CN110950411A - 一种造纸废水处理剂及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种造纸废水处理剂，所述造纸废水处理剂为絮凝剂A、絮凝剂B和凝聚剂C三者配制而成；絮凝剂A为质量含量5‰的改性膨润土溶液；絮凝剂B为质量含量3％聚合氯化铝水溶液；絮凝剂C为分子量为800‑1200万的阳离子型的聚丙烯酰胺，配制成质量分数为1‰的水溶液。本发明还公开了造纸废水处理剂的使用方法，先调节造纸废水pH至6‑9，然后向造纸废水中加入絮凝剂A，快速搅拌，然后再加入絮凝剂B缓慢搅拌，直至有小微团产生时，再加入凝聚剂C，缓慢搅拌，形成大的絮体，静置，分离循环水中的絮体物，造纸废水得到处理后进入下一个循环处理。本发明的造纸废水处理剂成本低廉，配制及使用工艺简单，处理效果好。

Description

一种造纸废水处理剂及其使用方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种造纸废水处理剂及其使用方法。
背景技术
造纸废水指制浆造纸工艺过程中产生的废水。包括制浆蒸煮废液、洗涤废水、漂白废水与纸机白水等。造纸废水中含有大量的有机物和悬浮物，并含有大量化学药品和杂质，造纸废水成分复杂，可生化性差，属于较难处理的工业废水，是我国主要的工业污染源之一。
造纸废水处理工艺有生化法、吸附法、化学氧化法、离子交换、点渗析和絮凝沉淀法等等。其中絮凝沉淀法作为一种物理的、化学的方法在废水前处理中因工艺简单、效率高、费用低而广泛被使用。现有的造纸厂废水处理方法中，有采用在沉淀池中加入5％的聚合硫化铝，使污水产生絮凝、沉淀。因聚合硫化铝仅适合酸性施胶，而聚合氯化铝可以在酸性和中性环境中施胶，对系统的腐蚀明显减弱，白水的处理更加容易；加之使用量大、污水处理成本较高，且处理效果不理想，仍达不到排放要求。现有的造纸废水处理剂存在处理成本较高、性能不稳定的缺点，处理效果有待提高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供了一种对造纸废水的处理效果优于以往絮凝剂的同时，使处理成本较以往低，获得较好的性价比的造纸废水处理剂。
本发明的技术方案，具体如下：一种造纸废水处理剂，所述造纸废水处理剂为絮凝剂A、絮凝剂B和凝聚剂C三者配制而成；絮凝剂A为质量含量5‰的改性膨润土溶液；絮凝剂B为质量含量3％聚合氯化铝水溶液；絮凝剂C为分子量为800-1200万的阳离子型的聚丙烯酰胺，配制成质量分数为1‰的水溶液。
进一步，所述改性膨润土溶液主要由膨润土和氧化石墨烯制备而成。
进一步，按照重量计算，所述改性膨润土溶液中，膨润土和氧化石墨烯的质量比约为80～90:10～20。
进一步，所述造纸废水处理剂处理造纸废水时，各物质的体积比为∶造纸废水：絮凝剂A∶絮凝剂B∶凝聚剂C＝1000∶2～5∶3∶15。
进一步，本发明的另一个目的是所述造纸废水处理剂的使用方法：先调节造纸废水pH至6-9，然后向造纸废水中加入絮凝剂A，快速搅拌，然后再加入絮凝剂B缓慢搅拌，直至有小微团产生时，再加入凝聚剂C，缓慢搅拌，形成大的絮体，静置，分离循环水中的絮体物，造纸废水得到处理后进入下一个循环处理。
进一步，加入絮凝剂A后，搅拌速率保持200-400r/min，沿同一方向搅拌1-2min。
进一步，加入絮凝剂B后，搅拌速率保持50-100r/min，沿同一方向搅拌5-10min。
进一步，加入絮凝剂C剂后，搅拌速度50-100r/min，沿同一方向搅拌，直至到有大的絮块形成后停止搅拌。
相对于现有技术，本发明的造纸废水处理剂具有如下优点：(1)本发明的造纸废水吸附处理剂，对混凝-气浮段的造纸废水处理效果好，对混凝-气浮段的CODcr去除率达到72％左右，浊度去除率达到85％左右；(2)本发明的造纸废水处理剂原料来源广，价格便宜，使用本发明处理废水的价格约为0.41元/吨废水，而造纸厂所使用处理造纸废水絮凝剂的价格为0.525元/吨，可见该处理剂性价比优势明显；(3)本发明的造纸废水处理剂配制及使用工艺简单，处理效果好。
氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。
氧化石墨烯特有的单一原子层，可以在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。其亲水性被广泛认知。
聚合氯化铝已取代硫酸铝做为造纸行业的中性施胶沉淀剂，与硫酸铝相比，白色聚合氯化铝具有如下特点：
1)大量带有正电荷、形态稳定的多核羟铝络合物，能有效地促进絮凝、施胶。
2)外观白色，铁含量极低，能满足制造优质纸张的需要。
3)聚合氯化铝是氯化铝的预水解物，水解程度相对较低，纸浆pH值的下降幅度比硫酸铝小。
4)硫酸铝仅适合酸性施胶，而聚合氯化铝可以在酸性和中性环境中施胶，对系统的腐蚀明显减弱，白水的处理更加容易。
5)可加填廉价的碳酸钙填料，不仅降低了生产成本、提高了纸张的白度和耐折性，同时也克服了合成胶料(如AKD等)难以避免的缺点(如打滑、施胶度难以控制等)。
6)使用聚合氯化铝施胶，浆料的助留、助滤作用明显提高。
7)纸张性能除裂断长外，其它各项指标均不同程度地提高。
本发明的造纸废水处理剂中，絮凝剂A中的膨润土具有强的吸湿性和膨胀性，可吸附8～15倍于自身体积的水量，体积膨胀可达数倍至30倍；在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状，这种介质溶液具有一定的黏滞性、触变性和润滑性；有较强的阳离子交换能力；对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力，最大吸附量可达5倍于自身的重量；它与水、泥或细沙的掺和物具有可塑性和黏结性；具有表面活性的酸性漂白土(活性白土、天然漂白土-酸性白土)能吸附有色离子。絮凝剂B是一种无机絮凝剂；凝聚剂C为分子量在800-1200万的酰胺类阳离子聚合物，具有很强的凝聚作用，将小的絮粒凝结在一起形成更大更致密的絮体，并使聚合度和凝聚力大大增强，从而使其沉降速度和吸附效率大大提高。
为了更好地理解和实施，下面详细说明本发明。
具体实施方式
所述絮凝剂A、絮凝剂B和絮凝剂C的配制方法，具体如下：
絮凝剂A的配制：取250mL烧杯，称取0.4g膨润土、0.1g氧化石墨烯，放入烧杯中，加入100ml蒸馏水，置于磁力搅拌器上搅拌，直至完全溶解，形成5‰的改性膨润土水溶液。
絮凝剂B的配制：取250mL烧杯，称取5g聚合氯化铝，放入烧杯中，再加入95g蒸馏水，用玻璃棒搅拌使其完全溶解，配制成质量含量5％聚合氯化铝水溶液。
凝聚剂C的配制：取一个1L的胶瓶，再取500mL的烧杯，称取1g的阳离子型聚丙烯酰胺放入烧杯中，再向烧杯中加入200mL的蒸馏水并搅拌，倒入1L的胶瓶中，再加入800m L的蒸馏水，在振荡器上震荡至到聚丙烯酰胺完全溶解，即配制成质量分数为1‰的凝聚剂C的水溶液。
下面通过实施例进一步说明本发明的造纸废水处理剂的应用效果。实施例中所用的絮凝剂A、絮凝剂B和凝聚剂C是按上述配制方法配制的三种水溶液。
实施例1
在250ml烧杯中加入100ml的造纸废水水样，向烧杯中加入0.2ml的絮凝剂A快速搅拌1min，再向烧杯中加入0.3ml的絮凝剂B快速搅拌，出现小的微团后，向烧杯中加入1.5ml的凝聚剂C剂，缓慢搅拌2min，微团絮集成大的絮体，沉于烧杯底部，分离絮体后水质较清澈。造纸废水原水为CODcr均值为1309.5mg/L，浊度为382NTU，经吸附絮凝处理后，CODcr去除率达到69.56％，浊度去除率达到85.4％。
实施例2
在250ml烧杯中加入100ml的造纸废水水样，向烧杯中加入0.3ml的絮凝剂A快速搅拌1min，再向烧杯中加入0.3ml的絮凝剂B快速搅拌，出现小的微团后，向烧杯中加入1.5ml的凝聚剂C，缓慢搅拌2min，微团絮集成大的絮体，沉于烧杯底部，分离絮体后水质较清澈。CODcr去除率达到71.72％，浊度去除率达到83.9％。
实施例3
在250ml烧杯中加入100ml的造纸废水水样，向烧杯中加入0.4ml的絮凝剂A快速搅拌1min，再向烧杯中加入0.3ml的絮凝剂B快速搅拌，出现小的微团后，向烧杯中加入1.5ml的凝聚剂C，缓慢搅拌2min，微团絮集成大的絮体，沉于烧杯底部，分离絮体后水质较清澈。CODcr去除率达到72.53％，浊度去除率达到85.3％。
实施例4
在250ml烧杯中加入100ml的造纸废水水样，向烧杯中加入0.5ml的絮凝剂A快速搅拌1min，再向烧杯中加入0.3ml的絮凝剂B快速搅拌，出现小的微团后，向烧杯中加入1.5ml的凝聚剂C，缓慢搅拌2min，微团絮集成大的絮体，沉于烧杯底部，分离絮体后水质较清澈。CODcr去除率达到71.04％，浊度去除率达到86.7％。
相对于现有技术，本发明的造纸废水处理剂具有如下优点：(1)本发明的造纸废水吸附处理剂，对混凝-气浮段的造纸废水处理效果好，对混凝-气浮段的CODcr去除率达到72％左右，浊度去除率达到85％左右；(2)本发明的造纸废水处理剂原料来源广，价格便宜，使用本发明处理废水的价格约为0.41元/吨废水，而造纸厂所使用处理造纸废水絮凝剂的价格为0.525元/吨，可见该处理剂性价比优势明显；(3)本发明的造纸废水处理剂配制及使用工艺简单，处理效果好。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (8)

1.一种造纸废水处理剂，其特征在于：所述造纸废水处理剂为絮凝剂A、絮凝剂B和凝聚剂C三者配制而成；絮凝剂A为质量含量5‰的改性膨润土溶液；絮凝剂B为质量含量3％聚合氯化铝水溶液；絮凝剂C为分子量为800-1200万的阳离子型的聚丙烯酰胺，配制成质量分数为1‰的水溶液。
2.根据权利要求1所述造纸废水处理剂，其特征在于：所述改性膨润土溶液主要由膨润土和氧化石墨烯制备而成。
3.根据权利要求1所述造纸废水处理剂，其特征在于：按照重量计算，所述改性膨润土溶液中，膨润土和氧化石墨烯的质量比约为80～90:10～20。
4.根据权利要求1所述造纸废水处理剂，其特征在于：所述造纸废水处理剂处理造纸废水时，各物质的体积比为∶造纸废水：絮凝剂A∶絮凝剂B∶凝聚剂C＝1000∶2～5∶3∶15。
5.一种根据权利要求1所述造纸废水处理剂的使用方法，其特征在于：先调节造纸废水pH至6-9，然后向造纸废水中加入絮凝剂A，快速搅拌，然后再加入絮凝剂B缓慢搅拌，直至有小微团产生时，再加入凝聚剂C，缓慢搅拌，形成大的絮体，静置，分离循环水中的絮体物，造纸废水得到处理后进入下一个循环处理。
6.根据权利要求5所述造纸废水处理剂的使用方法，其特征在于：加入絮凝剂A后，搅拌速率保持200-400r/min，沿同一方向搅拌1-2min。
7.根据权利要求5所述造纸废水处理剂的使用方法，其特征在于：加入絮凝剂B后，搅拌速率保持50-100r/min，沿同一方向搅拌5-10min。
8.根据权利要求5所述造纸废水处理剂的使用方法，其特征在于：加入絮凝剂C剂后，搅拌速度50-100r/min，沿同一方向搅拌，直至到有大的絮块形成后停止搅拌。
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