CN110217870A - 一种工业废水处理的絮凝剂及其制备工艺 - Google Patents

一种工业废水处理的絮凝剂及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种工业废水处理的絮凝剂及其制备工艺，属于水处理技术领域。其技术方案为：每100份所述絮凝剂包括以下质量份数的原料：聚丙烯酰胺2‑6份，无机聚合物0.5‑2份，氯化烷基二甲基苯甲基铵0.2‑0.6份,可溶性大豆多糖0.3‑0.8份，淀粉0.5‑1份，木质素磺酸盐0.2‑0.5份，余量为水。本发明的有益效果为：本发明的絮凝剂为多种组分复合絮凝剂，各种组分协同作用，提高了对印染废水的絮凝效果，并且有效减缓了聚丙烯酰胺的降解速度，使得无机聚合物和聚丙烯酰胺可以同步使用，应用在印染废水处理中能够简化工艺并且有效提高效率。

Description

一种工业废水处理的絮凝剂及其制备工艺
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种工业废水处理的絮凝剂及其制备工艺。
背景技术
印染行业是典型的高耗水产业，每年需消耗近亿吨的工业用水。印染废水的污染物成分十分复杂，具有水质变化大、有机物含量高、色度高(主要为有色染料)等特点，直接排放对人类健康和生存环境带来极大危害，同时造成水资源的浪费。随着国家和社会对环境保护要求的日益重视和对可持续发展的要求，传统的处理方法已越来越难以满足生产和环保的要求。
印染废水的处理方法中聚丙烯酰胺是一种被广泛使用的絮凝剂。聚丙烯酰胺絮凝剂在废水处理中的絮凝作用是由于它的两个特点：长链(线)状的分子结构和聚丙烯酰胺分子中含有大量活性基团。聚丙烯酰胺是直链状聚合物，因每个分子是由十万个以上的单体聚合构成，分子链相当长，这个长分子链向外侧伸出许多化学活性基团。分子量较高、分子较长的聚丙烯酰胺，能吸附较多的微粒，形成网络的能力较强，故絮凝效能较好。
聚丙烯酰胺使用前先将固体颗粒溶解成水溶液备用，聚丙烯酰胺在水中的溶解时间一般为90-240分钟，在溶解过程中温度过高和搅拌转速过快都会导致聚丙烯酰胺在溶液中降解，聚丙烯酰胺溶解成液体后，随着存放的时间增加也会发生降解，液体的粘度降低，影响絮凝效果。
印染废水的处理使用单一的一种絮凝剂效果并不理想，通常使用无机聚合物和聚丙烯酰胺复合絮凝剂处理污水能够达到更好的效果，但是由于一般无机聚合物反应时间很短，加入后需要快速的混合才能充分作用，所以无机聚合物和聚丙烯酰胺需要先后分步加入才能达到更好的效果，这在一定程度上增加了废水处理工艺的复杂性，影响了废水处理的效率。
发明内容
为了解决聚丙烯酰胺溶液容易降解的问题，本发明提出了一种工业废水处理的絮凝剂及其制备工艺。本发明在聚丙烯酰胺中添加氯化烷基二甲基苯甲基铵、可溶性大豆多糖、淀粉以及木质素磺酸盐，各种组分相互配合，协同作用，不但大大减缓了聚丙烯酰胺水溶液中存放时的降解速度，还在一定程度上提高了絮凝效果，与无机聚合物配合使用，提供了一种存放时不易降解、絮凝效果好、并且能够简化污水处理工艺的絮凝剂。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种工业废水处理的絮凝剂，每100份所述絮凝剂包括以下质量份数的原料：聚丙烯酰胺2-6份，无机聚合物0.5-2份，氯化烷基二甲基苯甲基铵0.2-0.6份,可溶性大豆多糖0.3-0.8份，淀粉0.5-1份，木质素磺酸盐0.2-0.5份，余量为水。
其中，所述无机聚合物可以为聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁中的任意一种或几种。
所述木质素磺酸盐可以为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁中的任意一种或几种。
所述淀粉可以为可溶性淀粉。
优选地，每100份所述絮凝剂包括以下质量份数的原料：聚丙烯酰胺2-6份，聚合氯化铝0.5-2份，氯化烷基二甲基苯甲基铵0.2-0.6份,可溶性大豆多糖0.3-0.8份，可溶性淀粉0.5-1份，木质素磺酸钠0.2-0.5份，余量为水。
进一步优选地，每100份所述絮凝剂包括以下质量份数的原料：聚丙烯酰胺4份，聚合氯化铝1份，氯化烷基二甲基苯甲基铵0.4份,可溶性大豆多糖0.5份，可溶性淀粉0.8份，木质素磺酸钠0.3份，余量为水。
进一步优选地，每100份所述絮凝剂包括以下质量份数的原料：聚丙烯酰胺2份，聚合氯化铝2份，氯化烷基二甲基苯甲基铵0.6份,可溶性大豆多糖0.3份，可溶性淀粉0.5份，木质素磺酸钠0.2份，余量为水。
进一步优选地，每100份所述絮凝剂包括以下质量份数的原料：聚丙烯酰胺6份，聚合氯化铝0.5份，氯化烷基二甲基苯甲基铵0.2份,可溶性大豆多糖0.8份，可溶性淀粉1份，木质素磺酸钠0.5份，余量为水。
优选地，每100份所述絮凝剂包括以下质量份数的原料：聚丙烯酰胺2-6份，聚合硫酸铁0.5-2份，氯化烷基二甲基苯甲基铵0.2-0.6份,可溶性大豆多糖0.3-0.8份，可溶性淀粉0.5-1份，木质素磺酸钙0.2-0.5份，余量为水。
进一步优选地，每100份所述絮凝剂包括以下质量份数的原料：聚丙烯酰胺5份，聚合硫酸铁1.5份，氯化烷基二甲基苯甲基铵0.5份,可溶性大豆多糖0.4份，淀粉0.7份，木质素磺酸钙0.4份，余量为水。
进一步优选地，每100份所述絮凝剂包括以下质量份数的原料：聚丙烯酰胺6份，聚合硫酸铁0.8份，氯化烷基二甲基苯甲基铵0.6份,可溶性大豆多糖0.3份，淀粉1份，木质素磺酸钙0.2份，余量为水。
进一步优选地，每100份所述絮凝剂包括以下质量份数的原料：聚丙烯酰胺2份，聚合硫酸铁2份，氯化烷基二甲基苯甲基铵0.2份,可溶性大豆多糖0.8份，淀粉0.5份，木质素磺酸钙0.5份，余量为水。
所述絮凝剂由以下制备方法制得：
步骤一、在溶解器中加入1/3的水，所述溶解器的搅拌速度为50-120转/min，保持水温30-40℃，然后按照所述质量配比逐步加入所述无机聚合物、氯化烷基二甲基苯甲基铵、可溶性大豆多糖、所述木质素磺酸盐，整个添加过程持续10-20分钟；
步骤二、按照所述质量配比逐步加入聚丙烯酰胺，同时加另外1/3的水，整个添加过程持续10-20分钟，添加完后继续搅拌30-50分钟；
步骤三、按照所述质量配比逐步加入淀粉，同时加剩余1/3的水，整个添加过程持续10-20分钟，添加完后继续搅拌10-20分钟，从而制得所述絮凝剂。
为了更好的实现上述发明目的，本发明还提供了的工业废水处理的絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、在溶解器中加入1/3的水，所述溶解器的搅拌速度为50-120转/min，保持水温30-40℃，然后按照所述质量配比逐步加入所述无机聚合物、氯化烷基二甲基苯甲基铵、可溶性大豆多糖、所述木质素磺酸盐，整个添加过程持续10-20分钟；
步骤二、按照所述质量配比逐步加入聚丙烯酰胺，同时加另外1/3的水，整个添加过程持续10-20分钟，添加完后继续搅拌30-50分钟；
步骤三、按照所述质量配比逐步加入淀粉，同时加剩余1/3的水，整个添加过程持续10-20分钟，添加完后继续搅拌10-20分钟，从而制得所述絮凝剂。
一种如上述的工业废水处理的絮凝剂在印染废水处理中的应用。
本发明的有益效果是：本发明的絮凝剂为多种组分复合絮凝剂，各种组分协同作用，提高了对印染废水的絮凝效果，并且有效减缓了聚丙烯酰胺的降解速度，使得无机聚合物和聚丙烯酰胺可以同步使用，应用在印染废水处理中能够简化工艺并且有效提高效率。
具体实施方式
现有的印染废水处理工艺中无机聚合物混凝剂与聚丙烯酰胺配合使用时，由于无机聚合物絮凝剂反应时间很短，加入后需要强烈的混合，而聚丙烯酰胺强烈混合会导致部分降解降低絮凝的效力，所以一般情况下是先加混凝剂再加聚丙烯酰胺，需要分步骤先后加入。本发明的絮凝剂为多种组分复合絮凝剂，各种组分协同作用，有效减缓了聚丙烯酰胺的降解速度，应用在印染废水处理中能够简化工艺并且有效提高效率。
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施例和实验例，对本方案进行阐述。
实施例1
本发明实施例提供了一种工业废水处理的絮凝剂，每100份所述絮凝剂包括以下质量份数的原料：聚丙烯酰胺4份，聚合氯化铝1份，氯化烷基二甲基苯甲基铵0.4份,可溶性大豆多糖0.5份，可溶性淀粉0.8份，木质素磺酸钠0.3份，余量为水。
以上原料按照以下步骤制得絮凝剂：
步骤一、在溶解器中加入1/3的水，所述溶解器的搅拌速度为80转/min，保持水温35℃，然后按照所述质量配比逐步加入聚合氯化铝、氯化烷基二甲基苯甲基铵、可溶性大豆多糖、所述木质素磺酸钠，整个添加过程持续15分钟；
步骤二、按照所述质量配比逐步加入聚丙烯酰胺，同时加另外1/3的水，整个添加过程持续15分钟，添加完后继续搅拌40分钟；
步骤三、按照所述质量配比逐步加入淀粉，同时加剩余1/3的水，整个添加过程持续15分钟，添加完后继续搅拌15分钟，从而制得所述絮凝剂。
实施例2
本发明实施例提供了一种工业废水处理的絮凝剂，每100份所述絮凝剂包括以下质量份数的原料：聚丙烯酰胺2份，聚合氯化铝2份，氯化烷基二甲基苯甲基铵0.6份,可溶性大豆多糖0.3份，可溶性淀粉0.5份，木质素磺酸钠0.2份，余量为水。
以上原料按照以下步骤制得絮凝剂：
步骤一、在溶解器中加入1/3的水，所述溶解器的搅拌速度为120转/min，保持水温40℃，然后按照所述质量配比逐步加入聚合氯化铝、氯化烷基二甲基苯甲基铵、可溶性大豆多糖、所述木质素磺酸钠，整个添加过程持续10分钟；
步骤二、按照所述质量配比逐步加入聚丙烯酰胺，同时加另外1/3的水，整个添加过程持续20分钟，添加完后继续搅拌30分钟；
步骤三、按照所述质量配比逐步加入淀粉，同时加剩余1/3的水，整个添加过程持续20分钟，添加完后继续搅拌20分钟，从而制得所述絮凝剂。
实施例3
本发明实施例提供了一种工业废水处理的絮凝剂，每100份所述絮凝剂包括以下质量份数的原料：聚丙烯酰胺6份，聚合氯化铝0.5份，氯化烷基二甲基苯甲基铵0.2份,可溶性大豆多糖0.8份，可溶性淀粉1份，木质素磺酸钠0.5份，余量为水。
以上原料按照以下步骤制得絮凝剂：
步骤一、在溶解器中加入1/3的水，所述溶解器的搅拌速度为50转/min，保持水温30℃，然后按照所述质量配比逐步加入聚合氯化铝、氯化烷基二甲基苯甲基铵、可溶性大豆多糖、所述木质素磺酸钠，整个添加过程持续20分钟；
步骤二、按照所述质量配比逐步加入聚丙烯酰胺，同时加另外1/3的水，整个添加过程持续20分钟，添加完后继续搅拌50分钟；
步骤三、按照所述质量配比逐步加入淀粉，同时加剩余1/3的水，整个添加过程持续20分钟，添加完后继续搅拌10分钟，从而制得所述絮凝剂。
实施例4
本发明实施例提供了一种工业废水处理的絮凝剂，每100份所述絮凝剂包括以下质量份数的原料：聚丙烯酰胺5份，聚合硫酸铁1.5份，氯化烷基二甲基苯甲基铵0.5份,可溶性大豆多糖0.4份，淀粉0.7份，木质素磺酸钙0.4份，余量为水。
以上原料按照以下步骤制得絮凝剂：
步骤一、在溶解器中加入1/3的水，所述溶解器的搅拌速度为80转/min，保持水温35℃，然后按照所述质量配比逐步加入聚合硫酸铁、氯化烷基二甲基苯甲基铵、可溶性大豆多糖、所述木质素磺酸钙，整个添加过程持续15分钟；
步骤二、按照所述质量配比逐步加入聚丙烯酰胺，同时加另外1/3的水，整个添加过程持续15分钟，添加完后继续搅拌40分钟；
步骤三、按照所述质量配比逐步加入淀粉，同时加剩余1/3的水，整个添加过程持续15分钟，添加完后继续搅拌15分钟，从而制得所述絮凝剂。
实施例5
本发明实施例提供了一种工业废水处理的絮凝剂，每100份所述絮凝剂包括以下质量份数的原料：聚丙烯酰胺6份，聚合硫酸铁0.8份，氯化烷基二甲基苯甲基铵0.6份,可溶性大豆多糖0.3份，淀粉1份，木质素磺酸钙0.2份，余量为水。
以上原料按照以下步骤制得絮凝剂：
步骤一、在溶解器中加入1/3的水，所述溶解器的搅拌速度为120转/min，保持水温40℃，然后按照所述质量配比逐步加入聚合硫酸铁、氯化烷基二甲基苯甲基铵、可溶性大豆多糖、所述木质素磺酸钙，整个添加过程持续10分钟；
步骤二、按照所述质量配比逐步加入聚丙烯酰胺，同时加另外1/3的水，整个添加过程持续20分钟，添加完后继续搅拌30分钟；
步骤三、按照所述质量配比逐步加入淀粉，同时加剩余1/3的水，整个添加过程持续20分钟，添加完后继续搅拌20分钟，从而制得所述絮凝剂。
实施例6
本发明实施例提供了一种工业废水处理的絮凝剂，每100份所述絮凝剂包括以下质量份数的原料：聚丙烯酰胺2份，聚合硫酸铁2份，氯化烷基二甲基苯甲基铵0.2份,可溶性大豆多糖0.8份，淀粉0.5份，木质素磺酸钙0.5份，余量为水。
以上原料按照以下步骤制得絮凝剂：
步骤一、在溶解器中加入1/3的水，所述溶解器的搅拌速度为50转/min，保持水温30℃，然后按照所述质量配比逐步加入聚合硫酸铁、氯化烷基二甲基苯甲基铵、可溶性大豆多糖、所述木质素磺酸钙，整个添加过程持续20分钟；
步骤二、按照所述质量配比逐步加入聚丙烯酰胺，同时加另外1/3的水，整个添加过程持续20分钟，添加完后继续搅拌50分钟；
步骤三、按照所述质量配比逐步加入淀粉，同时加剩余1/3的水，整个添加过程持续20分钟，添加完后继续搅拌10分钟，从而制得所述絮凝剂。
对比例1
本发明对比例提供了一种工业废水处理的絮凝剂，每100份所述絮凝剂包6质量份数的聚丙烯酰胺，余量为水。按照质量配比将聚丙烯酰胺溶解在水中备用。
对比例2
本发明对比例提供了一种工业废水处理的絮凝剂，每100份所述絮凝剂包括以下质量份数的原料：聚丙烯酰胺4份，聚合氯化铝1份，可溶性淀粉0.8份，余量为水。
以上原料按照以下步骤制得絮凝剂：
步骤一、在溶解器中加入1/3的水，所述溶解器的搅拌速度为80转/min，保持水温35℃，然后按照所述质量配比逐步加入聚合氯化铝，整个添加过程持续15分钟；
步骤二、按照所述质量配比逐步加入聚丙烯酰胺，同时加另外1/3的水，整个添加过程持续15分钟，添加完后继续搅拌40分钟；
步骤三、按照所述质量配比逐步加入淀粉，同时加剩余1/3的水，整个添加过程持续15分钟，添加完后继续搅拌15分钟，制得所述絮凝剂备用。
实验例：
本发明实验例分别以本发明实施例1和4，以及对比例1和2中制得的4种絮凝剂作为某印染企业废水的絮凝剂进行絮凝处理，然后测化学需氧量(COD)和色度来说明本发明的有益效果。
4种絮凝剂分别存放0天、1天、10天、30天后用来进行废水絮凝实验，废水处理方法如下：分别取300ml的印染废水放置于烧杯中，并且使用磁力搅拌器以80转/min的速度搅拌，然后分别加入30ml不同存放时间的4种絮凝剂加入，继续搅拌1分钟后静置，10分钟后取上清液测COD和色度，检测结果如表1所示。
表1印染废水处理前后的COD和色度检测结果
分析表1中的检测结果可知，与对比例中的絮凝剂相比，本发明的絮凝剂在刚制备完成时COD和色度的去除率相对来说更好一些。存放10天和30天的对比例中的絮凝剂的处理效果产生了明显下降，而存放10天的本发明实施例的絮凝剂的絮凝效果没有明显下降，存放10天的本发明实施例的絮凝剂的絮凝效果也只是略有下降而已。原因是由于聚丙烯酰胺溶液存放时容易降解引起的。
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种工业废水处理的絮凝剂，其特征在于，每100份所述絮凝剂包括以下质量份数的原料：聚丙烯酰胺2-6份，无机聚合物0.5-2份，氯化烷基二甲基苯甲基铵0.2-0.6份,可溶性大豆多糖0.3-0.8份，淀粉0.5-1份，木质素磺酸盐0.2-0.5份，余量为水。
2.根据权利要求1所述的工业废水处理的絮凝剂，其特征在于，所述无机聚合物为聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁中的任意一种或几种。
3.根据权利要求1所述的工业废水处理的絮凝剂，其特征在于，所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁中的任意一种或几种。
4.根据权利要求1所述的工业废水处理的絮凝剂，其特征在于，所述淀粉为可溶性淀粉。
5.根据权利要求1所述的工业废水处理的絮凝剂，其特征在于，每100份所述絮凝剂包括以下质量份数的原料：聚丙烯酰胺2-6份，聚合氯化铝0.5-2份，氯化烷基二甲基苯甲基铵0.2-0.6份,可溶性大豆多糖0.3-0.8份，淀粉0.5-1份，木质素磺酸钠0.2-0.5份，余量为水。
6.根据权利要求1-5任一项所述的工业废水处理的絮凝剂，其特征在于，所述絮凝剂由以下制备方法制得：
步骤一、在溶解器中加入1/3的水，所述溶解器的搅拌速度为50-120转/min，保持水温30-40℃，然后按照所述质量配比逐步加入所述无机聚合物、氯化烷基二甲基苯甲基铵、可溶性大豆多糖、木质素磺酸盐，整个添加过程持续10-20分钟；
步骤二、按照所述质量配比逐步加入聚丙烯酰胺，同时加另外1/3的水，整个添加过程持续10-20分钟，添加完后继续搅拌30-50分钟；
步骤三、按照所述质量配比逐步加入淀粉，同时加剩余1/3的水，整个添加过程持续10-20分钟，添加完后继续搅拌10-20分钟，从而制得所述絮凝剂。
7.一种如权利要求1-5任一项所述的工业废水处理的絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、在溶解器中加入1/3的水，所述溶解器的搅拌速度为50-120转/min，保持水温30-40℃，然后按照所述质量配比逐步加入所述无机聚合物、氯化烷基二甲基苯甲基铵、可溶性大豆多糖、所述木质素磺酸盐，整个添加过程持续10-20分钟；
步骤二、按照所述质量配比逐步加入聚丙烯酰胺，同时加另外1/3的水，整个添加过程持续10-20分钟，添加完后继续搅拌30-50分钟；
步骤三、按照所述质量配比逐步加入淀粉，同时加剩余1/3的水，整个添加过程持续10-20分钟，添加完后继续搅拌10-20分钟，从而制得所述絮凝剂。
8.一种如权利要求1-5任一项所述的工业废水处理的絮凝剂在印染废水处理中的应用。
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CN104229957A (zh) * 2013-06-24 2014-12-24 张家领 一种以天然矿物质为主成分的复合型絮凝剂
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