CN109231334A - 一种废水综合处理药剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废水综合处理药剂及其应用，所述药剂由下述用量组分组成：吸附组分10～60重量份、氧化组分10～40重量份、混凝组分10～40重量份、絮凝组分1～10重量份、助剂组分1～30重量份。本发明药剂可用于脱硫脱硝废水的处理，能够有效去除废水中的各类重金属污染物、悬浮物、COD、氟化物等，减少废水处理过程中其他药剂的使用，同时具有沉降速度快，加药方便，操作简单等优点。

Description

一种废水综合处理药剂及其应用
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体地说是涉及一种废水综合处理药剂及其在脱硫脱硝废水中的应用。
背景技术
随着工业的现代化步伐加快，人们的生活水平也不断提高，对电力的需求越来越迫切。火力发电作为我国电力系统的重要组成部分，发电过程中煤炭燃烧会产生大量含有二氧化硫和氮氧化合物等有毒有害气体，这些气体是酸雨以及光化学烟雾的重要组成成分，直接排放会影响到空气质量和可见度，对自然环境产生不可挽回的破坏。目前国内主要采用湿法工艺来处理烟气，处理后产生的脱硫脱硝废水水质复杂，污染物种类多，处理起来难度较大，含有大量的钙镁离子、硫酸根离子、重金属等物质，如直排放会对环境产生一定的危害。脱硫脱硝废水的深度处理已成为行业发展的重要课题。
目前脱硫废水主要采用化学沉淀法处理，如采用三联箱工艺处理，即投加石灰、有机硫、混凝剂和絮凝剂等药剂对废水进行处理。但该工艺存在加药量种类繁多，操作繁琐，部分水质指标达标困难，而且处理出水含盐量高，直接排放易造成二次污染等缺点。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种废水综合处理药剂及其在脱硫脱硝废水中的应用。该药剂能够有效去除废水中的各类重金属污染物、悬浮物、COD、氟化物等，减少废水处理过程中其他药剂的使用，同时具有沉降速度快，加药方便，操作简单等优点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种废水综合处理药剂，所述药剂由下述用量组分组成：吸附组分10～60重量份、氧化组分10～40重量份、混凝组分10～40重量份、絮凝组分1～10重量份、助剂组分1～30重量份。
作为优选，所述吸附组分采用改性硅藻土；氧化组分采用高铁酸钾、高铁酸钠中的一种或其组合；混凝组分采用聚合氯化铝、聚合硫酸铁、硫酸铝、氯化铁中的一种或两种以上的任意组合；絮凝组分采用聚丙烯酰胺；助剂组分采用碳酸钠、硫酸钠、硅酸钠的一种或两种以上的任意组合。
作为优选，所述吸附组分用量为40～60重量份；所述氧化组分采用高铁酸钾，用量为10～20重量份；所述混凝组分采用聚合硫酸铁，用量为20～30重量份；所述絮凝组分采用阴离子聚丙烯酰胺，用量为5～10重量份；所述助剂组分采用碳酸钠，用量为5～10重量份。
作为优选，所述改性硅藻土由下述方法制备得到：
(1)用5％～15％的盐酸溶液配成质量分数为5％～20％的硅藻土悬浊液，放置于超声波发生装置中，控制反应温度50℃～90℃并超声反应5h～20h，反应完成后，将浆液漂洗至pH为3～5范围，于50℃～110℃烘干并研磨，过筛得到80目～200目酸化硅藻土；
(2)将酸化硅藻土配成5％～20％的悬浊液于烧瓶中，配制质量分数5％～60％的三聚硫氰酸三钠溶液并以1mL/min～100mL/min的速率滴加至酸化硅藻土悬浊液中，控制改性温度在30℃～90℃，老化5h～60h后，将浆液漂洗至pH为5～7范围，于50℃～110℃烘干研磨，过筛得到80目～200目的三聚硫氰酸三钠改性硅藻土。
作为优选，所述硅藻土悬浊液质量分数为5％～10％。
作为优选，超声改性过程中反应温度为70℃～90℃，反应时间为10h～20h。
作为优选，所述的三聚硫氰酸三钠溶液质量分数为30％～50％；所述的酸化硅藻土悬浊液质量分数为5％～10％。
作为优选，所述的滴加速率控制在1mL/min～10mL/min。
作为优选，所述的改性温度控制在70℃～90℃，老化时间控制在20h～30h；改性硅藻土的粒径为80目～100目。
本发明还提供了上述综合处理药剂在脱硫脱硝废水中的应用，使用时，以固体形式配合固体物料加药装置直接投加，每吨废水的投加量为0.1～5公斤，加入到待处理废水后，搅拌反应5～30min，反应完成后采用气浮或者沉淀方式进行分离。
本发明的有益效果是：
(1)在硅藻土改性过程中，超声波能够通过其产生的空化作用，有效增加硅藻土的孔隙，从而使其更容易被改性；酸化处理能够有效去除硅藻土孔隙间的杂质，疏通孔隙通道，促进污染物的吸附过程；三聚硫氰酸三钠改性后的硅藻土能够对各种形态的重金属离子具有较好的去除效果并能吸附其他的种类的的污染物；
(2)助剂组分的添加能够与溶液中的Ca2+、Mg2+等离子反应形成沉淀，在混凝过程中该沉淀还能够增大矾花体积加速絮体下沉，实现泥水的快速分离；
(3)氧化组分的添加一方面能够有效去除废水中的COD，降低废水中还原性物质的浓度，另一方面，高铁酸钾也能够起到絮凝的效果，与混凝组分协同反应，提高药剂的混凝效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明所要保护的范围并不限于此。
实施例1
将改性硅藻土45重量份，高铁酸钾10重量份，聚合硫酸铁30重量份，阴离子聚丙烯酰胺10重量份，碳酸钠5重量份，配制成本发明的综合处理药剂并对某火电厂脱硫脱硝废水进行处理。
本实施例所述的改性硅藻土的制备方法包括如下步骤：
(1)用15％的盐酸溶液配制质量分数为20％的硅藻土悬浊液，放置于超声波发生装置中，控制反应温度50℃超声反应5h，反应完成后，将浆液漂洗至pH为3～5范围，于100℃烘干并研磨，过筛得到80目～100目酸化硅藻土；
(2)将酸化硅藻土配成20％的悬浊液于烧瓶中，配制质量分数50％的三聚硫氰酸三钠溶液，并以5mL/min的速率滴加至酸化硅藻土悬浊液中，控制溶液温度在50℃，老化15h后将浆液漂洗至pH为5～7范围，于100℃烘干研磨，过筛得到80目～100目的三聚硫氰酸三钠改性硅藻土。
取100mL废水调节pH为8，添加本实例处理药剂0.2g，搅拌混匀，沉淀至澄清，再进行检测。本实施例药剂的悬浮物去除率为95.1％，COD去除率为85.3％，氟化物去除率为83.6％，重金属镍去除率为86.2％，重金属铅去除率为76.6％。
实施例2
将改性硅藻土30重量份，高铁酸钾10重量份，聚合硫酸铁10重量份，阴离子聚丙烯酰胺5重量份，碳酸钠15重量份，配制成本发明的综合处理药剂并对某火电厂脱硫脱硝废水进行处理。
本实施例所述的改性硅藻土的制备方法包括如下步骤：
(1)用15％的盐酸溶液配制质量分数为20％的硅藻土悬浊液，放置于超声波发生装置中，控制反应温度50℃超声反应5h，反应完成后，将浆液漂洗至pH为3～5范围，于100℃烘干并研磨，过筛得到80目～100目酸化硅藻土；
(2)将酸化硅藻土配成20％的悬浊液于烧瓶中，配制质量分数50％的三聚硫氰酸三钠溶液，并以5mL/min的速率滴加至酸化硅藻土悬浊液中，控制溶液温度在70℃，老化10h后将浆液漂洗至pH为5～7范围，于100℃烘干研磨，过筛得到80目～100目的三聚硫氰酸三钠改性硅藻土。
取100mL废水调节pH为8，添加本实例处理药剂0.2g，搅拌混匀，沉淀至澄清，再进行检测。本实施例药剂的悬浮物去除率为73.2％，COD去除率为85.6％，氟化物去除率为83.1％，重金属镍去除率为94.2％，重金属铅去除率为83.7％。
实施例3
将改性硅藻土20重量份，高铁酸钾15重量份，聚合硫酸铁40重量份，阴离子聚丙烯酰胺10重量份，碳酸钠15重量份，配制成本发明的综合处理药剂并对某火电厂脱硫脱硝废水进行处理。
本实施例所述的改性硅藻土的制备方法包括如下步骤：
(1)用15％的盐酸溶液配制质量分数为20％的硅藻土悬浊液，放置于超声波发生装置中，控制反应温度50℃超声反应6h，反应完成后，将浆液漂洗至pH为3～5范围，于100℃烘干并研磨，过筛得到80目～100目酸化硅藻土；
(2)将酸化硅藻土配成20％的悬浊液于烧瓶中，配制质量分数50％的三聚硫氰酸三钠溶液，并以5mL/min的速率滴加至酸化硅藻土悬浊液中，控制溶液温度在50℃，老化10h后将浆液漂洗至pH为5～7范围，于100℃烘干研磨，过筛得到80目～100目的三聚硫氰酸三钠改性硅藻土。
取100mL废水调节pH为8，添加本实例处理剂0.2g，搅拌混匀，沉淀至澄清，再进行检测。本实施例药剂的悬浮物去除率为81.4％，COD去除率为83.3％，氟化物去除率为81.2％，重金属镍去除率为71.2％，重金属铅去除率为65.5％。
实施例4
将改性硅藻土45重量份，高铁酸钠20重量份，聚合硫酸铁20重量份，阴离子聚丙烯酰胺5重量份，碳酸钠10重量份，配制成本发明的综合处理药剂并对某火电厂脱硫脱硝废水进行处理。
本实施例所述的改性硅藻土的制备方法包括如下步骤：
(1)用15％的盐酸溶液配制质量分数为20％的硅藻土悬浊液，放置于超声波发生装置中，控制反应温度40℃超声反应6h，反应完成后，将浆液漂洗至pH为3～5范围，于100℃烘干并研磨，过筛得到80目～100目酸化硅藻土；
(2)将酸化硅藻土配成20％的悬浊液于烧瓶中，配制质量分数50％的三聚硫氰酸三钠溶液，并以5mL/min的速率滴加至酸化硅藻土悬浊液中，控制溶液温度在50℃，老化10h后将浆液漂洗至pH为5～7范围，于100℃烘干研磨，过筛得到80目～100目的三聚硫氰酸三钠改性硅藻土。
取100mL废水调节pH为8，添加本实例处理剂0.2g，搅拌混匀，沉淀至澄清，再进行检测。本实施例药剂的悬浮物去除率为92.2％，COD去除率为88.3％，氟化物去除率为87.6％，重金属镍去除率为83.5％，重金属铅去除率为72.9％。
实施例5
将改性硅藻土50重量份，高铁酸钾20重量份，硫酸铝25重量份，阴离子聚丙烯酰胺5重量份，碳酸钠10重量份，配制成本发明的综合处理剂并对某火电厂脱硫脱硝废水进行处理。
本实施例所述的改性硅藻土的制备方法包括如下步骤：
(1)用15％的盐酸溶液配制质量分数为20％的硅藻土悬浊液，放置于超声波发生装置中，控制反应温度40℃超声反应6h，反应完成后，将浆液漂洗至pH为3～5范围，于100℃烘干并研磨，过筛得到80目～100目酸化硅藻土；
(2)将酸化硅藻土配成20％的悬浊液于烧瓶中，配制质量分数50％的三聚硫氰酸三钠溶液，并以5mL/min的速率滴加至酸化硅藻土悬浊液中，控制溶液温度在60℃，老化15h后将浆液漂洗至pH为5～7范围，于100℃烘干研磨，过筛得到80目～100目的三聚硫氰酸三钠改性硅藻土。
取100mL废水调节pH为8，添加本实例处理药剂0.2g，搅拌混匀，沉淀至澄清，再进行检测。本实施例药剂的悬浮物去除率为90％，COD去除率为87.3％，氟化物去除率为94.2％，重金属镍去除率为92.1％，重金属铅去除率为81.6％。

Claims (10)

1.一种废水综合处理药剂，其特征在于：所述药剂由下述用量组分组成：吸附组分10～60重量份、氧化组分10～40重量份、混凝组分10～40重量份、絮凝组分1～10重量份、助剂组分1～30重量份。
2.根据权利要求1所述废水综合处理药剂，其特征在于：所述吸附组分采用改性硅藻土；氧化组分采用高铁酸钾、高铁酸钠中的一种或其组合；混凝组分采用聚合氯化铝、聚合硫酸铁、硫酸铝、氯化铁中的一种或两种以上的任意组合；絮凝组分采用聚丙烯酰胺；助剂组分采用碳酸钠、硫酸钠、硅酸钠的一种或两种以上的任意组合。
3.根据权利要求2所述废水综合处理药剂，其特征在于：所述吸附组分用量为40～60重量份；所述氧化组分采用高铁酸钾，用量为10～20重量份；所述混凝组分采用聚合硫酸铁，用量为20～30重量份；所述絮凝组分采用阴离子聚丙烯酰胺，用量为5～10重量份；所述助剂组分采用碳酸钠，用量为5～10重量份。
4.根据权利要求2所述废水综合处理药剂，其特征在于所述改性硅藻土由下述方法制备得到：
(1)用5％～15％的盐酸溶液配成质量分数为5％～20％的硅藻土悬浊液，放置于超声波发生装置中，控制反应温度50℃～90℃并超声反应5h～20h，反应完成后，将浆液漂洗至pH为3～5范围，于50℃～110℃烘干并研磨，过筛得到80目～200目酸化硅藻土；
(2)将酸化硅藻土配成5％～20％的悬浊液于烧瓶中，配制质量分数5％～60％的三聚硫氰酸三钠溶液并以1mL/min～100mL/min的速率滴加至酸化硅藻土悬浊液中，控制改性温度在30℃～90℃，老化5h～60h后，将浆液漂洗至pH为5～7范围，于50℃～110℃烘干研磨，过筛得到80目～200目的三聚硫氰酸三钠改性硅藻土。
5.根据权利要求4所述废水综合处理药剂，其特征在于：所述硅藻土悬浊液质量分数为5％～10％。
6.根据权利要求4所述废水综合处理药剂，其特征在于：超声改性过程中反应温度为70℃～90℃，反应时间为10h～20h。
7.根据权利要求4所述废水综合处理药剂，其特征在于：所述的三聚硫氰酸三钠溶液质量分数为30％～50％；所述的酸化硅藻土悬浊液质量分数为5％～10％。
8.根据权利要求4所述废水综合处理药剂，其特征在于：所述的滴加速率控制在1mL/min～10mL/min。
9.根据权利要求4所述废水综合处理药剂，其特征在于：所述的改性温度控制在70℃～90℃，老化时间控制在20h～30h；改性硅藻土的粒径为80目～100目。
10.权利要求1～9中任一种所述综合处理药剂在脱硫脱硝废水中的应用，其特征在于：使用时，以固体形式配合固体物料加药装置直接投加，每吨废水的投加量为0.1～5公斤，加入到待处理废水后，搅拌反应5～30min，反应完成后采用气浮或者沉淀方式进行分离。
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