical Company, Inc. Method of treating mine drainage
US20060039841A1 (en) * 2004-08-18 2006-02-23 Avantec Technologies, Inc. Systems and methods for producing aqueous solutions and gases having disinfecting properties and substantially eliminating impurities
US7931822B2 (en) 2006-03-03 2011-04-26 Inland Environmental Resources, Inc. Compositions and methods for wastewater treatment
KR20100054126A (ko) 2007-08-07 2010-05-24 쿠리타 고교 가부시키가이샤 막 분리 방법 및 막 분리 장치
US20110017677A1 (en) * 2009-06-04 2011-01-27 Evans Thomas S Oil field water recycling system and method
CA2767510C (en) * 2012-02-15 2015-07-14 Imperial Oil Resources Limited Fluid tailings flocculation and dewatering using chemically-induced micro-agglomerates
CN104284866B (zh) * 2012-03-28 2017-05-24 多贝尔化学公司 水处理组合物及其用途

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3082173A (en) * 1958-08-04 1963-03-19 Howard J Horvitz Coagulating aid and method of treating water therewith
US6428705B1 (en) * 1996-11-26 2002-08-06 Microbar Incorporated Process and apparatus for high flow and low pressure impurity removal
CN101454066A (zh) * 2006-05-31 2009-06-10 纳尔科公司 改进超滤或微滤膜工艺在反洗水处理中的性能的方法
CN102245517A (zh) * 2008-10-15 2011-11-16 考塔尔有限公司 酸性水和其用于排水或固体分离的用途

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108706704A (zh) * 2018-05-30 2018-10-26 江苏万邦达环保科技有限公司 一种降低废水硬度的ht2高效絮凝剂及其制备方法
CN114007989A (zh) * 2019-06-14 2022-02-01 凯米拉公司 含木材基有机材料的处理系统及其在废水处理中的用途和从废水去除溶解有机化合物的方法
CN114007989B (zh) * 2019-06-14 2023-04-14 凯米拉公司 含木材基有机材料的处理系统及其在废水处理中的用途和从废水去除溶解有机化合物的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10301205B2 (en) 2019-05-28
CA2941943C (en) 2023-04-04
EP3116831A1 (en) 2017-01-18
TWI689469B (zh) 2020-04-01
CA2941943A1 (en) 2015-09-17
EP3116831B1 (en) 2020-03-25
TW201540672A (zh) 2015-11-01
US20170096357A1 (en) 2017-04-06
WO2015138092A1 (en) 2015-09-17
EP3116831A4 (en) 2017-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106103352A (zh) 废水净化
US3227650A (en) Turbidity and color removal by filter aid filters
JP2011230038A (ja) 水処理装置
TWI715110B (zh) 用於淨化受電解質及染劑污染之廢水之設備及方法
AU2012344728B2 (en) A process and plant for treating water
CN103619451A (zh) 分离膜组件的清洗方法
WO2009119300A1 (ja) 被処理水の逆浸透膜による分離のための前処理方法
CN205442869U (zh) 一种提高苦咸水产水回收率的苦咸水淡化系统
Azmi et al. The Effect of Operating Parameters on Ultrafiltration and Reverse Osmosis of Palm Oil Mill Effluent for Reclamation and Reuse of Water.
JP5770830B2 (ja) 天然凝集剤を使用するバラスト凝集による水処理法
CN101863570A (zh) 含重金属废水处理与回用方法及设备
JP3409322B2 (ja) 純水製造方法
Lerch et al. Research experiences in direct potable water treatment using coagulation/ultrafiltration
JP2005118608A (ja) 水の処理方法
JPH1034161A (ja) ＳｉＯ２ 含有廃水の処理方法
JP7113454B2 (ja) 水処理方法および装置
CN110342674A (zh) 一种高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统和处理方法
CN110002654A (zh) 一种高盐废水排放处理系统
JP7403387B2 (ja) 凝集膜ろ過システムおよび凝集膜ろ過方法
WO2004046046A1 (ja) 廃水および汚泥水の浄化処理剤
Zhang et al. Membrane flux dynamics in the submerged ultrafiltration hybrid treatment process during particle and natural organic matter removal
JP2019188337A (ja) 水処理方法及び水処理装置
CN209537168U (zh) 一种高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统
Lee et al. Effects of flocculent aggregates on microfiltration with coagulation pretreatment of high turbidity waters
Zhao et al. Effectiveness of pulse dosing of submicron super-fine powdered activated carbon in preventing transmembrane pressure rise in outside-in-type tubular and inside-out-type monolithic ceramic membrane microfiltrations

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161109

RJ01 Rejection of invention patent application after publication