CN112939170A - 工业废水絮凝剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于絮凝剂技术领域，具体的涉及一种工业废水絮凝剂及其制备方法。所述的絮凝剂，以质量份数计，原料组成如下：聚丙烯酸钠25‑30份、活化硅酸7‑12份、聚硅酸硫酸铁铝15‑20份、硫酸铝7‑12份、十二烷基二甲基苄基氯化铵3‑5份、羧甲基纤维素钠10‑13份、四乙烯基戊胺2‑4份、焦亚硫酸钠6‑10份、三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠10‑12份、聚乙烯醇2‑3份。本发明所述的工业废水絮凝剂，沉降时间短，适用范围广，稳定性好，能够有效的降解工业废水中的重金属离子和有机物，在使细小的絮凝颗粒连接起来的同时，增大絮凝体的粒度，使其沉淀更为完全，且能够降低团聚后絮凝体的吸水率。

Description

工业废水絮凝剂及其制备方法
技术领域
本发明属于絮凝剂技术领域，具体的涉及一种工业废水絮凝剂及其制备方法。
背景技术
絮凝是工业废水处理工艺中应用最普遍的关键环节之一，它在很大程度上影响着后续流程的运行工况、最终出水质量和成本费用，因而成为环境工程中重要的科技研究开发领域。高效的絮凝技术系统应该由优异的絮凝剂、反应器和自控投药三方面紧密结合而成，其中絮凝剂起核心作用。絮凝处理技术的关键是选择合适的絮凝剂。
絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂；有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。絮凝剂主要是带有正(负)电性的基团中和一些水中带有负(正)电性难于分离的一些粒子或者叫颗粒，降低其电势，使其处于稳定状态，并利用其聚合性质使得这些颗粒集中，并通过物理或者化学方法分离出来。
高分子絮凝剂如碱式聚合氧化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等，克服了低分子絮凝剂存在的处理效率低的缺点，但其成本较高，且在低温低浊时处理效果较差。有机絮凝剂一般为高分子聚合物，如聚胺絮凝剂、季铵型淀粉基絮凝剂和聚丙烯酰胺絮凝剂等，其中，聚丙烯酰胺具有用量少，澄清水质能力强、絮凝速度快、不易受水的pH值影响，生成的污泥量少等优点获得了广泛应用，但是聚丙烯酰胺具有强烈的神经毒性和一定的致癌性，大量聚丙烯酰胺用于处理废水时会产生高分子残留，破坏水体生物链，进而影响到人的健康。
高浓度工业废水既不同于生活污水，也不同于一般的工业污水，往往含有多种有毒有害的难降解有机物和重金属离子等污染物，成分复杂，目前常规的聚铝、聚铁等絮凝剂由于絮凝组分单一对这些高浓度废水的处理效果不理想，特别是对水中溶解性污染物的去除效果不好。因此，有必要探索一种新型的工业废水絮凝剂。
发明内容
本发明的目的是：提供一种工业废水絮凝剂。该絮凝剂高效，沉降时间短，适用范围广，稳定性好；本发明同时提供了其制备方法。
本发明所述的工业废水絮凝剂，以质量份数计，原料组成如下：聚丙烯酸钠25-30份、活化硅酸7-12份、聚硅酸硫酸铁铝15-20份、硫酸铝7-12份、十二烷基二甲基苄基氯化铵3-5份、羧甲基纤维素钠10-13份、四乙烯基戊胺2-4份、焦亚硫酸钠6-10份、三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠10-12份、聚乙烯醇2-3份。
优选的，本发明所述的工业废水絮凝剂，以质量份数计，原料组成如下：聚丙烯酸钠28-30份、活化硅酸10-12份、聚硅酸硫酸铁铝15-20份、硫酸铝10-12份、十二烷基二甲基苄基氯化铵4-5份、羧甲基纤维素钠11-13份、四乙烯基戊胺3-4份、焦亚硫酸钠8-10份、三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠10-12份、聚乙烯醇2-3份。
最为优选的，本发明所述的工业废水絮凝剂，以质量份数计，原料组成如下：聚丙烯酸钠30份、活化硅酸12份、聚硅酸硫酸铁铝18份、硫酸铝10份、十二烷基二甲基苄基氯化铵5份、羧甲基纤维素钠12份、四乙烯基戊胺3份、焦亚硫酸钠10份、三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠12份、聚乙烯醇2份。
所述的混凝剂中，三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠与聚乙烯醇之间的协同配合，对溶液中的重金属离子起到很好的网捕作用，使重金属离子沉降；而添加活化硅酸、硫酸铝和焦亚硫酸钠的无机混合物，增加吸附容量的同时，能够使得细小的絮凝颗粒连接起来，增大絮凝体的粒度，使其沉淀更加完全；而聚丙烯酸钠、聚硅酸硫酸铁铝和羧甲基纤维素钠之间的协同作用，利用自身官能团之间的静电斥力，通过吸附架桥作用，使得悬浮粒子沉降；且与活化硅酸、硫酸铝和焦亚硫酸钠的混合物配合使用，在保证絮凝效果的同时，增加使用寿命，且化学性质稳定。添加的十二烷基二甲基苄基氯化铵与四乙烯基戊胺，在促进网捕、吸附架桥作用的同时，降低团聚后的絮凝体的吸水率。
本发明所述的工业废水絮凝剂的制备方法，由以下步骤组成：
(1)首先将硫酸铝、活化硅酸、焦亚硫酸钠混合均匀，然后加入聚丙烯酸钠、聚硅酸硫酸铁铝、羧甲基纤维素钠继续混合，最后加入三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠和聚乙烯醇进行混合均匀；
(2)加入水进行湿法球磨1.5-2h，再加入十二烷基二甲基苄基氯化铵和四乙烯基戊胺的混合物球磨1-2h，经烘干后过筛，即得到工业废水絮凝剂。
其中：
步骤(2)中所述的水的重量份数为原料份数和的65-70％。
步骤(2)中所述的80-95℃下进行烘干1.5-2h。
本发明所述的工业废水絮凝剂的应用，在工业废水中絮凝剂的用量为1.0-3.0g/L。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明所述的工业废水絮凝剂，沉降时间短，适用范围广，稳定性好，能够有效的降解工业废水中的重金属离子和有机物，在使细小的絮凝颗粒连接起来的同时，增大絮凝体的粒度，使其沉淀更为完全，且能够降低团聚后絮凝体的吸水率。
(2)本发明所述的工业废水絮凝剂，工业废水中的COD和重金属离子去除率高，且处理效果稳定，效果好，处理后的水质能够循环利用。
(3)本发明所述的工业废水絮凝剂的制备方法，工艺简单，易于推广使用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本实施例1所述的工业废水絮凝剂，以质量份数计，原料组成如下：聚丙烯酸钠25份、活化硅酸10份、聚硅酸硫酸铁铝15份、硫酸铝7份、十二烷基二甲基苄基氯化铵4份、羧甲基纤维素钠13份、四乙烯基戊胺4份、焦亚硫酸钠8份、三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠11份、聚乙烯醇3份。
本实施例1所述的工业废水絮凝剂的制备方法，由以下步骤组成：
(1)首先将硫酸铝、活化硅酸、焦亚硫酸钠混合均匀，然后加入聚丙烯酸钠、聚硅酸硫酸铁铝、羧甲基纤维素钠继续混合，最后加入三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠和聚乙烯醇进行混合均匀；
(2)加入水进行湿法球磨1.5h，再加入十二烷基二甲基苄基氯化铵和四乙烯基戊胺的混合物球磨2h，经烘干后过筛，即得到工业废水絮凝剂。
其中：
步骤(2)中所述的水的重量份数为原料份数和的65％。
步骤(2)中所述的80℃下进行烘干2h。
本实施例1所述的工业废水絮凝剂的应用，在工业废水中絮凝剂的用量为2.0g/L。
所述的工业废水中COD为1050mg/L，无机盐含量为310mg/L。
经上述处理后，COD去除率为97.0％，BOD去除率为89.2％，重金属去除率为99.1％。
实施例2
本实施例2所述的工业废水絮凝剂，以质量份数计，原料组成如下：聚丙烯酸钠28份、活化硅酸7份、聚硅酸硫酸铁铝20份、硫酸铝12份、十二烷基二甲基苄基氯化铵3份、羧甲基纤维素钠10份、四乙烯基戊胺2份、焦亚硫酸钠6份、三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠10份、聚乙烯醇3份。
本实施例2所述的工业废水絮凝剂的制备方法，由以下步骤组成：
(1)首先将硫酸铝、活化硅酸、焦亚硫酸钠混合均匀，然后加入聚丙烯酸钠、聚硅酸硫酸铁铝、羧甲基纤维素钠继续混合，最后加入三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠和聚乙烯醇进行混合均匀；
(2)加入水进行湿法球磨2h，再加入十二烷基二甲基苄基氯化铵和四乙烯基戊胺的混合物球磨1.5h，经烘干后过筛，即得到工业废水絮凝剂。
其中：
步骤(2)中所述的水的重量份数为原料份数和的68％。
步骤(2)中所述的88℃下进行烘干2h。
本实施例2所述的工业废水絮凝剂的应用，在工业废水中絮凝剂的用量为1.0g/L。
所述的工业废水中COD为1050mg/L，无机盐含量为310mg/L。
经上述处理后，COD去除率为95.7％，BOD去除率为87.5％，重金属去除率为98.5％。
实施例3
本实施例3所述的工业废水絮凝剂，以质量份数计，原料组成如下：聚丙烯酸钠30份、活化硅酸12份、聚硅酸硫酸铁铝18份、硫酸铝10份、十二烷基二甲基苄基氯化铵5份、羧甲基纤维素钠12份、四乙烯基戊胺3份、焦亚硫酸钠10份、三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠12份、聚乙烯醇2份。
本实施例3所述的工业废水絮凝剂的制备方法，由以下步骤组成：
(1)首先将硫酸铝、活化硅酸、焦亚硫酸钠混合均匀，然后加入聚丙烯酸钠、聚硅酸硫酸铁铝、羧甲基纤维素钠继续混合，最后加入三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠和聚乙烯醇进行混合均匀；
(2)加入水进行湿法球磨2h，再加入十二烷基二甲基苄基氯化铵和四乙烯基戊胺的混合物球磨2h，经烘干后过筛，即得到工业废水絮凝剂。
其中：
步骤(2)中所述的水的重量份数为原料份数和的70％。
步骤(2)中所述的95℃下进行烘干1.5h。
本实施例3所述的工业废水絮凝剂的应用，在工业废水中絮凝剂的用量为3.0g/L。
所述的工业废水中COD为1050mg/L，无机盐含量为310mg/L。
经上述处理后，COD去除率为99.0％，BOD去除率为92.7％，重金属去除率为99.4％。
对比例1
本对比例1所述的工业废水絮凝剂与实施例3的制备方法相同，唯一的不同点在于，原料组成不同。以质量份数计，原料组成如下：聚丙烯酸钠30份、活化硅酸17份、聚硅酸硫酸铁铝18份、硫酸铝15份、十二烷基二甲基苄基氯化铵5份、羧甲基纤维素钠12份、四乙烯基戊胺3份、三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠12份、聚乙烯醇2份。
所述的工业废水中COD为1050mg/L，无机盐含量为310mg/L。
经上述处理后，COD去除率为91.4％，BOD去除率为82.3％，重金属去除率为92.2％。
对比例2
本对比例2所述的工业废水絮凝剂与实施例3的制备方法相同，唯一的不同点在于，原料组成不同。以质量份数计，原料组成如下：聚丙烯酸钠30份、活化硅酸12份、聚硅酸硫酸铁铝18份、硫酸铝10份、十二烷基二甲基苄基氯化铵5份、羧甲基纤维素钠12份、四乙烯基戊胺3份、焦亚硫酸钠10份、聚乙烯醇2份。
所述的工业废水中COD为1050mg/L，无机盐含量为310mg/L。
经上述处理后，COD去除率为90.8％，BOD去除率为83.2％，重金属去除率为93.6％。
对比例3
本对比例3所述的工业废水絮凝剂与实施例3的制备方法相同，唯一的不同点在于，原料组成不同。以质量份数计，原料组成如下：聚丙烯酸钠35份、活化硅酸12份、聚硅酸硫酸铁铝18份、硫酸铝10份、羧甲基纤维素钠12份、四乙烯基戊胺3份、焦亚硫酸钠10份、三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠12份、聚乙烯醇2份。
所述的工业废水中COD为1050mg/L，无机盐含量为310mg/L。
经上述处理后，COD去除率为91.5％，BOD去除率为82.5％，重金属去除率为92.7％。
对比例4
本对比例4所述的工业废水絮凝剂与实施例3的制备方法相同，唯一的不同点在于，原料组成不同。以质量份数计，原料组成如下：聚丙烯酸钠35份、活化硅酸12份、硫酸铝10份、十二烷基二甲基苄基氯化铵10份、羧甲基纤维素钠20份、四乙烯基戊胺3份、焦亚硫酸钠10份、三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠12份、聚乙烯醇2份。
所述的工业废水中COD为1050mg/L，无机盐含量为310mg/L。
经上述处理后，COD去除率为91.8％，BOD去除率为81.7％，重金属去除率为92.6％。

Claims (7)

1.一种工业废水絮凝剂，其特征在于：以质量份数计，原料组成如下：聚丙烯酸钠25-30份、活化硅酸7-12份、聚硅酸硫酸铁铝15-20份、硫酸铝7-12份、十二烷基二甲基苄基氯化铵3-5份、羧甲基纤维素钠10-13份、四乙烯基戊胺2-4份、焦亚硫酸钠6-10份、三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠10-12份、聚乙烯醇2-3份。
2.根据权利要求1所述的工业废水絮凝剂，其特征在于：以质量份数计，原料组成如下：聚丙烯酸钠28-30份、活化硅酸10-12份、聚硅酸硫酸铁铝15-20份、硫酸铝10-12份、十二烷基二甲基苄基氯化铵4-5份、羧甲基纤维素钠11-13份、四乙烯基戊胺3-4份、焦亚硫酸钠8-10份、三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠10-12份、聚乙烯醇2-3份。
3.根据权利要求1所述的工业废水絮凝剂，其特征在于：以质量份数计，原料组成如下：聚丙烯酸钠30份、活化硅酸12份、聚硅酸硫酸铁铝18份、硫酸铝10份、十二烷基二甲基苄基氯化铵5份、羧甲基纤维素钠12份、四乙烯基戊胺3份、焦亚硫酸钠10份、三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠12份、聚乙烯醇2份。
4.一种权利要求1所述的工业废水絮凝剂的制备方法，其特征在于：由以下步骤组成：
(1)首先将硫酸铝、活化硅酸、焦亚硫酸钠混合均匀，然后加入聚丙烯酸钠、聚硅酸硫酸铁铝、羧甲基纤维素钠继续混合，最后加入三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠和聚乙烯醇进行混合均匀；
(2)加入水进行湿法球磨1.5-2h，再加入十二烷基二甲基苄基氯化铵和四乙烯基戊胺的混合物球磨1-2h，经烘干后过筛，即得到工业废水絮凝剂。
5.根据权利要求4所述的工业废水絮凝剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的水的重量份数为原料份数和的65-70％。
6.根据权利要求4所述的工业废水絮凝剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的80-95℃下进行烘干1.5-2h。
7.一种权利要求1所述的工业废水絮凝剂的应用，其特征在于：在工业废水中絮凝剂的用量为1.0-3.0g/L。
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