CN109160591A - 一种化机浆废水深度处理降混凝剂制备及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废水深度处理混凝剂的制备及应用，其由5‑7份重量有机高分子聚合物乳液，100～400份重量高电荷阳离子混凝剂，1‑3份重量高锰酸钾和1‑5份重量改性硅藻土组成。其中高电荷阳离子混凝剂由4‑12份重量铝盐，90‑95份重量铁盐，1份重量亚铁和1份重量季胺型有机高分子絮凝剂混合而成。使用上述方法配制的药剂，对经生化处理后COD为200～600mg/L、色度为150～300倍的化机浆废水进行后续深度处理，一步即可将该化机浆废水出水达到国家排放标准(GB3544‑2008)，COD<100mg/L,COD的去除率达70％以上且脱色效果好。本发明的产品具有氧化、吸附和絮凝等多重功能，吸附沉降速度快，处理效果好，产泥量少，运行成本低，能广泛适用于化机浆废水深度处理。

Description

一种化机浆废水深度处理降混凝剂制备及应用
技术领域
本发明化学机械浆制浆废水深度处理降混凝剂及其应用，涉及一种化机浆废水深度处理降混凝剂配方，进一步涉及其使用方法，属于有机、无机高分子复合水处理剂技术。
背景技术
化机浆废水是采用化学机械法制浆过程中产生的废水，具有高悬浮物，高COD浓度和高温度等特点。废水成分复杂，含有大量的热水抽出物和碱抽出物等有机污染物，其中主要成分为木质素类、半纤维素类和纤维素类的水溶或碱溶产物。从官能团角度来分类，含有酚类，醇类、单环和多环芳香族化合物等。目前典型的处理方法为厌氧和好氧处理，生化出水COD为200mg/L～300mg/L左右，后续增加三级物化处理可满足原有的GB3544-2001的排放标准，但却难以达到自2011年开始实施的GB3544-2008标准。这是由于化机浆废水中含有一定量的难生物降解的有机物，使用传统活性污泥法难以将其去除。国内目前对化机浆废水的处理大多数采用常规的厌氧和好氧处理工艺，经该法处理后的出水COD难以达到行业排放标准，从而影响了化机浆行业的健康发展。因此，化机浆废水的深度处理具有积极的现实意义。
目前许多企业采用混凝技术进行深度处理，用的混凝剂还是传统的PAC，开发去除COD效率较高的制浆造纸废水混凝剂，是深度处理技术发展的重要方向。以混凝剂所含的主要金属离子来分类，可分为铝系混凝剂和铁系混凝剂。铝系混凝剂应用较早，也是当前使用范围最广泛的品种之一，但铝盐处理废水存在不溶物残留、铝离子残留，从而引起一定的二次污染问题。另外一个应用较多的品种为铁系絮凝剂，具有沉降速度快，形成絮体大等优点。但也存在废水碱度消耗大、投加不当返色等问题。目前主流无机高分子混凝剂仍以聚合铝盐、聚合铁盐以及两者的复合物为代表，并有在此基础上复合一种或几种其他阳离子或阴离子基团来增强处理效果的发展趋势。这类复合混凝剂兼有聚铝和聚铁的优点，既能克服铝盐处理的矾花小、沉降慢的缺点，又能克服铁盐的易“造色”的缺点。但现有的普通水处理剂如聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)等用于处理木材制浆废水时，耗用量大，处理效果差异大，脱色效果差等缺点，不能完全满足废水处理需要。
根据环保部《制浆造纸水污染物排放标准》，从2011年7月起，制浆造纸废水排放指标执行全新的标准。按照这个即将生效的新标准，我国造纸行业废水在经过生物处理后，必须再进一步深度处理，目前许多企业采用混凝技术进行深度处理，用的混凝剂还是传统的PAC，开发去除COD效率较高的制浆造纸废水混凝剂，是深度处理技术发展的重要方向。
将铝系和铁系产品进行复合，得到聚合铝铁类无机高分子。这类复合混凝剂兼有聚铝和聚铁的优点，既能克服铝盐处理的矾花小、沉降慢的缺点，又能克服铁盐的易“造色”的缺点。将聚硅酸和硫酸铝或聚合硫酸铁等复合，得到聚硅硫酸铝(PASS)、聚硅硫酸铁(PFSS)、聚硅硫酸铝铁(PSAFS)等复合产品。这类混凝剂由于其优良的性能受到了广泛的关注，发表的论文和公布的专利也较多。诸如中国专利公告号CN200610164427.0，CN200610017141.X，
CN200710063749.0，CN200710019268.X，CN200710131436.4等，但现有的净水剂用于深度处理化机浆废水时，仍然存在用量大，降COD能力较差，脱色效果不理想，对水质的依赖程度高等缺点，不能满足化机浆废水的深度处理需要。
发明内容
本发明的目的是公开一种高效深度处理化学机械浆废水混凝剂的制备及应用。对于不同化机浆原料的生产废水水质均有良好的处理效果，并在化机浆废水深度处理领域具有较好的适用性。
为了达到上述目的，本发明针对传统混凝剂和现有复合药剂在处理化机浆废水上存在的问题，研制出新型复配氧化絮凝剂，生化法在工艺和经济效益上的不足，用于化机浆废水的深度处理。
该深度处理降混凝剂采用高锰酸钾或氯酸钠作为氧化剂，有机高分子聚合物，改性硅藻土和高电荷阳离子高分子混凝剂作为絮凝吸附剂，属多元复配组合药剂。
本发明由由有机高分子聚合物乳液，高电荷阳离子混凝剂，高锰酸钾和改性硅藻土组成。其中有机高分子聚合物乳液5-7份，高电荷阳离子混凝剂100～400份，高锰酸钾1-3份和改性硅藻土1-5份。有机高分子聚合物乳液是由丙烯酰胺、苯乙烯磺酸盐和木质磺酸盐等共聚而成；高电荷阳离子混凝剂由4-12份重量铝盐，90-95份重量铁盐，1份重量亚铁和1份重量季胺型有机高分子絮凝剂混合而成。
所述化机浆废水深度处理降混凝剂使用：将有机高分子聚合物乳液配制成5％溶液，将高电荷阳离子混凝剂配制成15％溶液，再按上述比例将其他组分在搅拌条件下加入高电荷阳离子混凝剂配制成15％溶液，混合反应2小时后，形成本专利产品。所有百分数为重量百分数。
本发明的优点和效果如下：
1.本发明产品中含有过硫酸盐、或氯酸钠、或高锰酸钾等强氧化剂，可有效氧化(或部分氧化)化机浆废水中的有机污染物，从而改变其结构，使其降解、易于分离或被吸附而除去；改性硅藻土可有效吸附水中可溶性的胶体和小分子溶解性有机物，并促进絮体的形成；高电荷阳离子混凝剂利用其强大的电中和能力，使水中的胶体类污染物从水中失稳析出。本发明产品中各种有效成份可发挥各自的优势，产生较强的氧化、絮凝和吸附等协同作用，对于化机浆废水深度处理具有良好的效果。
2.本发明产品加入了高分子的阳离子絮凝剂，通过较长的分子链对水中的颗粒进行吸附架桥、网捕和卷扫作用，使小颗粒聚集形成较大的聚集体而沉降，因此大大地改善了絮凝沉降条件，固液分离效率高、效果好。
3.对于化机浆废水深度处理，普通市售混凝剂(如PAC、PFS及其复合产品)对化机浆生化处理出水的COD的去除率在30％～50％之间，一般普通混凝剂COD去除率很难突破50％。本发明药剂具有氧化和混凝双重作用，对于化机浆废水COD的去除率可达到65％～75％，且脱色效果好，处理出水可直接达到国家一级排放标准(GB3544-2002)。
4.本发明的化机浆废水深度处理剂同时具有氧化、吸附和絮凝协同作用，对化机浆废水水质具有较强的适应性，对不同原料生产的化机浆废水处理都能够取得较好的效果。当生化出水COD小于280mg/l时，采用本发明产品处理可达到国家排放标准。
附图说明
图1为使用本发明的化机浆废水深度处理降混凝剂和其他混凝剂处理的出水COD效果对比图；
图2为使用本发明的化机浆废水深度处理降混凝剂和其他混凝剂处理的出水色度效果对比图。
具体实施方式
实施例1
采购工业级丙烯酰胺、苯乙烯磺酸盐和木质磺酸盐、氯酸钠、过硫酸钠、高锰酸钾、硫酸铝、三氯化铁、硅藻土、季胺型有机高分子絮凝剂。制备化机浆废水深度处理降混凝剂的步骤如下：
1.制备有机高分子聚合物乳液以备用。在搅拌的条件下，将100份丙烯酰胺、30份苯乙烯磺酸盐和10份木质磺酸盐进行混合在引发剂作用下，进行共聚反应2-3小时，反应结束后可形成均匀液体，待用。
2.在搅拌条件下，向反应釜中加入1500份重量的硫酸铝、28500份重量的硫酸铁(或三氯化铁)、300份重量的硫酸亚铁和300份重量的聚季胺盐。搅拌混合反应1小时后，将上述准备好的改性甲壳素加入5份。再分批加入10份重量的氧化剂，4份重量的改性硅藻土和1份聚丙烯酰胺，再搅拌反应30分钟后，形成均匀的液体即得化机浆废水深度处理降混凝剂。
实施例2
用实施例1制备的化机浆废水深度处理降混凝剂对某化机浆生产厂的经生化处理的废水进行了深度处理，并与其它混凝剂处理效果进行了比较。
量取化机浆废水1000ml，该废水经生化处理后的水质情况为：COD为260mg/L、色度为300倍。在搅拌条件下，将不同剂量的深度处理降混凝剂加入废水中，强化混凝反应10-15分钟，静置沉淀30分钟，最后分别测定水样的COD、色度。结果见附图1和2所示。
从图和图2中可以看到本发明产品对化机浆生化处理出水COD和色度的去除效果均优于其它混凝剂(如PAC或PFS)，去除率分别约为COD70％、色度90％。使用本发明的产品处理化机浆废水，出水COD&lt;100mg/L，达到国家一级排放标准(GB3544-2008)。

Claims (4)

1.化机浆废水深度处理混凝剂，其特征在于：由有机高分子聚合物乳液，高电荷阳离子混凝剂，高锰酸钾和改性硅藻土组成；其中有机高分子聚合物乳液5-7份，高电荷阳离子混凝剂100~400份，高锰酸钾1-3份和改性硅藻土1-5份。
2.根据权利要求1所述的化机浆废水深度处理混凝剂，其特征在于：所述有机高分子聚合物乳液是由丙烯酰胺、苯乙烯磺酸盐和木质磺酸盐共聚而成。
3.根据权利要求1所述的化机浆废水深度处理混凝剂，其特征在于：所述高电荷阳离子混凝剂由4-12份重量铝盐，90-95份重量铁盐，1份重量亚铁和1份重量季胺型有机高分子絮凝剂混合而成。
4.一种如权利要求1至3任意一项所述的化机浆废水深度处理剂的应用，其特征在于：将有机高分子聚合物乳液配制成5%溶液，将高电荷阳离子混凝剂配制成15%溶液，再按上述比例将其他组分在搅拌条件下加入高电荷阳离子混凝剂配制成15%溶液，混合反应2小时后，形成本专利产品；上述所有百分数为重量百分数。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024040677A1 (zh) * 2022-08-23 2024-02-29 天津科技大学 一种化机浆废液的化学碱回收处理工艺

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