CN110316800B

CN110316800B - 一种用于焦化废水处理的絮凝剂的制备及使用方法

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Publication number: CN110316800B
Application number: CN201910566476.4A
Authority: CN
Inventors: 高麦霞; 刘洪泉
Original assignee: Hebei Synergy Water Treatment Technology Co ltd
Current assignee: Hebei Synergy Water Treatment Technology Co ltd
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2023-01-06
Anticipated expiration: 2039-06-27
Also published as: CN110316800A

Abstract

本发明涉及一种用于焦化废水处理的絮凝剂的制备及使用方法，属于环保技术领域。用于焦化废水处理的絮凝剂的制备方法，包括以下原料组分，聚合硫酸铁40‑60重量份、聚合氯化铝10‑30重量份、活性炭1‑20重量份、硅藻土10‑30重量份、PDM1‑10重量份；制备方法如下，1）、按上述原料组分进行备料并将硅藻土进行活化；2）、将活化后的硅藻土与聚合硫酸铁、聚合氯化铝、活性炭以及PDM混合，干燥后制成混合絮凝剂。使用方法为，1)、称取絮凝剂产品后，加入到容器中边搅拌边加入水，配制成10%的溶液备用；2)、将配制的溶液，在搅拌或曝气状态下加入待处理的焦化废水，静置1h。该絮凝剂对焦化废水的处理效果好。

Description

一种用于焦化废水处理的絮凝剂的制备及使用方法

技术领域

本发明涉及一种用于焦化废水处理的絮凝剂的制备及使用方法，属于环保技术领域，具体的说是废水处理技术领域。

背景技术

为了使焦化废水得到有效处理，降低焦化废水中COD、色度、氰化物含量，通常需要使用絮凝剂对焦化废水进行处理。目前市场上的絮凝剂主要是铝系和铁系絮凝剂，如硫酸铝、氯化铝、PAC、PAS、硫酸铁等。铝系絮凝剂处理污水后，导致出水中的铝含量增加，铝经水循环进入饮水后引发多种疾病，威胁生态健康；铁系絮凝剂对COD去除效率较高，但由于铁离子本身带颜色，出水色度往往达不到排放要求。

以下是常用的絮凝剂的配方，A：硫酸镁，38％；B：氯化铝，11％；C：硫酸亚铁，13％；D：Ca(OH)2含量不低于80％的石灰粉，32％；E：淀粉，6％。该配方产品中主要为低分子量的无机物，脱色、脱氰效果较差；该配方产品使用后产生大量的固废，造成二次污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于焦化废水处理的絮凝剂的制备及使用方法，来解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于焦化废水处理的絮凝剂的制备方法，包括以下原料组分，聚合硫酸铁40-60重量份、聚合氯化铝10-30重量份、活性炭1-20重量份、硅藻土10-30重量份、PDM1-10重量份；

絮凝剂的制备方法如下，

1)、按上述原料组分进行备料，并将硅藻土进行活化；

2)、将活化后的硅藻土与聚合硫酸铁、聚合氯化铝、活性炭以及PDM混合，干燥后制成混合絮凝剂。

本发明技术方案的进一步改进在于：原料组分为，聚合硫酸铁45-60重量份、聚合氯化铝10-20重量份、活性炭5-10重量份、硅藻土15-25重量份、PDM1-5重量份。

本发明技术方案的进一步改进在于：原料组分为，聚合硫酸铁55重量份、聚合氯化铝20重量份、活性炭8重量份、硅藻土15重量份、PDM 2重量份。

本发明技术方案的进一步改进在于：硅藻土进行活化过程为，用浓度为20％的硫酸浸泡硅藻土，并在100℃下油浴加热搅拌2h，冷却后用水漂洗，抽滤，105℃烘干，得到酸活化的硅藻土。

本发明技术方案的进一步改进在于：硅藻土的活化过程为，将硅藻土置于加热炉中，在450℃高温下进行焙烧，保持2h，冷却至室温。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤2中干燥过程为将混合物在80℃下干燥60min，制成混合絮凝剂。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤2中干燥过程为将混合物在100℃下干燥30min，制成混合絮凝剂。

一种用于焦化废水处理的絮凝剂的使用方法，其特征在于：1)称取絮凝剂产品后，加入到容器中，边搅拌边加入水，配制成10％的溶液，备用；

2)将配制的溶液，在搅拌或曝气状态下加入待处理的焦化废水，静置1h。

本发明上述技术方案的进一步改进在于：步骤1中搅拌时间为20min。

本发明上述技术方案的进一步改进在于：步骤2中搅拌或曝气的时间为30min。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果有：

本发明提供了一张新的用于焦化废水处理的絮凝剂，通过改进絮凝剂的组分以及组分含量，实现了自身功能的多样性。

本发明中提供了使用该絮凝剂的最佳方法，首先将其用水溶解并在搅拌条件下保持20min，配成10％的溶液，通过搅拌保证各组分能够完全溶解。然后，在将该配方产品加入到废水中时，保持废水搅拌或曝气状态30min，保证絮凝剂组分与废水有害成分的充分反应，从而达到絮凝剂的最佳作用时间。

本发明的絮凝剂使用效果好，无固体废弃物产生，没有二次污染。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明：

本发明公开了一种用于焦化废水处理的絮凝剂的制备及使用方法，该絮凝剂用于焦化废水的处理。本发明对该絮凝剂的组分以及生产方法进行了说明，还对其使用方法进行了说明。

关于该絮凝剂的组分以及生产方法。

该絮凝剂包括以下原料组分，聚合硫酸铁40-60重量份、聚合氯化铝10-30重量份、活性炭1-20重量份、硅藻土10-30重量份、PDM1-10重量份。

进一步的优化在于，原料组分为，聚合硫酸铁55重量份、聚合氯化铝20重量份、活性炭8重量份、硅藻土15重量份、PDM 2重量份。

最佳的原料组分为，原料组分为，聚合硫酸铁55重量份、聚合氯化铝20重量份、活性炭8重量份、硅藻土15重量份、PDM 2重量份。

使用上述原料进行絮凝剂的制备的方法如下，

1)、按上述原料组分进行备料，并将硅藻土进行活化；其中硅藻土的活化有两种方式，其一，硅藻土进行活化过程为，用浓度为20％的硫酸浸泡硅藻土，并在100℃下油浴加热搅拌2h，冷却后用水漂洗，抽滤，105℃烘干，得到酸活化的硅藻土。其二，硅藻土的活化过程为，将硅藻土置于加热炉中，在450℃高温下进行焙烧，保持2h，冷却至室温。

2)、将活化后的硅藻土与聚合硫酸铁、聚合氯化铝、活性炭以及PDM混合，干燥后制成混合絮凝剂。该步骤中混合物的干燥过程有两种工艺参数，其一为，将混合物在80℃下干燥60min，制成混合絮凝剂。其二为，将混合物在100℃下干燥30min，制成混合絮凝剂。

本发明设计了一种全新组分以及制备方法的絮凝剂，该絮凝剂的主要组分为聚合硫酸铁、聚合氯化铝、活性炭、硅藻土以及PDM。本发明中各组分的作用如下，1)聚合硫酸铁为该配方产品中的主要配伍成分，主要起到降低COD、脱氰作用。2)聚合氯化铝与聚合硫酸铁复配，在沉降过程中形成密实的块状絮体，加快沉降速度，且极易网捕悬浮的活性炭颗粒，脱色更显著。3)将硅藻土经高温活化后，制备高效的硅藻土基吸附剂。4)活性炭作为吸附效果高效的吸附剂，主要用于脱色。5)PDM的引入复配，PDM为聚二甲基二烯丙基氯化铵，其能够发挥强大的有机高分子架桥联结作用，通过絮体的卷扫作用成倍地去除水中微小颗粒物以及吸附铁氰络合物，提高脱氰效果。

本发明中的聚合硫酸铁属于高聚物，水解产生长链状胶体，具有较强吸附力及沉淀网捕作用。聚合氯化铝和聚合硫酸铁均属于高分子无机物，两者的复配使脱色、脱氰效果更好。同时与PDM配合，充分发挥高分子化合物的吸附作用，提高废水处理效果。

该絮凝剂设计原料组分的原理如下：首先，聚合硫酸铁本身带有颜色，用量大时，易导致出水上清液浑浊不清，且加深上清液的颜色；其次，聚合氯化铝产生矾花和沉淀的时间较聚合硫酸铁的要长并且矾花相对要小，也容易造成实际应用中的沉淀时间长，上清液不清亮；第三，聚合氯化铝自身溶液的pH值相比较聚合硫酸铁而言，要高一些，对出水pH值的影响相对要小。最后，聚合氯化铝的价格波动较大，而聚合硫酸铁的价格相对平稳。所以，当将两者混合使用时，可以弥补相互的缺点。第一，减少了聚合硫酸铁的用量，处理后出水的上清液颜色较浅；第二，聚合硫酸铁的加入，可以适当加快沉淀速度，并且结成的絮体更大也更为密实；第三，聚合氯化铝的加入，适当提高了整体配方产品的pH值，减少了后期调节出水pH的碱加入量，降低了成本；第四，由聚合硫酸铁和聚合氯化铝带来的市场价格的波动对该配方产品的影响相对较小，保证了该配配方产品的价格竞争力。

不管是聚合硫酸铁还是聚合氯化铝，都是无机絮凝剂，相比较有机絮凝剂而言，有如下几个缺点：第一，其分子量相对较低；第二，部分具有腐蚀性；第三，其粒度和絮凝架桥的能力相对较弱。所以，在该配方中，引入了有机高分子絮凝剂PDM，来弥补无机高分子絮凝剂的不足。

关于该絮凝剂的使用方法。

1)称取絮凝剂产品后，加入到容器中，边搅拌边加入水，配制成10％的溶液，备用；搅拌时间为20min左右，并优先地控制为20min。

2)将配制的溶液，在搅拌或曝气状态下加入待处理的焦化废水，静置1h。搅拌或曝气的时间为30min左右，并优先地控制为30min。

本发明的重要工艺以及工艺参数的作用如下，1)、硅藻土的活化步骤，依此完成对硅藻土的活化，能够增强其吸附效果，450℃的温度使其活化更充分且活化效果最好。2)、在配制该絮凝剂时各组分必须充分混合，保证相互间的协同作用。充分混合是为了保证，将该配方产品取样溶解时，每种配方组分都在其中，避免因其中一种或几种配方组分(含量相对小的)的缺失而影响絮凝效果。在该配方中，聚合硫酸铁的作用是降低水中污染物的Zeta电位，吸附胶体，并形成铁氰络合物；聚合氯化铝的作用是代替部分聚合硫酸铁的功能，提高配方产品的pH值，减少后续的加碱量和出水色度；PDM的作用是与无机絮凝剂共同作用，增强其卷扫作用，降低上清液COD和氰化物含量；活性炭的作用是进一步提高上清液的色度和浊度，减少因聚合硫酸铁的加入而带来的颜色影响，以及微小絮体悬浮于上清液而带来的浊度影响；硅藻土的作用是代替部分价格昂贵的活性炭，一方面增强了吸附能力，另一方面也大大降低了产品成本。

3)、100摄氏度下干燥，可以提高药剂的寿命，避免因水分存在引起PDM的吸潮而影响药剂效果。4)、使用该配方产品时，先用水溶解，搅拌条件下保持20min，配成10％的溶液，各组分能够完全溶解；5)将该配方产品加入到废水中时，保持废水搅拌或曝气状态30min，保证达到絮凝剂的最佳作用时间。

下面是具体的实施例：

实施例1～实施例3的原料组分相同，均为最佳原料组分，不同之处在于制备方法的不同

实施例1

该实施例中絮凝剂包括以下原料组分：

制备步骤如下：

1)、将硅藻土置于容器中，加入浓度为20％的硫酸浸泡，100℃油浴加热，同时搅拌，保持2h，冷却后用水漂洗，抽滤，105℃烘干。

2)、将步骤1)中所得的改性硅藻土与聚合硫酸铁、聚合氯化铝、活性炭以及PDM充分混合后，在80℃下，干燥60min，制成混合絮凝剂。记做混合絮凝剂A。

实施例2

该实施例中絮凝剂包括以下原料组分：

制备步骤如下：

1)将硅藻土置于马弗炉中，在450℃的温度下进行焙烧，保持2h，冷却至室温，焙烧活化完成。

2)将步骤1)中所得的改性硅藻土与聚合硫酸铁、聚合氯化铝、活性炭以及PDM充分混合后，在80℃下，干燥60min，制成混合絮凝剂。记做混合絮凝剂B。

实施例3

该实施例中絮凝剂包括以下原料组分：

制备步骤如下：

2)将步骤1)中所得的改性硅藻土与聚合硫酸铁、聚合氯化铝、活性炭以及PDM充分混合后，在100℃下，干燥30min，制成混合絮凝剂。记做混合絮凝剂C。

实施例4

本实施例涉及实施例1、实施例2和实施例3生产的混合絮凝剂用于焦化废水生化出水的处理效果实验，并且使用两个现有的絮凝剂作为对比。

实验操作如下：称取一定量的实施例1-3中的混合絮凝剂到烧杯中，加入水，搅拌20min，配制成10％的溶液，备用；取某焦化厂的生化出水(其COD：350mg/L，氰化物7mg/L，色度150倍)，在搅拌或曝气状态下加入500-2000ppm的上述溶液，保持搅拌或曝气30min后，静置1h，取上清液测定COD、氰化物及色度，结果如下表：

由上表实验结果可见，絮凝剂的用量对于处理后的废水的有害成分参数有着较大影响。焦化废水的生化出水经本发明的絮凝剂深度处理后,COD降至100-150mg/L以下，大幅降低，可间接排放；氰化物将至0.2mg/L以下，满足GB16171-2002的要求；色度将至50或80倍以下，满足一级或二级排放标准。本发明的焦化废水絮凝剂中以高温焙烧的硅藻土、聚合硫酸铁、聚合氯化铝、活性炭和PDM经100℃烘干30min而成的复合型多功能絮凝剂最佳，对焦化废水生化出水的处理效果最好。

在上表中使用两种现有的絮凝剂作为对比例，在使用量相同的情况下，从废水处理后COD、氰化物以及色度的参数可以知道，本发明的絮凝剂的效果更好。也就是说，想要使废水处理后达标排放，本发明的絮凝剂的用量更少。

实施例1-实施例3均使用的是最优原料组分，以下为使用其他原料组分时的实施例。

实施例5

制备步骤如下：

2)、将步骤1)中所得的改性硅藻土与聚合硫酸铁、聚合氯化铝、活性炭以及PDM充分混合后，在80℃下，干燥60min，制成混合絮凝剂。

实施例6

制备步骤如下：

实施例7

制备步骤如下：

1)、将硅藻土置于马弗炉中，在450℃的温度下进行焙烧，保持2h，冷却至室温，焙烧活化完成。

2)、将步骤1)中所得的改性硅藻土与聚合硫酸铁、聚合氯化铝、活性炭以及PDM充分混合后，在100℃下，干燥30min，制成混合絮凝剂。

实施例8

制备步骤如下：

实施例9

制备步骤如下：

经实际测定，实施例5～实施例8所制备的絮凝剂均能够达到使用要求。

取实施例3、实施例7和实施例8做对比实验，

称取一定量的实施例3、7、8中的混合絮凝剂到烧杯中，加入水，搅拌20min，配制成10％的溶液，备用；仍然取某焦化厂的生化出水(其COD：350mg/L，氰化物7mg/L，色度150倍)，在搅拌或曝气状态下加入500-2000ppm的上述溶液，保持搅拌或曝气30min后，静置1h，取上清液测定COD、氰化物及色度，结果如下表：

由上表的实验结果可知，实施例3的原料组分制得的絮凝剂的使用效果最好，为最佳的配比。

本发明提供了一种多功能型混合絮凝剂的制备方法以及使用方法，其中使用到了活化的硅藻土以及有机聚合物PDM。硅藻土经过活化，吸附性能得到增强。有机聚合物PDM的引入，增强了对氰化物的去除效果。

Claims

1.一种用于焦化废水处理的絮凝剂的制备方法，其特征在于：絮凝剂由以下原料组分组成，所述原料组分为聚合硫酸铁45-60重量份、聚合氯化铝10-20重量份、活性炭5-10重量份、硅藻土15-25重量份、聚二甲基二烯丙基氯化铵1-5重量份；

絮凝剂的制备方法如下，

1）、按上述原料组分进行备料，并将硅藻土进行活化；

2）、将活化后的硅藻土与聚合硫酸铁、聚合氯化铝、活性炭以及聚二甲基二烯丙基氯化铵混合，干燥后制成混合絮凝剂。

2.根据权利要求1所述的一种用于焦化废水处理的絮凝剂的制备方法，其特征在于：原料组分为，聚合硫酸铁55重量份、聚合氯化铝20重量份、活性炭8重量份、硅藻土15重量份、聚二甲基二烯丙基氯化铵 2重量份。

3.根据权利要求1～2任一项所述的一种用于焦化废水处理的絮凝剂的制备方法，其特征在于：硅藻土进行活化过程为，用浓度为20%的硫酸浸泡硅藻土，并在100℃下油浴加热搅拌2h，冷却后用水漂洗，抽滤，105℃烘干，得到酸活化的硅藻土。

4.根据权利要求1～2任一项所述的一种用于焦化废水处理的絮凝剂的制备方法，其特征在于：硅藻土的活化过程为，将硅藻土置于加热炉中，在450℃高温下进行焙烧，保持2h，冷却至室温。

5.根据权利要求1所述的一种用于焦化废水处理的絮凝剂的制备方法，其特征在于：步骤2中干燥过程为将混合物在80℃下干燥60min，制成混合絮凝剂。

6.根据权利要求1所述的一种用于焦化废水处理的絮凝剂的制备方法，其特征在于：步骤2中干燥过程为将混合物在100℃下干燥30min，制成混合絮凝剂。

7.权利要求1～2任一项所述的制备方法中制备得到的絮凝剂的使用方法，其特征在于：1) 称取絮凝剂产品后，加入到容器中，边搅拌边加入水，配制成10%的溶液，备用；

2) 将配制的溶液，在搅拌或曝气状态下加入待处理的焦化废水，静置1h。

8.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于：步骤1中搅拌时间为20min。

9.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于：步骤2中搅拌或曝气的时间为30min。