CN109095522B - 污水除臭净化剂及其制备方法与污水除臭方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于污水除臭的净化剂及其制备方法与污水除臭方法，该净化剂为固液混合物，pH为9.5～10.5且其组分包含氢氧化镁、有机酸、悬浮剂以及水，其中氢氧化镁的质量含量为10‑80％，悬浮剂的质量含量为0.001‑5％。净化剂的制备方法包括使氧化镁与水在有机酸的存在下，发生水合反应生成氢氧化镁，然后加入悬浮剂和选择性的絮凝剂，混合均匀。污水除臭方法是将本发明净化剂连续投入到污水中。采取本发明的净化剂进行污水除臭，污水pH值能够保持稳定(波动幅度小于0.5)，最大化除臭效果，此外，本发明净化剂安全无害，流动性好，可以直接投入使用，使用方便。

Description

污水除臭净化剂及其制备方法与污水除臭方法
技术领域
本发明涉及水净化技术领域，具体涉及一种具有污水除臭作用的净化剂及其制备方法，本发明还涉及一种污水除臭的方法。
背景技术
随着经济发展，生活、生产污水排放日益增加，给环境带来极大压力。生活、生产污水中导致污染的一个重要成分是硫化物。水中的硫酸盐会被硫酸盐还原菌(SRB)还原成硫化物。硫化物排放会导致以下问题：首先是硫化物(如硫化氢)对污水管道混凝土会产生腐蚀；其次是硫化氢作为有毒气体，对下水道工作人员具有危险性；再次硫化氢具有明显臭气，对生产生活有不良影响。污水中的几个因素包括污染成分、生物膜、沉积物、温度、空气等与硫化的演化有关。另外，污水pH值也是一个重要的污染相关因素。水体的富营养化会引起pH值下降，而pH值下降不仅会导致硫化氢气体升高，还会导致重金属活性增加，这就导致了骨骼疼痛等疾病的风险增加。
现有技术中，污水处理中解决硫化物污染及降低污水pH值的主要方法为向水体中投放石灰水或氢氧化钠(H2S(可挥发)+OH-→HS-(不可挥发)+H2O)。投放石灰水的方式，一般在污水厂的污泥段投放，但投放石灰水后污泥pH值不稳定，上升或下降较快，若pH值过高，产生大量氨气污染，随后pH值下降较快又会导致硫化氢继续排放。氢氧化钠一般在污水厂入厂前投放，但氢氧化钠同样存在pH值不稳定的问题，上升或下降较快，若pH值过高，产生大量氨气污染，随后pH值下降较快又会导致硫化氢继续排放。而且，我国大部分污水厂处理工艺均为AAO生物处理系统，pH值过高会严重影响絮凝剂群的生存。此外，无论是投放石灰水还是氢氧化钠，都需要现场进行相应溶液的配制，操作不便，还容易造成化学烧伤，易造成安全事故和工伤事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适于直接投入于污水处理中且可以维持污水pH稳定的污水除臭净化剂。
本发明同时还提供一种污水除臭净化剂的制备方法，该方法操作简单且所制备的污水除臭净化剂稳定性好，将其用于污水除臭处理可以维持污水pH稳定，从而可以获得最优的除臭效果。
本发明还提供一种污水除臭方法，该方法操作简单，除臭效果好。
为实现前述发明目的，本发明采用的一种技术方案如下：
一种适用于污水除臭的净化剂，该净化剂为固液混合物，该固液混合物的pH为9.5～10.5且其组分包含氢氧化镁、有机酸、悬浮剂以及水，该净化剂中氢氧化镁的质量含量为10-80％，悬浮剂的质量含量为0.001-5％。
优选地，所述净化剂中，氢氧化镁的质量含量在65％以下。
优选地，所述净化剂中，悬浮剂的质量含量在3％以下。更优选地，所述净化剂中，悬浮剂的质量含量低于1％。
根据本发明的一个具体且优选方面，所述净化剂中，氢氧化镁的质量含量为10％～60％，悬浮剂的质量含量为0.013％～0.5％。
根据本发明的一个优选实施方案，所述悬浮剂为羟丙基甲基纤维素。
根据本发明的另一优选实施方案，所述有机酸为冰醋酸、枸橼酸或二者的组合。
根据本发明的优选实施方式，所述固液混合物的组分还包含聚丙烯酰胺絮凝剂。所述聚丙烯酰胺絮凝剂的质量含量优选为0.01％～2％。所述聚丙烯酰胺絮凝剂具体可以为非离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺中的一种或多种。
根据本发明的一个尤其优选实施方式中，所述净化剂中，氢氧化镁的质量含量为10％～60％，悬浮剂的质量含量为0.013％～0.3％，絮凝剂的质量含量为0.01-0.5％。
根据本发明，所述有机酸的质量含量优选为0.01％～0.5％，尤其优选为0.04％～0.125％。
优选地，所述的净化剂通过以下方法制备：使氧化镁与水发生水合反应生成氢氧化镁，并在温度为95℃以下时，加入有机酸，然后加入悬浮剂和选择性的絮凝剂，混合均匀，即得所述净化剂。
进一步优选地，以全部所述原料的总质量为100％计，各原料的比例为：氧化镁10-60％，有机酸0.04-0.125％，悬浮剂0.013-0.5％，絮凝剂0.01-0.5％，以及其他为水。
本发明还提供一种前述适用于污水除臭的净化剂的制备方法，该方法包括：使氧化镁与水发生水合反应生成氢氧化镁，并在温度为95℃以下时，加入有机酸，然后加入悬浮剂和选择性的絮凝剂，混合均匀，即得所述净化剂。
进一步优选地，以全部所述原料的总质量为100％计，各原料的比例为：氧化镁10-60％，有机酸0.04-0.125％，悬浮剂0.013-0.5％，絮凝剂0.01-0.5％，以及其他为水。
根据本发明，优选原料中90％以上(更优选95％以上)的固体颗粒小于等于30微米。
进一步地，首先在反应釜中加入水，一边搅拌一边加入氧化镁，当温度为95℃以下时(优选65-95℃)，加入有机酸，之后加入悬浮剂，之后加入絮凝剂，最终净化剂pH值为9.5-10.5。
本发明还涉及一种污水除臭方法，其包括：向需要除臭的污水中连续通入如本发明前述的净化剂。
根据本发明，每日通入净化剂的剂量率一般为20～300mg/L，具体根据水流量的大小来设定，一般水体pH值低时，选择更高的剂量率。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优势：
1、采取本发明的净化剂，尤其是本发明方法制备的净化剂，投入待处理的污水中，pH值能够保持稳定(波动幅度小于0.5)。由于本发明净化剂能够保持pH值稳定，因此最大程度的减少硫化氢的排放，避免氨气的排放。并且由于保持pH值稳定，避免了重金属活性增加，同时防止重金属污染。
2、本发明的净化剂的流动性好，可以直接投入使用，无需现场配制，使用方便。本发明的净化剂在投入污水后其中的氢氧化镁可以稳定地保持悬浮状态。
3、本发明的净化剂中，主要成分氢氧化镁是安全且无害的，与氢氧化钠或石灰相比不会造成化学烧伤。因此本发明净化剂在生产、运输和使用中安全性高，避免造成安全事故和工伤事故。
具体实施方式
本发明提供的污水除臭净化剂以氢氧化镁为主要成分，并通过有机酸、悬浮剂和絮凝剂的作用，使净化剂获得优异的流动性、存储稳定性和使用稳定性，从而可以方便、安全地获得最佳的除臭效果。
净化剂的组成中，氢氧化镁优选是由氧化镁与水进行原位水合反应制成，并优选在有机酸存在下进行水合反应。
氧化镁水合作用是根据以下反应方程进行的：
MgO(s)+H2O(l)→Mg(OH)2(s)
在制备过程中，在有机酸参与的情况下，有机酸可以促进反应，在氧化镁和水的反应中，随着反应的进行，粘稠度会增加，加入有机酸会降低粘稠度并促进反应继续进行。具体有机酸优选为75-98％的冰醋酸、或枸橼酸其他有机酸的一种或多种。
净化剂的一个优选的制备过程包括：1)在反应釜中加入水，一边搅拌一边加入氧化镁，当温度为95℃以下时(例如65-95℃)，加入有机酸，持续搅拌(持续搅拌时间例如约30分钟)；2)之后加入悬浮剂，持续搅拌(持续搅拌时间例如约40分钟)3)之后加入絮凝剂，持续搅拌((持续搅拌时间例如约30分钟)，最终净化剂pH值为9.5-10.5。
在一些具体且优选实施方式中，以重量百分比计，该净化剂的原料配方包括氧化镁10-60％，有机酸0.04-0.125％，悬浮剂0.013-0.5％，以及絮凝剂0.01-0.5％，其他为水；
进一步地，所述氧化镁原料优选氧化镁纯度比例大于90％，二氧化硅低于0.5％。需要说明的是，在实际生产中，氧化镁原料中，不可避免的会存在杂质，杂质包括氧化钙、三氧化二铁、三氧化二铝、二氧化硅中的一种或多种。
净化剂中，悬浮剂的作用为保证最终净化剂投入需要被净化的水体后不沉降，保持悬浮浓度。悬浮剂可以例如是羟丙基甲基纤维素，优选粘度规格在5，000-20，000CP中的一种或多种(可参考http://www.mizudahope.com/content.asp？id＝167)。
净化剂中，聚丙烯酰胺絮凝剂的作用并非常规的絮凝作用，而是为了保证本发明的净化剂产品在长时间存放发生沉淀现象后，沉淀部分仍可以通过搅拌还原为浆液状态。聚丙烯酰胺絮凝剂具体可以是非离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺中的一种或多种的组合，优选为阳离子聚丙烯酰胺，尤其是低分子量(小于100万)阳离子聚丙烯酰胺。
进一步地，所述净化剂原料中固体颗粒大小为：95％以上的固体颗粒小于30微米。若原料固体颗粒太大，会影响生产时反应速度；此外成品净化剂使用时是采用水泵通过喷嘴投放，原料颗粒过大，会在成品净化剂中产生杂质，堵塞喷嘴。
本发明实施例的净化剂具有以下特点：
1、净化剂投入待处理的污水中，pH值能够保持稳定。水处理过程中一般会持续投放，根据实验实测，在投放后通常30分钟后可将污水pH值提升将始终稳定在8-9。
2、净化剂能够保持pH值稳定，因此最大程度的减少硫化氢的排放，避免氨气的排放。并且由于保持pH值稳定，避免了重金属活性增加，同时防止重金属污染。
3、净化剂中主要成分氢氧化镁是安全且无害的，可以直接通过管道投入到污水中，与氢氧化钠或石灰相比不会造成化学烧伤。因此本发明净化剂在生产、运输和使用中安全性高，避免造成安全事故和工伤事故。
4、净化剂组成简单，安全，对水体完全无害，同时，净化剂的制备方法简单，容易实现，具有良好的工业化应用前景。
5、净化剂还具有优良的吸附和固定重金属离子功能，采用其处理污水后的污泥，可以进行资源再利用，使其更加适合用于植被肥料，附加值高。
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以下实施例中，所述的净化剂浓度为氢氧化镁重量与净化剂重量之比。
实施例1
一种用于污水除臭的净化剂，通过如下步骤制备得到：
在反应釜中加入水，一边搅拌一边加入氧化镁，每100份重量份的氧化镁加150重量份的水，充分反应后当温度降为90℃时，加入有机酸(75％冰醋酸)1份，搅拌30分钟；之后加入悬浮剂(羟丙基甲基纤维素，粘度规格为15,000mPa.s)1份，搅拌40分钟，之后加入低分子量阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂1份，搅拌30分钟。最终净化剂浓度为58％，pH值为约9.8。
将所得净化剂用于上海某污水厂的污泥浓缩池，每天的剂量率基于污泥水量为25mg/L到95mg/L不等。在一周的时间内对pH值和硫化氢进行监测。净化剂投放前，污泥pH值最高为7最低为6.9，平均为7，硫化氢浓度最高为1000ppm(可读最高值)最低为310ppm，平均为808ppm，投放后一周内污泥pH值最高为7.6最低为7.5，平均为7.6，硫化氢浓度最高为307ppm最低为101ppm，平均为110ppm。
实施例2
一种用于污水除臭的净化剂，通过如下步骤制备得到：
在反应釜中加入水，一边搅拌一边加入氧化镁，每100份重量份的氧化镁加500重量份的水，充分反应后当温度降为70℃时，加入有机酸(75％冰醋酸)1份，搅拌30分钟；之后加入悬浮剂(羟丙基甲基纤维素，粘度规格为15,000mPa.s)1份，搅拌30分钟，之后加入低分子量阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂1份，搅拌30分钟。最终净化剂浓度为24％，pH值为约9.6。
将得到的净化剂用于上海某污水厂的污泥浓缩池，每天的剂量率基于污泥水量为150mg/L到300mg/L不等。在一周的时间内对硫化氢进行监测。净化剂投放前，污水pH值最高为7最低为6.8，平均为6.9，硫化氢浓度最高为1000ppm(可读最高值)最低为392ppm，平均为835ppm，投放后一周内污泥pH值最高为8.1最低为7.9，平均为8，硫化氢浓度最高为62ppm，最低为1ppm，平均为45ppm。
实施例3
一种用于污水除臭的净化剂，通过如下步骤制备得到：
在反应釜中加入水，一边搅拌一边加入氧化镁，每100份重量份的氧化镁加100重量份的水，充分反应后当温度降为80℃时，加入有机酸(枸橼酸)3份，搅拌30分钟；之后加入悬浮剂(羟丙基甲基纤维素，粘度规格为15,000mPa.s)1份，搅拌30分钟，之后加入低分子量阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂1份，搅拌30分钟。最终净化剂浓度为70％，pH值为约10.2。
将新鲜制备的净化剂用于污水厂的厂前的700米泵站进行处理，剂量率30mg/L到75mg/L不等，污水处理厂的流量是10万吨/天。在一周的时间内对格栅栏的污水pH值和硫化氢进行监测。净化剂投放前，污水pH值最高为7.1最低为6.8，平均为6.9，硫化氢浓度最高为150ppm最低为13ppm，平均为61ppm，投放后一周内污水厂的格栅栏污水pH值最高为8最低为7.7，平均为7.8，硫化氢浓度最高为33ppm最低为6ppm，平均为9ppm。
该例制备的净化剂
实施例4
一种用于污水除臭的净化剂，通过如下步骤制备得到：
在反应釜中加入水，一边搅拌一边加入氧化镁，每100份重量份的氧化镁加200重量份的水，充分反应后当温度降为80℃时，加入有机酸(75％冰醋酸)1份，搅拌30分钟；之后加入悬浮剂(羟丙基甲基纤维素，粘度规格为15,000mPa.s)1份，搅拌30分钟，之后加入低分子量阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂1份，搅拌30分钟，最终净化剂浓度为35％，pH值为约9.7。
将制备的净化剂用于污水厂的厂前的700米泵站进行处理，剂量率150mg/l到250mg/l不等，污水处理厂的流量是10万吨/天。在一周的时间内对格栅栏的pH值和硫化氢进行监测。净化剂投放前，污泥pH值最高为7最低为6.8，平均为6.8，硫化氢浓度最高为150ppm最低为13ppm，平均为61ppm，投放后一周内污水厂的格栅栏污水pH值最高为8.2最低为7.9，平均为8，硫化氢浓度最高为13ppm最低为2ppm，平均为4ppm。
实施例5
将按照实施例1方法制备的净化剂用于污水厂的初沉池，剂量率40mg/l到110mg/l不等，污水处理厂的流量是10万吨/天。在一周的时间内对pH值和硫化氢进行监测。净化剂投放前，污pH值最高为7.1最低为6.9，平均为6.9，硫化氢浓度最高为311ppm，最低为11，平均为76ppm，投放后一周内污泥pH值最高为8.1最低为7.8，平均为7.9，硫化氢浓度最高为42ppm最低为9ppm，平均为34ppm。
实施例6
将按照实施例2方法制备的净化剂用于污水厂的初沉池，剂量率40mg/l到110mg/l不等，污水处理厂的流量是10万吨/天。在一周的时间内对pH值和硫化氢进行监测。净化剂投放前，污pH值最高为7.0最低为6.9，平均为6.9，硫化氢浓度最高为329ppm，最低为19ppm，平均为81ppm，投放后一周内污泥pH值最高为7.8，最低为7.6，平均为7.6，硫化氢浓度最高为60ppm最低为16ppm，平均为51ppm。
对比例1
本例提供一种净化剂，其制备基本同实施例1，不同的是，不添加悬浮剂和絮凝剂。所制备的新鲜净化剂呈现较为粘稠浆液形态，流速缓慢，且在放置21天后出现明显沉淀现象，经搅拌后还原至粘稠浆液形态。该净化剂流动性差，投放难度太大，无法使用。
对比例2
本例提供一种净化剂，其制备基本同实施例1，不同的是，不添加有机酸。新鲜制备的净化剂呈现浆液形态，流速较为正常，放置1天后出现明显沉淀现象，但经搅拌后还原至浆液形态。放置21天后出现明显沉淀现象，呈固体形态难以搅拌。该净化剂只能在制备完成后沉淀前即使用，否则无法使用。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种适用于污水除臭的净化剂，其特征在于：所述净化剂为固液混合物，所述固液混合物的pH为9.5～10.5且其组分包含氢氧化镁、有机酸、悬浮剂、聚丙烯酰胺絮凝剂以及水，所述净化剂中氢氧化镁的质量含量为10-80％，所述悬浮剂的质量含量为0.001-5％；所述聚丙烯酰胺絮凝剂的质量含量为0.01％～2％，所述聚丙烯酰胺絮凝剂为非离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺中的一种或多种；
所述的净化剂通过以下方法制备：使氧化镁与水发生水合反应生成氢氧化镁，并在温度为95℃以下时，加入有机酸，然后加入悬浮剂和絮凝剂，混合均匀，即得所述净化剂，以全部原料的总质量为100％计，各原料的比例为：氧化镁10-60％，有机酸0.04-0.125％，悬浮剂0.013-0.5％，絮凝剂0.01-0.5％，以及其他为水。
2.根据权利要求1所述的适用于污水除臭的净化剂，其特征在于：所述净化剂中，氢氧化镁的质量含量为10-65％，所述悬浮剂的质量含量在0.001-3％。
3.根据权利要求2所述的适用于污水除臭的净化剂，其特征在于：所述净化剂中，氢氧化镁的质量含量为10％～60％，悬浮剂的质量含量为0.013％～0.5％。
4.根据权利要求1所述的适用于污水除臭的净化剂，其特征在于：所述净化剂中，所述的悬浮剂为羟丙基甲基纤维素；和/或，所述有机酸为冰醋酸、枸橼酸或二者的组合。
5.根据权利要求1所述的适用于污水除臭的净化剂，其特征在于：所述净化剂中，氢氧化镁的质量含量为10％～60％，悬浮剂的质量含量为0.013％～0.3％，聚丙烯酰胺絮凝剂的质量含量为0.01-0.5％。
6.一种如权利要求1至5中任意一项权利要求所述的适用于污水除臭的净化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：使氧化镁与水发生水合反应生成氢氧化镁，并在温度为95℃以下时，加入有机酸，然后加入悬浮剂和聚丙烯酰胺絮凝剂，混合均匀，即得所述净化剂。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，制备净化剂的原料中，95％以上的固体颗粒小于等于30微米。
8.一种污水除臭方法，其特征在于：向需要除臭的污水中连续通入如权利要求1至5中任一项权利要求所述的净化剂。
9.根据权利要求8所述的污水除臭方法，其特征在于：每日通入净化剂的剂量率为20～300mg/L。
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