CN1182637A - 硼泥复合混凝剂的制法及其用途 - Google Patents
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Abstract
硼泥复合混凝剂(BSCC~I)是属镁、铝、铁等氯化物的复合物。该混凝剂是利用生产硼砂的固体废弃物硼泥和含AlCl3的盐酸废进行反应制成的黄褐色固体产品。其主要有效成分含量(均以水溶性无机酸盐氧化物计,wt%)MgO:10.0~13.0,Al2O3:5.5~8.5,Fe2O3:2.0~3.0,活性固体组分:10.0~20.0%。本产品呈酸性,1.0%的悬浊液pH为3.0~4.0。生产成本低廉,不产生环境污染。产品使用方便,对碱性废水不用调pH值,即可直接处理;有较高的除油、除氟、脱色、除COD等效果,经济效益和环境效益明显。
Description
本发明核心是以镁、铝、铁的氯化物为主要成分的复合型混凝剂,特别是利用工业排放的废料硼泥和含AlCl3盐酸废液为主要原料生产混凝剂的方法,具有废弃物资源化、综合利用、化害为利的显著特点。该产品适合于净化各种工业废水。
作为本混凝剂的原料硼泥,是由纤维状硼镁石经焙烧、球磨、碳解、过滤等工艺制取硼砂后排出的工业废渣,呈碱性(pH9~12),占用土地、污染环境、破坏生态平衡。辽宁省有上百个硼砂厂,俗有“硼海”之称,目前已有成亿吨的硼泥堆积如山,至今尚无特效的治理措施。而研究表明,硼泥中的主要成分是镁的碳酸盐或碱式盐,SiO2和Fe2O3等。不含有镉、铅、砷等有害物质。各组分含量较稳定。因此充分利用硼泥中的有效成分,是属化害为利的重要科研成果。
含AlCl3的盐酸废液是大连某化工厂车间的排放废水,含AlCl31.0~1.8mol/L,HCl为0.2~1.0mol/L,排放量为5M3/d,不含有毒的无机和有机物。Al3+离子是有效的混凝阳离子,因此可藉以利用。
本发明的目的在于,充分利用硼泥和AlCl3盐酸废液中的有效成分,采用工业浓盐酸或工厂回收的20%盐酸补充反应中所需的酸量,提供一种镁、铝、铁配比适当,除油、除氟、脱色效果好,COD去除率高,成本低,生产工艺简单,没有固体废弃物产生二次污染的复合型混凝剂。该产品使用方便,能广范应用于处理各种工业废水,充分发挥镁、铝、铁的协同混凝效果,是一种广谱性的复合型混凝剂。
CN86104439A建议以硼泥和硫酸(或盐酸)为原料制取的复合混凝剂及其制造方法,可以利用硼泥废料,但存在以下缺点:一是由于硼泥中Al2O3含量少,且不易完全溶出,因此该专利产品中含水溶性铝盐较少,因而影响其使用范围和效果。二是采用纯硫酸(或盐酸)用量大,反应浓度高,因此造成工作环境酸雾的污染,且产品成本较高。三是产品为固液混合的糊状物而不利于运输。CN88101807A建议采用硼泥和钢材酸洗废液制备复合型水处理剂,但此水处理剂在生产过程中产生大量酸性固体废渣,虽然利用了硼泥废料,却又产生了新的固体废物,而且铝盐含量很少,影响水处理剂的使用范围和效果。
本专利产品含有适当比例的水溶性的镁、铝、铁的无机盐和活性固体组分。其中镁、铁、活性固体组分来自于硼泥,在产品中含量:(镁、铁以其水溶性无机酸盐的氧化物计,wt%)分别为10.0~13.0、2.0~3.0,活性固体组分为10.0~20.0%;而铝主要来源于含AlCl3的盐酸废液,在产品中含量:(以其水溶性无机酸盐的氧化物计,wt%)为5.5~8.5。该产品调配了三种阳离子的比例,提高了铝的含量,充分发挥了它们的混凝协同作用。同时具有吸附性能的活性固体组分可以起“致浊质”的作用,从而增强了混凝效果,加快了沉降速度,混凝效率大大提高。该产品原料充足,成本低廉,具有良好的混凝效果,可以广泛应用于含油、造纸、洗涤剂、制革、印染、含氟、含磷等废水的处理,不会产生二次污染;而且也可以将沉淀物处理后,有效成分经烘干、焙烧,可以再生使用。
本发明产品的生产方法,是以硼泥和含AlCl3的盐酸废液,在搅拌条件下进行化学反应,以控制产品中镁、铝的摩尔比为1∶0.45~0.65来计算含AlCl3的盐酸废液的投加量,用工业回收的盐酸(20~25%)来补充反应体系的酸度,使盐酸的反应浓度为10~20%,硼泥中的镁、铁等与盐酸的摩尔比为1.0∶2.0~2.4,控制反应温度75~85℃,反应时间为3~4h,反应后所得的固液混合物于95~103℃下烘干即得产品,粉碎后用塑料袋密封包装。
本方法优点是充分利用了硼泥和含AlCl3的盐酸废液有效成分,减少了纯盐酸的用量,降低了酸的反应浓度和反应温度,工艺流程简单,生产过程不产生废物和污染环境。产品中阳离子的合理配比发挥了它们的混凝协同作用;同时经酸处理后具有吸附性能的活性固体组分充当“致浊质”也增强了混凝效果。本产品充分利用了废物作原料,故原料充足,成本低廉,使用方便。处理碱性废水可直接投加,不用预调pH值。产品用途广泛,性能好,无二次污染,可以方便的再生。
图1是BSCC~1生产工艺流程图。
下面简要说明一下图1所示的工艺流程:
1.将硼泥(60-100目)缓慢加入盛有含AlCl3的盐酸废液的反应釜中,在搅拌的情况下,反应至泡沫基本消失。
2.用蒸气加热,逐渐升温,同时将工业回收的盐酸(20~25%)缓慢加入上述反应釜中,搅拌均匀,当温度升至75~85℃时,控制温度在此范围内,反应3~4小时。
3.将上述反应生成的固液混合物移入烘干炉,于95~103℃下烘干即可,然后这些固体物质粉碎后即得产品。
下述实例可进一步说明本发明产品的制法及用途。实例1~3所用的硼泥:镁、铁含量(以MgO、Fe2O3计,wt%)分别为40.0、12.5,含水量为11.4%;含AlCl3的盐酸废液:铝含量(以Al2O3计,wt%)为7.8,HCl含量为0.8%。实例4~8使用本产品对各种工业废水的处理。
实例1.拟控制产品中Mg∶Al=1∶0.45。向254ml含AlCl3的盐酸废液中,在常温搅拌下,逐渐投加硼泥144g,搅拌10min,再投加浓度为20%的盐酸459ml。在搅拌的条件下逐渐升温至75~85℃,反应3h,得固液混合物,于95~103℃下烘干,研磨得黄褐色产品394g。
实例2.拟控制产品中Mg∶Al=1∶0.55。向311ml含AlCl3的盐酸废液中,在常温搅拌下,逐渐投加硼泥144g,搅拌10min,再投加浓度为20%的盐酸456ml。在搅拌的条件下逐渐升温至75~85℃,反应3h,得固液混合物,于95~103℃下烘干,研磨得黄褐色产品425g。
实例3.拟控制产品中Mg∶Al=1∶0.65。向367ml含AlCl3的盐酸废液中,在常温搅拌下,逐渐投加硼泥144g,搅拌10min,再投加浓度为20%的盐酸454ml。在搅拌的条件下逐渐升温至75~85℃,反应3h,得固液混合物,于95~103℃下烘干,研磨得黄褐色产品433g。
使用本发明产品对多种废水处理实例如下:
实例4.处理含切削乳化油废水
表1.处理含切削乳化油废水的效果
原水(mg/L)样品号 含油量 COD SS pH | 加药量(g/L) | 出水(mg/L)含油量 COD SS pH | 去除率(%)油 COD SS |
1 312 543 77 9.32 762 1510 240 9.63 1542 3450 742 10.04 2978 5530 946 10.1 | 2.03.04.05.0 | 7 54 4 6.015 124 5 6.227 182 6 6.745 249 7 6.8 | 97.8 90.1 94.898.0 91.8 97.998.2 94.7 99.298.5 95.5 99.3 |
实例5.处理印染废水
表2.处理印染废水的效果
样品号 | 加药量(g/L) | pH原水 出水 | 色度(倍)原水 出水 脱色率(%) | COD(mg/L)原水 出水 去除率(%) | SS(mg/L)原水 出水 去除率(%) |
黑色废水蓝色废水 | 0.30.3 | 7.3 6.57.9 6.7 | 150 3 98.0165 5 97.0 | 360 101 72.0300 98 67.3 | 618 12 98.0542 6 98.8 |
实例6.处理含油废水
BSCC~I投加量为0.4%时,处理大连机车车辆厂的含油废水,其结果如下表:
表3.处理含油废水的效果
处理前原水指标pH 油(mg/L) SS(mg/L) COD(mg/L) | 处理后原水指标pH 油(mg/L) SS(mg/L) COD(mg/L) |
9.0 458 1830 4868.8 242 960 256 | 8.1 4 310 207.3 2 270 12 |
实例7.处理洗涤剂(LAS)废水
BSCC~I投加量为0.4%时,处理洗涤剂(LAS)废水,出水指标(洗涤剂LAS含量、COD、SS、pH)均达排放标准,其结果见下表:
表4.处理洗涤剂(LAS)废水的效果
处理前原水指标pH LAS含量(mg/L) SS(mg/L) COD(mg/L) | 处理后原水指标pH LAS含量(mg/L) SS(mg/L) COD(mg/L) |
7.0 600 50 9927.4 525 740 944 | 8.3 10.0 25.7 96.78.5 8.5 62.9 92.0 |
实例8.处理含氟废水
BSCC~I投加量为1.0%时,处理大连显像管厂废水,其中F-浓度为58mg/L、pH为10;处理后出水中F-浓度小于9mg/L,去除率达80%以上。
Claims (5)
1.硼泥复合混凝剂(BSCC~I)是黄褐色固体,含水溶性的镁、铝、铁等无机酸盐和活性固体成份,其化学组份含量(以水溶性无机酸盐氧化物计,wt%)MgO:10.0~13.0,Al2O3:5.5~8.5,Fe2O3:2.0~3.0,活性固体成分10.0~20.0%,产品呈酸性,1.0%的悬浊液pH值为3.0~4.0。
2.根据权利要求1所述的硼泥复合混凝剂的生产方法,原料为硼泥和含AlCl3的盐酸废液及工业生产回收的盐酸。其中,硼泥组成(以水溶性无机酸盐氧化物计,wt%):MgO:36~40,Fe2O3:5~15,Al2O3:1~5,CaO:2~6,SiO2:20~30;硼泥含水量:9~12%。某化工厂的含AlCl3的盐酸废液,含AlCl31.0~1.8mol/L,HCl为0.2~1.0mol/L。工业回收盐酸的浓度为20%左右。
3.原料的投料比,以控制硼泥复合混凝剂中镁和铝的摩尔比1∶0.45~0.65来计算AlCl3的盐酸废液的投料量。控制盐酸的反应浓度为10~20%,硼泥中的镁、铁等与盐酸的摩尔比为1.0∶2.0~2.4。总之原料的投料比是:硼泥(Kg)∶含AlCl3的盐酸废液(L)∶20%盐酸(L)=100∶265∶360。
4.硼泥复合混凝剂的生产是在搅拌情况下,将硼泥倒入盛有AlCl3的盐酸废液的反应釜中,当产生的泡沫基本消失时,投加20%工业回收的盐酸,控制反应温度75~85℃,反应时间为3~4h。
5.根据权利4所说的方法得的固液混合物于95~103℃下烘干,即得固态产品。
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