CN106745818B - 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
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 (4)
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,由如下组份组成: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;
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;
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3重量份的浓度为30%的H3PO4溶液中,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。
2.根据权利要求1所述的净水剂,其特征在于,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。
3.根据权利要求1或2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。
4.一种制备权利要求1至3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%,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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