CN106745818A - 一种适用于煤化工、焦化工业废水深度处理使用的净水剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种适用于煤化工、焦化工业废水深度处理使用的净水剂，按照重量份数计，包括如下组份：20‑35份纳米碳材料、0‑10份硅藻土粉、60‑75份专用絮凝剂、2‑8份焦化好氧池菌种提取物。该净水剂不添加任何有毒有害的重金属元素，绿色无污染，提高絮凝效果的同时增强了脱色效果，提高了处理效率。经测试，采用该净水剂投放到经生化处理后二沉池的出水中，CODcr去除率达85％以上，脱色率达90％以上，以确保经处理后最终出水的CODcr及色度满足(GB16171‑2012)《炼焦化学工业污染物排放标准》中表2和表3中的水污染物浓度排放限值。

Description

一种适用于煤化工、焦化工业废水深度处理使用的净水剂
技术领域
本发明涉及一种净水剂，具体涉及一种适用于煤化工、焦化工业废水深度处理使用的净水剂。
背景技术
焦化、煤化工等高浓度工业废水中含有大量的难降解有机物(如多环芳烃和杂环化合物等)，其经生化处理后，二沉池的出水色度倍数高、可生化性差、氰化物高，此时CODcr很难降解或去除，故难以满足排放标准对CODcr的要求，较深的颜色也严重影响水体的感官效果。对此，需要对生化处理后的排水做进一步的深度处理。而现有深度处理中通过加药去除CODcr和色度的有以下几种常用方法：(1)直接投加净水材料，如聚合氯化铝、聚合硫酸铁、M180等絮凝剂，其作用单一，对CODcr的去除效率低，脱色率差，一般当二沉池生化出水CODcr值大于200mg/L时，投加此类絮凝剂后无法达到新的GB16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》中表2、表3的排放标准。(2)芬顿法：通常先投加浓硫酸调整pH值至4-6，再加芬顿试剂硫酸亚铁和双氧水，并通过氢氧化钠(或氢氧化钙)回调pH，最后再加PAM进行絮凝沉淀，此类加药方法操作复杂，部分药剂危险性高，且受来水水质、水量的变化影响，系统很难稳定运行。(3)投加臭氧：通过现场大量案例表明，焦化、煤化工等类废水经投加此类高级氧化剂对CODcr和色度的去除效果不佳。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种适用于煤化工、焦化工业废水深度处理使用的净水剂，焦化、煤化工废水经生化处理后二沉池出水通过加入该净水剂后，出水CODcr达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)中的水污染物浓度排放限值，同时对水体颜色有很好的脱除和改善作用。
一种适用于煤化工、焦化工业废水深度处理使用的净水剂，按照重量份数计，包括如下组份：20-35份纳米碳材料、0-10份硅藻土粉、60-75份专用絮凝剂、2-8份焦化好氧池菌种提取物；
所述专用絮凝剂由十二水合硫酸铝钾或硫酸铝、聚合硫酸铁、叔铵盐高分子絮凝剂按照质量比为(80-95):(2-10):(1-2)混合复配而成。
进一步地，所述焦化好氧池菌种提取物提取方法为：将筛选培养合格的焦化好氧池菌种污泥进行浓缩，将浓缩后的菌种污泥脱水并烘干后得到灰黑色固体制成，制成。
进一步地，所述纳米碳材料进行如下处理：将1重量份的纳米碳材料加入到2-5重量份的H3PO4溶液(浓度为30％)中浸泡8-24时间；然后过滤清洗进行烘干，得到含水率低于5％的改性后的纳米碳材料。
进一步地，按照重量份数计，包括如下组份：30-33份纳米碳材料、2-5份硅藻土粉、65-70份专用絮凝剂、3-5份焦化好氧池菌种提取物；
所述专用絮凝剂由十二水合硫酸铝钾或硫酸铝、聚合硫酸铁、叔铵盐高分子絮凝剂按照质量比为94:5:1混合复配而成。
进一步地，所述净水剂还包括枯草芽孢杆菌群，枯草芽孢杆菌群的加入量为每千克净水剂中加入8mg枯草芽孢杆菌群。
本发明还公开了上述净水剂的制备方法，具体为：将纳米碳材料、硅藻土粉和焦化好氧池菌种提取物按比例混合，经105-110℃高温烘干至水分小于5％以下，在放入球磨机研磨至200-300目，与专用絮凝剂再充分进行搅拌混合均匀后，再进行分袋包装；按比例称取枯草芽孢杆菌群后单独包装。
与常规净水剂相比，本发明的净水剂采用特定的原料配比，利用纳米颗粒的尺寸效应对小分子有机物进行有效的吸附，配方中不含重金属成分，避免了对水体的二次污染，同时独创地加入了焦化废水所匹配的专用菌种，能有效地吸附并分解小分子有机物。净水剂中引入了改型后的纳米碳，在提高絮凝效果的同时增强了脱色效果，配合活性菌群的使用还能起到进一步的降低CODcr和脱色的综合治理效果，提高了处理效率。经测试，采用该净水剂投放到经生化处理后二沉池的出水中，经后续的HOK生物流化床或混凝搅拌反应沉淀4小时后，CODcr去除率达85％以上，脱色率达90％以上。
具体实施方式
下文将通过具体实施例对本发明的技术构思做进一步阐释与佐证。
如无特别指代，下述实施例中所有使用的原材料均为本行业市场上通用的原材料。
一种适用于煤化工、焦化工业废水深度处理使用的净水剂，按照重量份数计，包括如下组份：20-35份纳米碳材料、0-10份硅藻土粉、60-75份专用絮凝剂、2-8份焦化好氧池菌种提取物；所述专用絮凝剂由十二水合硫酸铝钾或硫酸铝、聚合硫酸铁、叔铵盐高分子絮凝剂按照质量比为(80-95):(2-10):(1-2)混合复配而成。
焦化好氧池菌种提取物提取方法为：将筛选培养合格的焦化好氧池菌种污泥进行浓缩，将浓缩后的菌种脱水并烘干后得到灰黑色固体制成，制成。
纳米碳材料进行如下处理：将1重量份的纳米碳材料加入到2-5重量份的H3PO4溶液(浓度为30％)中浸泡8-24h；然后过滤清洗进行烘干，得到含水率低于5％的改性后的纳米碳材料。
纳米碳材料具有优异的纳米尺寸效应，能够强烈吸附小分子有机物从而达到降低CODcr的功效，同时起到生物载体的双重功能，微生物菌群可以附着在纳米碳材料上，在充分曝气供氧的情况下，高密度的生物菌群能够分解大量有机物，其余难降解的有机物及部分氰化物可以随沉淀的生物淤泥一起排走。此外，利用H3PO4对纳米碳材料的表面进行改性处理，能增强脱色效果。硅藻土粉可吸附大分子有机物。专用絮凝剂中各组分按照特定比例配合使用，起到链接搭桥的作用，絮凝效果突出，能将少量有机物及所需外排的污泥进行二次吸附并快速沉淀，起到很好的净水效果。
实施例1
一种适用于煤化工、焦化工业废水深度处理使用的净水剂，将22重量份纳米碳材料、2重量份硅藻土粉和2.5重量份焦化好氧池菌种提取物按比例混合，经105-110℃高温烘干至水分小于5％以下，在放入球磨机研磨至200-300目，与63重量份专用絮凝剂再充分进行搅拌混合均匀后，再进行分袋包装；专用絮凝剂由十二水合硫酸铝钾或硫酸铝、聚合硫酸铁、叔铵盐高分子絮凝剂按照质量比为90:9.5:0.5混合复配而成。
使用时，将0.6g净水剂倒入1L待处理废水中曝气搅拌4h，静置3h，测定CODcr去除率为80％，脱色率为85％。
实施例2
一种适用于煤化工、焦化工业废水深度处理使用的净水剂，将28重量份纳米碳材料、6重量份硅藻土粉和3.6重量份焦化好氧池菌种提取物按比例混合，经105-110℃高温烘干至水分小于5％以下，在放入球磨机研磨至200-300目，与63重量份专用絮凝剂再充分进行搅拌混合均匀后，再进行分袋包装；专用絮凝剂由十二水合硫酸铝钾或硫酸铝、聚合硫酸铁、叔铵盐高分子絮凝剂按照质量比为95:4.5:0.5混合复配而成。
纳米碳材料进行如下处理：将1重量份的纳米碳材料加入到2重量份的H3PO4溶液(浓度为30％)中浸泡12h；然后过滤清洗进行烘干，得到含水率低于5％的改性后的纳米碳材料。
使用时，将0.6g净水剂倒入1L待处理废水中曝气搅拌4h，静置3h，测定CODcr去除率为85％，脱色率为90％。
实施例3
一种适用于煤化工、焦化工业废水深度处理使用的净水剂，将31重量份纳米碳材料、4.5重量份硅藻土粉和3.6重量份焦化好氧池菌种提取物按比例混合，经105-110℃高温烘干至水分小于5％以下，在放入球磨机研磨至200-300目，与68重量份专用絮凝剂再充分进行搅拌混合均匀后，再进行分袋包装；专用絮凝剂由十二水合硫酸铝钾或硫酸铝、聚合硫酸铁、叔铵盐高分子絮凝剂按照94:5:1的质量比为混合复配而成。
纳米碳材料进行如下处理：将1重量份的纳米碳材料加入到3重量份的H3PO4溶液(浓度为30％)中浸泡18h；然后过滤清洗进行烘干，得到含水率低于5％的改性后的纳米碳材料。
使用时，将0.6g净水剂倒入1L待处理废水中，按照每千克净水剂中加入8mg的计量加入枯草芽孢杆菌群，曝气搅拌4h，静置3h，测定CODcr去除率为88％，脱色率为92％。
实施例4
一种适用于煤化工、焦化工业废水深度处理使用的净水剂，将31重量份纳米碳材料、4.5重量份硅藻土粉和3.6重量份焦化好氧池菌种提取物按比例混合，经105-110℃高温烘干至水分小于5％以下，在放入球磨机研磨至200-300目，与68重量份专用絮凝剂再充分进行搅拌混合均匀后，再进行分袋包装；专用絮凝剂由十二水合硫酸铝钾或硫酸铝、聚合硫酸铁、叔铵盐高分子絮凝剂按照94:5:1的质量比为混合复配而成。
纳米碳材料进行如下处理：将1重量份的纳米碳材料加入到3重量份的H3PO4溶液(浓度为30％)中，另加入2重量份的杭白菊浸出液，浸泡12h；然后过滤清洗进行烘干，得到含水率低于5％的改性后的纳米碳材料。
杭白菊浸出液采用如下方法制备：取清洗干净的杭白菊，然后加入到质量为杭白菊20倍的纯净水中，在70-80℃下加热4-6h，过滤后得到滤液。杭白菊中的氨基酸物质对纳米碳材料的表面进行改性处理，能增强脱色效果。
使用时，将0.6g净水剂倒入1L待处理废水中曝气搅拌4h，静置3h，测定CODcr去除率为90％，脱色率为95％。
实施例5
一种适用于煤化工、焦化工业废水深度处理使用的净水剂，将31重量份纳米碳材料、4.5重量份硅藻土粉、5重量份铁线蕨活性提取物和3.6重量份焦化好氧池菌种提取物按比例混合，经105-110℃高温烘干至水分小于5％以下，在放入球磨机研磨至200-300目，与68重量份专用絮凝剂再充分进行搅拌混合均匀后，再进行分袋包装；专用絮凝剂由十二水合硫酸铝钾或硫酸铝、聚合硫酸铁、叔铵盐高分子絮凝剂按照94:5:1的质量比为混合复配而成。
纳米碳材料进行如下处理：将1重量份的纳米碳材料加入到3重量份的H3PO4溶液(浓度为30％)中，另加入2重量份的杭白菊浸出液，浸泡12h；然后过滤清洗进行烘干，得到含水率低于5％的改性后的纳米碳材料。
杭白菊浸出液采用如下方法制备：取清洗干净的杭白菊，然后加入到质量为杭白菊20倍的纯净水中，在70-80℃下加热4-6h，过滤后得到滤液。杭白菊中的氨基酸物质对纳米碳材料的表面进行改性处理，能增强脱色效果。
铁线蕨活性提取物提取方法为：将铁线蕨晒干，研成粉末，以18倍质量的70％乙醇溶液回流提取4次，得到的滤液进行脱色，蒸干得到白色粉末，制成。铁线蕨活性提取物能有效地吸附并分解小分子有机物，并能起到除臭的功效。
使用时，将0.6g净水剂倒入1L待处理废水中曝气搅拌4h，静置3h，测定CODcr去除率为92％，脱色率为97％。

Claims (6)

1.一种适用于煤化工、焦化工业废水深度处理使用的净水剂，其特征在于，按照重量份数计，包括如下组份：20-35份纳米碳材料、0-10份硅藻土粉、60-75份专用絮凝剂、2-8份焦化好氧池菌种提取物。
所述专用絮凝剂由十二水合硫酸铝钾或硫酸铝或聚合氯化铝、聚合硫酸铁、叔铵盐高分子絮凝剂按照质量比为(80-95):(2-10):(1-2)混合复配而成。
2.根据权利要求1所述的净水剂，其特征在于，所述焦化好氧池菌种提取物的提取方法为：将筛选培养合格的焦化好氧池菌种污泥进行浓缩，将浓缩后的菌种污泥脱水并烘干后得到灰黑色固体制成。
3.根据权利要求1所述的净水剂，其特征在于，所述纳米碳材料进行如下处理：将1重量份的纳米碳材料加入到2-5重量份的H3PO4溶液(浓度为30％)中浸泡8-24h；然后过滤清洗进行烘干，得到含水率低于5％的改性后的纳米碳材料。
4.根据权利要求1所述的净水剂，其特征在于，按照重量份数计，包括如下组份：30-33份纳米碳材料、2-5份硅藻土粉、65-70份专用絮凝剂、3-5份焦化好氧池菌种提取物；所述专用絮凝剂由十二水合硫酸铝钾或硫酸铝、聚合硫酸铁、叔铵盐高分子絮凝剂按照质量比为94:5:1混合复配而成。
5.根据权利要求1至4任一项所述的净水剂，其特征在于，所述净水剂还包括枯草芽孢杆菌群，枯草芽孢杆菌群的加入量为每千克净水剂中加入8mg枯草芽孢杆菌群。
6.一种制备权利要求1至5任一项所述的净水剂的方法，其特征在于，将纳米碳材料、硅藻土粉和焦化好氧池菌种提取物按比例混合，经105-110℃高温烘干至水分小于5％以下，在放入球磨机研磨至200-300目，与专用絮凝剂再充分进行搅拌混合均匀后，再进行分袋包装；视需处理的水质状况当需要加入枯草芽孢杆菌群时，按比例称取枯草芽孢杆菌群后单独包装。
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