CN108218066A - 电子束辐照印染污水混凝剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子束辐照印染污水混凝剂及其应用，该混凝剂包括如下重量份的组分：聚丙烯酰胺30～50份，硫酸铝1～10份，氧化淀粉1～5份，聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚1～5份，活性炭1～20份，强酸性阳离子交换树脂1～10份。本发明提供一种应用方法：向经过过滤处理或生化处理后的印染污水中加入混凝剂，搅拌分散均匀后调节污水的pH值至1～5，然后对污水进行高能电子束辐照处理，辐照剂量控制在4～10kGy，得到的辐射处理后的污水进行过滤，分离出净化后的水。本混凝剂成本低，可大幅提高印染污水的辐照处理效果，无二次污染，节约资源，扩大了电子束辐照技术在污水处理方面的应用前景。

Description

电子束辐照印染污水混凝剂及其应用
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种电子束辐照印染污水混凝剂。
背景技术
印染废水是加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品、丝绸为主的印染、毛织染整及丝绸厂等排出的废水。纤维种类和加工工艺不同，印染废水的水量和水质也不同。其中，印染厂废水水量较大，每印染加工1t纺织品耗水100～200t，其中80%～90%成为废水排出。印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水之一，废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。
印染废水数量庞大，据欧洲统计，织物和排放废水的重量比是1:150～1:200，我国约为1:200～1:400。我国纺织工业废水为全国工业废水排放量的第六位，其中80%属印染废水。印染废水含有多种未反应的染料、颜料(涂料)，带有浓重的色泽，还有未反应的助剂，以及反应后的生成物和织物上的脱落物。更严重的还有致癌和致畸的有机化合物，具有毒性的重金属等。印染废水的组成变化无常，废水中的各种成分的组合、性质等，随着市场变化、季节更换、供应更迭等而呈无规律变化。印染废水属工业废水中较难治理的一种。由于技术、经济等原因，目前大多数采用的生物-物理治理方法只能达到基本排放要求。虽然在色度上略有下降，但对有机物质只是分解成较小物质，对这些分解产物性质很难控制也很难掌握，无法保证对环境不产生危害。现行印染废水处理方法占地面积大，投资多，治理费用高昂，以致生产成本居高不下。据估计，废水治理后达到二级排放标准，则治理费用基本与城市自来水价格相当。如果要达到废水回用要求，治理费用则更高，故实际运作起来相当困难。
电子束辐照技术，是指利用被加速的电子束流轰击或照射被处理对象，使其发生在常规方法下难以引发的物理化学及生物学反应，从而达到提高产品性能、净化物质等目的。相比于传统废水处理方法，电子束辐照技术的长处在于处理难降解有机废水、抗生素废水、含致病菌废水等。
电子束辐照处理工业废水作为一种新型环保技术,已在部分产业中进行了一系列的尝试,该技术利用电子加速器产生的电子书对工业废水进行辐照处理，在产生大量具有高度氧化性的羟基自由基·OH及还原性的水合电子eaq-等多种活性粒子，通过高级氧化还原反应及胶体性状的改变等一系列物理及化学反应，使污染物降解或分离，从而高效去除废水中的各种污染物，获得良好的处理效果。理论上，电子束辐照处理技术具有处理能力强、适用范围广、处理效率高、占地面积小、处理规模大、使用寿命长等优点。
采用电子束辐照处理工业废水，根据水质的不同和整体系统的要求，一般可作用预处理步骤和后处理步骤两种类型。在作为预处理步骤中，针对高浓度废水或生物毒性较高的废水，通过电子束辐照处理，使污染物分离或分解，降低废水中污染物的浓度和生物毒性，改善废水的可生化性，从而可以通过后续的生物处理实现达标排放。在作为后处理步骤中，针对传统工艺处理后仍无法达标排放的废水，采用电子束辐照进一步深度处理，使残留的顽固性污染物得到进一步去除，从而实现达标排放或者中水回用。此外，也可以作为水源污染处理的有效解决方案。
但实际生产中发现, 采用电子束辐照处理工业废水仍存在处理效果难以达到预期的程度、针对不同废水的处理效果变动大、能耗大、与其他废水处理步骤配合度不够等问题。
发明内容
本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种电子束辐照印染污水混凝剂。
本发明的另一目的是提供一种利用上述混凝剂应用高能电子束处理印染污水的方法。
本发明的目的可以通过以下措施达到：
一种电子束辐照印染污水混凝剂，它包括如下重量份的组分：聚丙烯酰胺30～50份，硫酸铝1～10份，氧化淀粉1～5份，聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚1～5份，活性炭1～20份，强酸性阳离子交换树脂1～10份。
在一种优选方案中，本电子束辐照印染污水混凝剂包括如下重量份的组分：聚丙烯酰胺35～45份，硫酸铝3～8份，氧化淀粉1～5份，聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚1～5份，活性炭3～8份，强酸性阳离子交换树脂2～6份。
在一种更优选方案中，本电子束辐照印染污水混凝剂包括如下重量份的组分：聚丙烯酰胺40～45份，硫酸铝5～8份，氧化淀粉2～5份，聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚2～5份，活性炭4～7份，强酸性阳离子交换树脂3～6份。
本混凝剂中的各组分通过相互之间的协同作用配合电子束辐照进行污水处理，各组分的用量均需保持在合理范围内，实验发现，除活性炭外的其他组分如过高或过低，都会影响污水处理效果。
本发明的电子束辐照印染污水混凝剂在制备时只需将各组分充分混合后分装即可。
本发明还提供了一种应用高能电子束处理印染污水的方法，它包括如下步骤：向经过过滤处理或生化处理后的印染污水中加入本发明所述的混凝剂，搅拌分散均匀后调节污水的pH值至1～5，然后对污水进行高能电子束辐照处理，辐照剂量控制在4～10kGy，得到的辐射处理后的污水进行过滤，分离出净化后的水。
本处理方法针对单纯采用高能电子束处理印染污水效果不佳的问题，通过在处理过程中加入微量的混凝剂促进各种有机无机污染物的降解以及纤维等成分的絮凝包裹沉淀，可以大幅提高辐照处理污水的效果。
本方法中只需通过加入微量的混凝剂即可实现良好的处理效果，但实践中发现，混凝剂的加入量过大时反而影响辐照处理效果，这也许与混凝剂过早絮凝污染物有关，混凝剂的加入量过小时，混凝剂无法起到应有的效果。本方法中混凝剂的合适加入量为待处理污水质量的0.001～0.08‰，优选 0.005～0.05‰，进一步优选0.008～0.04‰。
在辐照前，混凝剂加入待处理污水后搅拌0.1～5小时分散均匀，优选0.2～1小时，过长或过短的搅拌时间也会影响辐照处理效果。在高能电子束辐照处理过程中也需保持搅拌。
本法中混凝剂加入后，需要先根据污水的水质和酸碱度调节其pH值，使之pH值在1～5范围内，具体可加入不影响后续处理的各种无机或有机酸。
本方法在印染污水处理过程中，通过混凝剂的协同配合作用，可以使高能电子束在相对较低的辐照剂量下（10kGy以下）实现较好的处理效果，优选的，辐照剂量控制在5～10kGy，进一步优选的辐照剂量为5～8kGy。
本发明所提供的电子束辐照印染污水混凝剂成本低，便于获取，配合电子束辐照造技术，可以大幅提高印染污水的辐照处理效果，无二次污染，节约资源，处理后的水便于后续其他处理工序进行处理，所产生的污泥也可再次回用，进一步扩大了电子束辐照技术在污水处理方面的应用前景。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的方案做进一步说明，但本发明的范围并不局限于以下各实施例。
实施例1
电子束辐照印染污水混凝剂的原料如下：聚丙烯酰胺40kg，硫酸铝6kg，氧化淀粉3kg，聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚3kg，活性炭5kg，强酸性阳离子交换树脂4kg。各原料充分混合后分装即可。
实施例2
电子束辐照印染污水混凝剂的原料如下：聚丙烯酰胺44kg，硫酸铝5kg，氧化淀粉2kg，聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚3kg，活性炭6kg，强酸性阳离子交换树脂3kg。各原料充分混合后分装即可。
实施例3
电子束辐照印染污水混凝剂的原料如下：聚丙烯酰胺41kg，硫酸铝8kg，氧化淀粉2kg，聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚5kg，活性炭7kg，强酸性阳离子交换树脂6kg。各原料充分混合后分装即可。
实施例4
印染污水经过污染物过滤处理和物化处理后，仍然具有高浓度的污染物。将该原水先加入实施例1所制备的混凝剂，投加量为0.01‰，搅拌0.3小时分散均匀，搅拌分散均匀后，调节污水的pH值至2～5，然后对污水在搅拌下进行高能电子束辐照处理，辐照剂量控制在8kGy，得到的辐射处理后的污水进行过滤，分离出净化后的水。
以不投加混凝剂的相同原水进行相同条件、同剂量的高能电子束辐照处理，作为对照例1。
以投加相同量的混凝剂但不进行辐照处理的方案，作为对照例2。
处理前后的相关水质如表1所示。
表1
检测项目 原水 处理后的水 对照例1 对照例2
CODcr(mg/L) 1915 448 962 1827
BOD5(mg/L) 1595 100 889 1401
NH3-N(mg/L) 305 102 223 289
TP(mg/L) 29 12 18 28
本例处理后分离出的净化后的水，可再经过好氧厌氧生化处理进行深度处理，在大幅降低生化处理的负荷的基础上，使最终的出水达标排放，
实施例5
印染污水经过污染物过滤处理、物化处理和生化处理后，仍然残留一些顽固性污染物难以通过常规方法去除。将该原水先加入实施例2所制备的混凝剂，投加量为0.008‰，搅拌0.2小时分散均匀，搅拌分散均匀后，调节污水的pH值至2～5，然后对污水在搅拌下进行高能电子束辐照处理，辐照剂量控制在6kGy，得到的辐射处理后的污水进行过滤，分离出净化后的水。
以不投加混凝剂的相同原水进行相同条件、同剂量的高能电子束辐照处理，作为对照例3。
以投加相同量的混凝剂但不进行辐照处理的方案，作为对照例4。
处理前后的相关水质如表2所示。
表2
检测项目 原水 处理后的水 对照例3 对照例4
CODcr(mg/L) 112 42 97 110
BOD5(mg/L) 97 15 81 96
NH3-N(mg/L) 30 12 24 29
TP(mg/L) 3.5 1.1 2.5 3.0
本例处理后分离出的净化后的水，可直接排放。

Claims (9)

1.一种电子束辐照印染污水混凝剂，其特征在于它包括如下重量份的组分：聚丙烯酰胺30～50份，硫酸铝1～10份，氧化淀粉1～5份，聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚1～5份，活性炭1～20份，强酸性阳离子交换树脂1～10份。
2.根据权利要求1所述的电子束辐照印染污水混凝剂，其特征在于它包括如下重量份的组分：聚丙烯酰胺35～45份，硫酸铝3～8份，氧化淀粉1～5份，聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚1～5份，活性炭3～8份，强酸性阳离子交换树脂2～6份。
3.根据权利要求2所述的电子束辐照印染污水混凝剂，其特征在于它包括如下重量份的组分：聚丙烯酰胺40～45份，硫酸铝5～8份，氧化淀粉2～5份，聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚2～5份，活性炭4～7份，强酸性阳离子交换树脂3～6份。
4.一种应用高能电子束处理印染污水的方法，其特征在于它包括如下步骤：向经过过滤处理或生化处理后的印染污水中加入权利要求1所述的混凝剂，搅拌分散均匀后调节污水的pH值至1～5，然后对污水进行高能电子束辐照处理，辐照剂量控制在4～10kGy，得到的辐射处理后的污水进行过滤，分离出净化后的水。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述混凝剂的加入量为待处理污水质量的0.001～0.08‰。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述混凝剂的加入量为待处理污水质量的0.005～0.05‰。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述混凝剂的加入量为待处理污水质量的0.008～0.04‰。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于混凝剂加入待处理污水后搅拌0.1～5小时分散均匀，在高能电子束辐照处理过程中也保持搅拌。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于辐照剂量控制在5～10kGy。
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