CN108483604B - 一种用于工业混排废水深度处理的复合絮凝剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于工业混排废水深度处理的复合絮凝剂及其生产方法，属环境污染治理及水处理领域。该方法以硫酸亚铁、明矾、膨润土、白云石、木质素磺酸钠为主要原料，经煅烧、改性、合成，制备出一种高效复合絮凝剂，并用于工业园区污水处理厂工业混排废水的混凝深度处理。该复合絮凝剂絮凝及吸附性能好、絮体大而密实、沉降速度快，可有效去除水中的COD、SS、重金属、色度、氨氮、总磷等，在水处理领域具有推广应用前景。

Description

一种用于工业混排废水深度处理的复合絮凝剂

技术领域

本发明属环境污染治理及水处理领域，涉及一种用于工业混排废水深度处理的复合絮凝剂及其制备方法。

背景技术

水是宝贵的自然资源，是人类赖以生存的必要条件。在人类生活和生产活动中，特别是工业生产中，从自然界取用水资源，经生活和生产后，又向自然界排出污染的水体，水极容易污染。时至今日，水污染问题日趋严重，已严重影响到人类的身心健康，节约水资源，保护自然环境，已成为当前社会的首要问题。

据统计，废水排放总量中，工业废水占70％以上。由于工业废水水量大、成分复杂、污染负荷高、难处理等特点，导致工业废水污染成为引起环境水体污染的主要原因。强化污染物减排和治理，显著削减化学需氧量排放量，将建设资源节约型、环境友好型社会作为加快经济发展方式转变的重要着力点，推进重点流域水污染防治，提高工业废水防治水平，提高工业废水深度治理水平，已成为当前环保的迫切需求。重点推进制浆造纸、印染、食品、酿造、化工、皮革、医药等工业企业技术升级改造，鼓励有新技术的企业开展技术改造升级，严格入河湖排污口监督管理，加强重点流域内水污染防治环保核查，继续加大制浆造纸、印染、食品加工等重污染行业企业的治理力度，鼓励企业在稳定达标排放的基础上集中建设污水深度处理设施，已成为当前环保形势下政府对企业及环保部门的基本要求。

企业现有的废水处理系统大多分为一级、二级和三级处理。一级处理的任务是从废水中去除呈悬浮状态的固体与呈分层或乳化状态的油类污染物。为达到分离去除的目的，多采用物理处理法中的各种处理单元。二级处理的任务是大幅度地去除废水中呈胶体和溶解状态的有机污染物，一般采用生物处理方法，具体包括厌氧、好氧生化处理。三级处理的任务是进一步去除前面两级未能去除的污染物，又称为深度处理。三级处理所使用的方法是多种多样的，物理处理、化学处理和生物处理的许多处理方法都可应用。由于工业废水水质、水量波动大，而早期建立的工业废水处理系统，工艺技术相对落后，处理效率相对较低，无法满足当前环保形势下对污水的处理要求，工业废水处理系统的提标改造问题就显得尤为重要。废水系统的提标改造，无非就是新增废水处理单元，或对原处理系统进行升级。而对于大多企业来说，没有足够的空闲土地用来新增废水处理单元。而拆除原有废水处理单元，改建新的废水处理工艺，需要企业停产相当长一段时期，影响企业的生产。特别是对处于经济开发区或工业集聚区，以工业混排水为主要处理对象的城市污水处理厂，为满足环保要求而停工改造将直接影响整个工业区企业的正常生产，异地重建又涉及到排水管道、土地、设备、资金等一系列重大问题。如何在不影响企业正常生产的前提下，充分利用企业原有废水处理单元，再对原系统进行一些必要的技术改造，显著提高废水处理效率，成为当前环保形势下企业迫切需要的技术需求。

目前，以处理工业混排废水为主的工业园区污水处理厂，其废水处理工艺流程一般为：园区各企业来水→集水井→提升泵→格栅→旋流沉砂池→水解酸化池→好氧池→二沉池→混凝/Fenton氧化反应池→三沉池→排放。随着环保要求的日趋严格，此类污水处理厂的外排水水质已无法满足环保排放标准要求，提标改造最直接、快速、有效的方案就是深度处理工艺的调整，即对混凝/Fenton氧化工艺的调整。混凝深度处理工艺具有操作方便、易于管理、快速有效等优点，但现有的混凝深度处理工艺大多已处于发展的瓶颈期，无法进一步提升污水处理效率，不能满足企业的污水处理要求；Fenton氧化工艺由于影响因素较多、管理运行复杂等，致使大多企业无法正常稳定运行，影响出水水质指标。提高混凝深度处理效率、开发新型高效复合絮凝剂成为当前研究的主要课题。

发明内容

本发明针对工业园区污水处理厂的工业混排废水的水质特征，特别是针对建有造纸、印染、食品、酿造、医药等企业的工业园区的污水处理厂的工业混排废水的水质特征，开发了一种用于工业混排废水深度处理的复合絮凝剂，显著提高对废水中特征污染物的去除效率，使废水满足环保排放要求。

为实现本发明目的，本发明针对建有造纸、印染、食品、酿造、医药等企业的工业园区的污水处理厂的工业混排废水的水质特征，以硫酸亚铁、明矾、膨润土、白云石、木质素磺酸钠等为主要原料，经煅烧、改性、合成，制备出一种高效复合絮凝剂，用于工业园区污水处理厂工业混排废水的混凝深度处理。在显著提高对废水中胶体、悬浮物、色度的去除率的同时，强化对废水中的细小纤维素、木质素、水溶性COD、重金属离子、氨氮、有机磷、总磷、色度的去除。充分利用污水处理厂现有的污水处理设施，在不改变污水处理工艺流程、不增加构筑物、不影响企业生产的条件下，经济、合理、快速、有效的提高对废水的处理效果，使外排水满足环保排放标准要求。

具体通过以下方法实现：

⑴.将膨润土与白云石按3-4:1的质量比混合、破碎，于300-350℃煅烧、550-650℃煅烧，粉碎过目筛，按质量比1:1加入盐酸浸泡，得成分a；

⑵.按重量份数取木质素磺酸钠20-40份、甲醛4-8份、三乙醇胺5-10份、水42-71份，混合、搅拌，于160-180℃反应，得成分b；

⑶.按重量份数取硫酸亚铁40-60份、明矾5-10份、硫酸4-8份、水22-51份，混合、搅拌、溶解，加入氧化剂，于60-80℃反应，得成分c；

⑷.保持60-80℃的反应温度，按总重量计算，在成分c中，加入2-10％的成分a，搅拌反应；再加入2-10％的成分b，搅拌反应；陈化，得复合絮凝剂。

其中，所用木质素磺酸钠采用CN102690423B的方法生产；所用硫酸为质量分数98％的浓硫酸，或将不同质量分数的硫酸按质量分数98％折算相应的硫酸用量，同时减少对应的水的用量；所用氧化剂为氯酸钠、氯酸钾、次氯酸钠、双氧水、氧气、氯气、臭氧中的一种或几种，加入量为硫酸亚铁质量的1/20-1/10,优选氯酸钠。

本发明特点在于：针对工业园区污水处理厂的工业混排废水的水质特征，合成了一种高效复合絮凝剂，用于工业混排废水的混凝深度处理时，絮凝、沉淀效果好，沉降速度快，显著提高对废水中胶体、悬浮物、色度的去除率，同时强化去除废水中的细小纤维素、木质素、水溶性COD、重金属离子、氨氮、有机磷、总磷等。絮体沉淀后含水率低，易于污泥脱水，经常规工艺脱水后，污泥含水率降低3％以上。本发明方法制备的复合絮凝剂，在不影响企业正常生产、不增加企业基建或改建投资的条件下，经济、合理、快速、有效的提高对废水的处理效果，使外排水满足环保排放标准要求，为工业园区污水处理厂提供了一种切实可行的提标改造实施方法。

本发明复合絮凝剂与现有市售絮凝剂对工业混排废水的深度处理效果对比如下：

表1.本发明复合絮凝剂与市售絮凝剂对工业混排废水的深度处理效果对比

具体实施方式

为对本发明进行更好地说明，举实施例如下：以下所述木质素磺酸钠采用CN102690423B的方法生产。

实施例1：

⑴.将膨润土与白云石按3:1的质量比混合、破碎，于300℃煅烧30min、550℃煅烧60min，粉碎过200目筛，按质量比1:1加入质量百分含量10％的盐酸浸泡，得成分a；

⑵.按重量份数取木质素磺酸钠30份、甲醛6份、三乙醇胺8份、水56份，混合、搅拌，于168℃反应2h，得成分b；

⑶.按重量份数取硫酸亚铁55份、明矾6份、硫酸4份、水35份，混合、搅拌、溶解，加入氧化剂氯酸钠(加入量为硫酸亚铁质量的1/10)，于70℃反应2h，得成分c；

⑷.保持70℃的反应温度，按总重量计算，在成分c中，加入5％的成分a，搅拌反应30min；再加入5％的成分b，搅拌反应30min；陈化24h，得复合絮凝剂。

将该实施例制得的复合絮凝剂用于石家庄市藁城区某建有化纤、化工、制药、造纸、纺织、木材加工、机械制造、热电厂等企业的工业园区污水处理厂工业混排废水深度处理，絮凝、沉淀效果好，沉降速度相比市售聚合氯化铝提高50％以上，显著提高对废水中胶体、悬浮物、色度的去除率，结果如下。絮体沉淀后含水率低，易于污泥脱水，经常规工艺脱水后，污泥含水率降低5％。

其处理效果及对比如下：

实施例2：

⑴.将膨润土与白云石按4:1的质量比混合、破碎，于350℃煅烧30min、650℃煅烧60min，粉碎过200目筛，按质量比1:1加入质量百分含量10％的盐酸浸泡，得成分a；

⑵.按重量份数取木质素磺酸钠40份、甲醛8份、三乙醇胺10份、水42份，混合、搅拌，于165℃反应2h，得成分b；

⑶.按重量份数取硫酸亚铁50份、明矾5份、硫酸8份、水37份，混合、搅拌、溶解，加入氧化剂双氧水(双氧水加入量为硫酸亚铁质量的1/12)，于65℃反应2h，得成分c；

⑷.保持65℃的反应温度，按总重量计算，在成分c中，加入8％的成分a，搅拌反应30min；再加入8％的成分b，搅拌反应30min；陈化24h，得复合絮凝剂。

将该实施例制得的复合絮凝剂用于石家庄市赵县某建有纺织、造纸、化工、生物、塑胶、化肥、机械制造企业的园区污水处理厂工业混排废水深度处理，絮凝、沉淀效果好，沉降速度相比市售聚合氯化铝提高50％以上，显著提高对废水中胶体、悬浮物、色度的去除率，结果如下。絮体沉淀后含水率低，易于污泥脱水，经常规工艺脱水后，污泥含水率降低6％。

其处理效果及对比如下：

实施例3：

⑴.将膨润土与白云石按4:1的质量比混合、破碎，于350℃煅烧30min、600℃煅烧60min，粉碎过200目筛，按质量比1:1加入质量百分含量10％的盐酸浸泡，得成分a；

⑵.按重量份数取木质素磺酸钠20份、甲醛4份、三乙醇胺5份、水71份，混合、搅拌，于160℃反应2h，得成分b；

⑶.按重量份数取硫酸亚铁45份、明矾10份、硫酸8份、水37份，混合、搅拌、溶解，加入氧化剂臭氧(加入量为硫酸亚铁质量的1/10)，于78℃反应6h，得成分c；

⑷.保持78℃的反应温度，按总重量计算，在成分c中，加入3％的成分a，搅拌反应30min；再加入3％的成分b，搅拌反应30min；陈化36h，得复合絮凝剂。

将该实施例制得的复合絮凝剂用于新乡市某建有印染、制药、造纸等企业的园区污水处理厂工业混排废水深度处理，絮凝、沉淀效果好，沉降速度相比市售聚合氯化铝提高50％以上，显著提高对废水中胶体、悬浮物、色度的去除率，结果如下。絮体沉淀后含水率低，易于污泥脱水，经常规工艺脱水后，污泥含水率降低4％。

其处理效果及对比如下：

可以看出，以上实施例对部分工业园区污水处理厂工业混排废水深度处理取得了很好的应用效果，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A排放标准要求。

Claims (1)

1.一种用于工业混排废水深度处理的复合絮凝剂，其特征在于：通过以下方法制备而成：

（1）将膨润土与白云石按3-4:1的质量比混合、破碎，依次于300-350℃煅烧和550-650℃煅烧，粉碎过目筛，按质量比1:1加入盐酸浸泡，得成分a；

（2）按重量份数取木质素磺酸钠20-40份、甲醛4-8份、三乙醇胺5-10份、水42-71份，混合、搅拌，于160-180℃反应，得成分b；

(3) 按重量份数取硫酸亚铁40-60份、明矾5-10份、硫酸4-8份、水22-51份，混合、搅拌、溶解，加入氧化剂，于60-80℃反应，得成分c；

（4）保持60-80℃的反应温度，按总重量计算，在成分c中，加入2-10%的成分a，搅拌反应；再加入2-10%的成分b，搅拌反应；陈化，得复合絮凝剂；

所述氧化剂加入量为硫酸亚铁质量的1/20-1/10，氧化剂选氯酸钠。