CN111039372A

CN111039372A - 一种用于焦化废水预处理的絮凝剂及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN111039372A
Application number: CN201911336811.8A
Authority: CN
Inventors: 徐岩; 李�杰; 梁思懿
Original assignee: MCC Capital Engineering and Research Incorporation Ltd
Current assignee: MCC Capital Engineering and Research Incorporation Ltd
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2020-04-21

Abstract

本发明公开了一种用于焦化废水预处理的絮凝剂及其制备方法与应用。以用于焦化废水预处理的絮凝剂的总重量为100wt％计，该用于焦化废水预处理的絮凝剂包括改性膨润土30wt％～35wt％，改性壳聚糖5wt％～8wt％，聚硅硫酸铝5wt％～10wt％，改性沸石粉17wt％～20wt％，陶瓷粉6wt％～15wt％，硫酸铝15wt％～20wt％，以及碳酸钙5wt％～10wt％。本发明还提供了一种用于焦化废水预处理的絮凝剂的制备方法及其应用。本发明提供的絮凝剂可以通过吸附、絮凝等作用将焦化废水中的生物毒性物、难生化物去除，经该絮凝剂预处理后，焦化废水的色度、COD含量、可生化性都得到了提高。

Description

一种用于焦化废水预处理的絮凝剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及焦化废水处理技术领域。更具体地，涉及一种用于焦化废水预处理的絮凝剂及其制备方法与应用。

背景技术

焦化废水为煤炭炼焦过程中产生的难处理有机废水，成分复杂。有机物质包含酚类、苯类、有机氮类、萘、蔥类等，多环芳香烃较多，大分子物质多，可生化性较差，且废水中含有大量有毒物质，如氰、硫氰等。

焦化废水在蒸氨后仍然需要经过除油、物化处理、生化处理、膜处理等多道工序才能达到排放标准。而由于其可生化性较差，常常由于水质的波动导致对后续的生化系统产生冲击，进而影响出水水质。这导致焦化废水生化处理之前不得不使用大量的生活废水或净水进行稀释。

因此，本发明提供了一种用于焦化废水预处理的絮凝剂及其制备方法与应用，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于焦化废水预处理的絮凝剂。

本发明的目的还在于提供一种用于焦化废水预处理的絮凝剂的制备方法。

本发明的目的还在于提供一种用于焦化废水预处理的絮凝剂在焦化废水预处理中的应用。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于焦化废水预处理的絮凝剂，以该絮凝剂的总重量为100wt％计，该用于焦化废水预处理的絮凝剂包括：

本发明提供的用于焦化废水预处理的絮凝剂中，改性膨润土是一种高效吸附剂，它有良好的对有机物的吸附能力，可以吸附焦化废水中的有毒成分；

改性壳聚糖是一种天然有机高分子絮凝剂，壳聚糖分子中有大量的酰胺基、羟基，具有良好的吸附、絮凝能力，原料完全取自于自然界，改性后的壳聚糖可溶于水，絮凝能力大大增强；

沸石粉主要成分是二氧化硅、三氧化铝，天然沸石粉对溶解性有机物具有较好的吸附能力，经过改性的沸石粉其吸附能力也得到了提高；

聚硅硫酸铝是一种无机混凝剂，形成的絮体聚合性好；

硫酸铝是一种无机混凝剂，其混凝能力强，形成的絮体沉降快；

碳酸钙和陶瓷粉用于增强絮体的紧致度，使絮体快速结团并沉降，后续易与水分离；

上述组分相互配合，协同作用，通过对蒸氨后废水进行物化处理，通过絮凝、吸附的手段在焦化废水进入生化系统之前即将其中的部分污染物进行分离，以减少其对生化系统的冲击和减少其他水的使用量，其中缺少任一组分或者任一组分的含量改变都会导致本发明在焦化废水治理方面的效果减弱。

优选地，所述改性膨润土包括钠基膨润土、有机改性膨润土、柱撑膨润土和焙烧改性膨润土中的一种或多种；进一步优选为钠基膨润土。

优选地，所述改性壳聚糖包括2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖、羧甲基壳聚糖和黄原酸钠壳聚糖中的一种或多种；进一步优选为2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖。

优选地，所述改性沸石粉包括酸改性沸石粉、碱改性沸石粉和离子交换改性沸石粉中的一种或多种；进一步优选为碱改性沸石粉。

优选地，所述改性膨润土的目数为不低于300目。

优选地，所述改性壳聚糖的目数为不低于100目。

优选地，所述聚硅硫酸铝的目数为不低于200目。

优选地，所述改性沸石粉的目数为不低于300目。

优选地，所述陶瓷粉的目数为不低于300目。

优选地，所述硫酸铝的目数为不低于200目。

优选地，所述碳酸钙的目数为不低于200目。

优选地，所述改性膨润土、改性壳聚糖、聚硅硫酸铝、改性沸石粉、陶瓷粉、硫酸铝以及碳酸钙的目数比为300:100:200:300:300:200:200。

作为本发明的另一方面，本发明还提供了一种上述用于焦化废水预处理的絮凝剂的制备方法，其包括以下步骤：

将改性膨润土、改性壳聚糖、聚硅硫酸铝、改性沸石粉、陶瓷粉、硫酸铝以及碳酸钙混合均匀，得到用于焦化废水预处理的絮凝剂。

优选地，所述改性膨润土、改性壳聚糖、聚硅硫酸铝、改性沸石粉、陶瓷粉、硫酸铝以及碳酸钙的混合均匀度为99％以上。

应当理解的是，在上述步骤中，混合为本领域的常规技术手段，混合过程中可以进行搅拌，搅拌的目的是使各组分混合得更加充分，防止局部出现结块；上述步骤如无特殊说明在室温下进行；其中，对各组分的加入顺序不作要求。

作为本发明的另一方面，本发明还提供了一种上述用于焦化废水预处理的絮凝剂在焦化废水预处理中的应用。

另外，如无特殊说明，本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的用于焦化废水预处理的絮凝剂，可以通过吸附、絮凝等作用将焦化废水中的生物毒性物、难生化物去除，经该絮凝剂预处理后，焦化废水的色度、COD含量、可生化性都得到了提高。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本发明中，制备方法如无特殊说明则均为常规方法；所用的原料如无特别说明均可从公开的商业途径获得；本发明在下述实施例和对比例中使用的改性膨润土均为钠基膨润土，改性壳聚糖均为2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖，改性沸石粉均为碱改性沸石粉。

实施例1

本实施例提供了一种用于焦化废水预处理的絮凝剂，以该絮凝剂的总重量为100wt％计，该用于焦化废水预处理的絮凝剂包含：

本实施例还提供了上述用于焦化废水预处理的絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

1)室温下，将改性壳聚糖磨成100目粉末，将聚硅硫酸铝、硫酸铝和碳酸钙分别磨成200目粉末，将改性沸石粉、改性膨润土和陶瓷粉分别磨成300目粉末；

2)在室温下，将改性膨润土粉末、改性壳聚糖粉末、聚硅硫酸铝粉末、改性沸石粉粉末、陶瓷粉粉末、硫酸铝粉末以及碳酸钙粉末按比例投入混合器中进行搅拌，当混合均匀度达到99％以上时，得到用于焦化废水预处理的絮凝剂。

对比例1

本对比例提供了一种用于焦化废水预处理的絮凝剂，以该絮凝剂的总重量为100wt％计，该用于焦化废水预处理的絮凝剂包含：

本对比例还提供了上述用于焦化废水预处理的絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

1)室温下，将改性壳聚糖磨成100目粉末，将聚硅硫酸铝、硫酸铝和碳酸钙分别磨成200目粉末，将改性沸石粉、氯化钠和陶瓷粉分别磨成300目粉末；

2)在室温下，将氯化钠粉末、改性壳聚糖粉末、聚硅硫酸铝粉末、改性沸石粉粉末、陶瓷粉粉末、硫酸铝粉末以及碳酸钙粉末按比例投入混合器中进行搅拌，当混合均匀度达到99％以上时，得到用于焦化废水预处理的絮凝剂。

对比例2

1)室温下，将氯化钠磨成100目粉末，将聚硅硫酸铝、硫酸铝和碳酸钙分别磨成200目粉末，将改性沸石粉、改性膨润土和陶瓷粉分别磨成300目粉末；

2)在室温下，将改性膨润土粉末、氯化钠粉末、聚硅硫酸铝粉末、改性沸石粉粉末、陶瓷粉粉末、硫酸铝粉末以及碳酸钙粉末按比例投入混合器中进行搅拌，当混合均匀度达到99％以上时，得到用于焦化废水预处理的絮凝剂。

对比例3

1)室温下，将改性壳聚糖磨成100目粉末，将聚硅硫酸铝、氯化钠和碳酸钙分别磨成200目粉末，将改性沸石粉、改性膨润土和陶瓷粉分别磨成300目粉末；

2)在室温下，将改性膨润土粉末、改性壳聚糖粉末、聚硅硫酸铝粉末、改性沸石粉粉末、陶瓷粉粉末、氯化钠粉末以及碳酸钙粉末按比例投入混合器中进行搅拌，当混合均匀度达到99％以上时，得到用于焦化废水预处理的絮凝剂。

对比例4

1)室温下，将改性壳聚糖磨成100目粉末，将聚硅硫酸铝、硫酸铝和碳酸钙分别磨成200目粉末，将改性沸石粉、改性膨润土和氯化钠分别磨成300目粉末；

2)在室温下，将改性膨润土粉末、改性壳聚糖粉末、聚硅硫酸铝粉末、改性沸石粉粉末、氯化钠粉末、硫酸铝粉末以及碳酸钙粉末按比例投入混合器中进行搅拌，当混合均匀度达到99％以上时，得到用于焦化废水预处理的絮凝剂。

对比例5

1)室温下，将改性壳聚糖磨成100目粉末，将聚硅硫酸铝、硫酸铝和氯化钠分别磨成200目粉末，将改性沸石粉、改性膨润土和陶瓷粉分别磨成300目粉末；

2)在室温下，将改性膨润土粉末、改性壳聚糖粉末、聚硅硫酸铝粉末、改性沸石粉粉末、陶瓷粉粉末、硫酸铝粉末以及氯化钠粉末按比例投入混合器中进行搅拌，当混合均匀度达到99％以上时，得到用于焦化废水预处理的絮凝剂。

对比例6

1)室温下，将改性壳聚糖磨成100目粉末，将氯化钠、硫酸铝和碳酸钙分别磨成200目粉末，将改性沸石粉、改性膨润土和陶瓷粉分别磨成300目粉末；

2)在室温下，将改性膨润土粉末、改性壳聚糖粉末、氯化钠粉末、改性沸石粉粉末、陶瓷粉粉末、硫酸铝粉末以及碳酸钙粉末按比例投入混合器中进行搅拌，当混合均匀度达到99％以上时，得到用于焦化废水预处理的絮凝剂。

对比例7

1)室温下，将改性壳聚糖磨成400目粉末，将聚硅硫酸铝、硫酸铝和碳酸钙分别磨成500目粉末，将改性沸石粉、改性膨润土和陶瓷粉分别磨成1000目粉末；

对比例8

2)在室温下，将改性膨润土粉末、改性壳聚糖粉末、聚硅硫酸铝粉末、改性沸石粉粉末、陶瓷粉粉末、硫酸铝粉末以及碳酸钙粉末按比例投入混合器中进行搅拌，当混合均匀度达到90％时，得到用于焦化废水预处理的絮凝剂。

测试例1

本测试例提供了一种用于焦化废水预处理的絮凝剂在焦化废水预处理工程中的应用，其包括以下步骤：

将实施例1、对比例1～8制得的絮凝剂与某焦化厂的蒸氨后、除油前的焦化废水分别于烧杯中混合搅拌，进行烧杯实验；原水COD为4794.6mg/L，BOD₅/COD为0.24，可生化性极差。

实验结果表明：某焦化厂的蒸氨后、除油前的焦化废水，调节pH至9，以1g/L、2g/L、3g/L、5g/L、7g/L、10g/L的絮凝剂投加量，搅拌30min。.表1和表2分别为实施例1和对比例1-8所制备的絮凝剂对COD的去除效果和对可生化性指标BOD₅/COD的提升效果。由表1和表2可见，实施例1所提供的絮凝剂，可以将焦化废水的COD从4794.6mg/L降低至3012.5mg/L，而BOD₅/COD从0.24提升到0.35，可生化性能大大提升，这样可以大幅降低后续生化处理的压力并提升生化系统的效率。对比例1的结果说明由于改性膨润土的缺少，导致絮凝剂的吸附性能大幅度降低，从而导致COD的去除效果不明显，且废水中的有毒物质没有被有效的吸附絮凝并加以去除，出水的可生化性极差。对比例2的结果说明，改性壳聚糖的缺少，导致絮凝剂对焦化废水中的悬浮物及大分子物质的去除能力下降。对比例3的结果说明，硫酸铝的缺少，导致絮凝剂的絮凝能力下降，出水的可生化性降低。对比例4、对比例5的结果说明碳酸钙和陶瓷粉对絮凝剂至关重要，通过肉眼观测，缺少碳酸钙后者陶瓷粉，则产生的絮体不紧实，且不易团聚，增加了污泥收集的难度。对比例6的结果表明，缺少聚硅硫酸铝，絮凝剂对焦化废水的预处理能力会下降，而且，通过肉眼观测实验结果，缺少聚硅硫酸铝后，污泥极为易碎。对比例7的结果表明，当絮凝剂各组分的颗粒度变大后，絮凝能力下降，这是因为大的颗粒度会大幅度降低比表面积，从而降低絮凝剂的吸附能力。对比例8的结果表明，当混合度变小后，絮凝剂的絮凝能力下降，这是因为各组分未均匀分布，不能有效发挥各自作用。

表1 COD值

COD值	1g/L	2g/L	3g/L	5g/L	7g/L	10g/L
							实施例1	4310.2	3829.3	3386.0	3012.5	3014.6	3013.1
对比例1	4721.2	4699.6	4682.3	4613.9	4602.8	4588.3
							对比例2	4429.7	3910.8	3526.9	3328.1	3189.3	3110.1
对比例3	4402.1	3901.4	3511.4	3299.0	3154.2	3109.9
							对比例4	4387.0	3876.6	3407.3	3101.8	3026.7	3019.2
对比例5	4377.1	3865.0	3427.1	3187.5	3044.4	3022.7
							对比例6	4402.5	3907.9	3488.7	3228.0	3185.2	3076.4
对比例7	4438.2	4006.9	3629.8	3417.3	3219.2	3182.6
							对比例8	4527.9	4166.3	3820.7	3599.1	3410.2	3338.0

表2 BOD₅/COD值

综上所述，本发明的一种用于焦化废水预处理的絮凝剂的各组分之间相互配合，协同作用，使其对污水中污染物的絮凝的作用效果最优，各组分不可或缺。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims

1.一种用于焦化废水预处理的絮凝剂，其特征在于，以用于焦化废水预处理的絮凝剂的总重量为100wt％计，该用于焦化废水预处理的絮凝剂包括：

2.根据权利要求1所述的用于焦化废水预处理的絮凝剂，其特征在于，所述改性膨润土包括钠基膨润土、有机改性膨润土、柱撑膨润土和焙烧改性膨润土中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的用于焦化废水预处理的絮凝剂，其特征在于，所述改性壳聚糖包括2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖、羧甲基壳聚糖和黄原酸钠壳聚糖中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的用于焦化废水预处理的絮凝剂，其特征在于，所述改性沸石粉包括酸改性沸石粉、碱改性沸石粉和离子交换改性沸石粉中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的用于焦化废水预处理的絮凝剂，其特征在于，所述改性膨润土为钠基膨润土，所述改性壳聚糖为2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖，所述改性沸石粉为碱改性沸石粉。

6.根据权利要求1所述的用于焦化废水预处理的絮凝剂，其特征在于，所述改性膨润土的目数为不低于300目；所述改性壳聚糖的目数为不低于100目；所述聚硅硫酸铝的目数为不低于200目；所述改性沸石粉的目数为不低于300目；所述陶瓷粉的目数为不低于300目；所述硫酸铝的目数为不低于200目；所述碳酸钙的目数为不低于200目。

7.根据权利要求1所述的用于焦化废水预处理的絮凝剂，其特征在于，所述改性膨润土、改性壳聚糖、聚硅硫酸铝、改性沸石粉、陶瓷粉、硫酸铝以及碳酸钙的目数比为300:100:200:300:300:200:200。

8.一种如权利要求1～7任一项所述的用于焦化废水预处理的絮凝剂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：

将改性膨润土、改性壳聚糖、聚硅硫酸铝、改性沸石粉、陶瓷粉、硫酸铝以及碳酸钙按比例混合均匀，得到所述用于焦化废水预处理的絮凝剂。

9.根据权利要求8所述的用于焦化废水预处理的絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述将改性膨润土、改性壳聚糖、聚硅硫酸铝、改性沸石粉、陶瓷粉、硫酸铝以及碳酸钙的混合均匀度为99％以上。

10.一种如权利要求1～7任一项所述的用于焦化废水预处理的絮凝剂在焦化废水预处理中的应用。