一種用於汙水處理的複合混凝劑及其使用方法
2024-04-06 10:31:05 1
專利名稱：一種用於汙水處理的複合混凝劑及其使用方法
技術領域：
本發明涉及一種廢水治理，尤其是工業廢水的治理方法。
傳統的水處理方法中，主要有混凝法和物理吸附法。
屬於化學方法的混凝法其原理是利用混凝劑中的陽離子在鹼性條件下生成氫氧化物膠團，這些帶電膠團在沉澱的過程中吸附水中的懸浮物而產行共沉澱，同時水中的部分有機物亦被夾裹入沉澱物中。常用的混凝劑主要有硫酸鋁、硫酸鋁鉀(明礬)、聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等。在現有技術中，鋁鹽比鐵鹽用量大，而聚合物又比非聚合物用量大，因此，混凝劑的價格也越來越高。
傳統的物理吸附法是利用活性炭(包括粉末狀、顆粒狀和纖維狀)、分子篩、高嶺土、澎潤土、硅藻土等微小顆粒的蜂窩狀結構所產生的巨大比表面積的吸附效應以除去水中的懸浮物和有機物質。
無論是化學混凝法還是物理吸附法都有一定的局限性，它們單獨用於汙水處理去除COD的能力一般都在70％左右。用於含染料廢水的治理時，對某些活性染料的吸附力不夠，容易發生解析現象。也就是說，某些活性染料被吸附沉降後，很快又從沉澱中游離出來，使處理水恢復原來的顏色。
總之，現有技術所使用的混凝劑、物理吸附劑在應用中都有一定的局限性，對各類廢水尤其是工業廢水沒有通用性，去除廢水中有機物質、有害金屬的能力不強，而且混凝劑的價格一般都較貴。
本發明的目的是要提供一種廣譜型的、高效低價的複合混凝劑及其使用方法。
本發明所依據的基本理論如下眾所周知，絕大多數有機物質，尤其是一些高分子有機物，它們都能與鐵、鎂、鈣金屬離子作用而生成有機鹽。例如，鈣離子可使蛋白質、植酸、葡萄糖酸、乳酸、海藻酸等等形成鈣鹽而沉澱。也是動物和植物體中不可缺少的元素，鐵可以以成千上萬種有機化合物的形式存在於自然界中。據此，我們可以在酸性條件下將鐵、鈣、鎂、鋁等金屬離子混溶於待處理廢水中，這些金屬離子會自動地與各種有機物分子親合配對，當它們充分接觸和混合後，再將廢水的PH值逐步調高至弱鹼性，例如8～9，這時，廢水中的上述金屬離子會以兩種方式形成沉澱物，一種是金屬有機化合物沉澱，一種是氫氧化物沉澱。但是，這兩種沉澱物又不是以完全獨立的形式存在的。上述金屬離子的價鍵都在兩價以上，因此，它們在與氫氧根離子結合的同時，又可能與其他有機化合物結合在一起，從而形成鹼式有機金屬鹽或水合物沉澱。考慮到在PH7-9甚至更高的條件下，由於氫氧化鈣的溶度積較大，故廢水中仍有相當一部分游離鈣離子存在，此時，再加入少量碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液或者通入二氧化碳氣體即可使殘餘鈣離子以溶度積更小的碳酸鈣鹽沉澱。這樣，廢水中有機物的去除與傳統的凝混法就有了本質上的區別，有機物主要不是靠混凝物裹夾或因靜電吸附產生共沉澱，而是本身與金屬離子形成了穩定的或半穩定的化合物，也就是說，傳統的混凝劑及其使用方法是分子吸附，而本發明的所提供的複合混凝劑及其使用方法是離子吸附，它比分子吸附更穩定，更完全。因此，有機物不容易從沉澱中再解析出來。
如果上述理論是正確的，那麼用本發明所提供的複合混凝劑及其使用方法來處理廢水，其降解COD和色度的能力就應該超過傳統的凝混劑，物理吸附劑及其使用方法。對比試驗已經證明了這一點。
對比試驗過程如下取兩份相同的含某些活性染料的廢水，分別用本發明的複合混凝劑及其使用方法以及傳統的混凝劑及其使用方法來處理，一開始，兩份深色廢水都很快變清，混凝物下沉。但一兩分鐘後，用傳統的混凝劑及其使用方法處理的廢水中，可見染料從沉澱中游離擴散開來，三五分鐘後，上清液重新變為蘭色。而用本發明所提供的複合混凝劑及其使用方法所處理的合染料廢水，放置24小時未見清液變色。
本發明的自的是通過以下步驟實現的。
第一步，配製複合混凝劑，其原則是，原料來源廣泛，能與大多數有機物形成穩定化合物，且價格便宜，為此，本發明所提供的複合混凝劑選擇鐵、鈣、鎂、鋁的硫酸鹽、氯化物、氧化物以及氫氧化物組成，同時還選擇澎潤土、硅藻土或爐渣作為輔助材料，共同組成複合混凝劑。
複合混凝劑可以同時含有鐵、鈣、鎂、鋁四種以上金屬的化合物，也可以是其中一種金屬的化合物，再加上一種或兩種輔助材料組成。
下面列出複合混凝劑的組成。
七水合硫酸亞鐵0-80％(也可用一水化合物)氯化鈣0-80％氯化鎂(或苦滷)0-80％硫酸鋁0-80％澎潤土0-80％硅藻土0-80％爐渣灰0-80％其中典型的配方如下1．七水合硫酸亞鐵 50％澎潤土 50％2．氯化鎂 30％
硫酸亞鐵 20％澎潤土 50％3．硫酸亞鐵 30％硫酸鋁 20％爐渣灰 50％上述材料混合後粉碎過200目篩。
本發明所提供的組合離子吸附劑的使用方法如下先將待處理汙水的PH值用廢酸(硫酸或鹽酸)調節至PH5以下，最好是3-4，然後加入複合混凝劑，無論是固體或液體狀都可，充分攪拌，這時複合混凝的金屬離子以及輔助材料的微小顆粒與廢水中的有機物質、重金屬等充分接觸，再在攪拌下緩慢加入稀的石灰乳，將PH值調至7-9，然後再加入少量碳酸氫鈉或碳酸鈉溶液，最後加少量3號絮凝劑(聚丙稀醯胺)，這時大塊絮狀沉澱形成，停止攪拌，上清液與沉澱既可在靜態下分離，也可在動態下分離。
在上述過程中，本發明所提供的複合混凝劑和其他輔助材料的用量要根據廢水中有害物的濃度經試驗確定。
其參數用量如下組合離子吸附劑1∶500-4000碳酸氫鈉 1∶10000-20000(碳酸氫鈉也可用二氧化碳代替)
3號絮凝劑 20-30PPM上清液的PH值如果偏離了6-9的範圍，則用鹽酸或鹼液調節。
下面，是本發明的實施例。
某草漿造漿廠的中段水，COD2000，經本發明的組合離子吸附劑及其使用方法一次處理後，COD降至90。
該廠中段水與黑液的混合水，COD5000，色度1000，經本發明的組合離子吸附劑及其使用方法一次處理後，COD降至300，色度50。
某印染廠活性染料廢水，用國產某種淨水劑無法穩定脫色(染料解析)，經本發明所提供的複合混凝劑及其使用方法處理後上清液不變色，一次達標。
某味精廠的廢水，COD3000，色度200，以本發明所提供的複合混凝劑及其使用方法處理後，COD降至150，色度10。
某電鍍廢水，含六價鉻30毫克/升，還含有銅、鎳、錫、鋅等重金屬，先將混合廢水PH值調至3，加入亞硫酸鈉將六價鉻還原為三價，再用本發明所提供的複合混凝劑及其使用方法進行處理，上清液所含重金屬全部達標。
上述實施例說明，本發明所提供的複合混凝劑及其使用方法具有廣譜性和通用性。採用本發明所提供的技術，可實現廢水處理，尤其是工業廢水處理的快速、高效和低成本。
權利要求
1.一種複合混凝劑及其應用方法，其特徵在於(1)複合混凝劑由鐵、鈣、鎂、鋁的化合物及輔助材料所構成；(2)複合混凝劑的應用包括以下步驟a．先將廢水的PH值調至酸性；b．在攪拌下加入計算量的組合離子吸附劑；c．在攪拌下再加入鹼液調節PH至7-9；d．在攪拌下再加入計算量的碳酸鈉或碳酸氫鈉，也可通入二氧化碳氣體；c．在攪拌下加入3號高分子絮凝劑。e．在靜態或動態下分離沉澱和上清液。
2.根據權利要求1的第(1)款，其中鐵、鈣、鎂、鋁的化合物可以是硫酸亞鐵(七水或一水)，氯化鈣、氯化鎂(苦滷)硫酸鋁。
3.根據權利要求1第(2)款條a條，所用酸可以是鹽酸，也可以是硫酸，均可用廢酸。
4.根據權利要求1第(2)款的c條所加鹼液可以是石灰乳，也可以是氫氧化鈉或碳酸鈉溶液。
5.根據權利要求1，複合混凝劑用於某些含染料廢水處理時，也可在PH7-11範圍內直接使用。
全文摘要
本發明為一種用於廢水處理的複合混凝劑及其應用方法，其複合混凝由鐵、鈣、鎂、鋁等的可溶性化合物和一些難溶的矽鋁酸鹽組成。可溶性化合物包括硫酸亞鐵、氧化鈣、氯化鎂、硫酸鋁等，難溶矽鋁酸鹽包括膨潤土、高嶺土、硅藻土和爐渣灰等。其使用方法是在酸性條件下將複合混凝劑加放入廢水中，再以鹼液逐步調節pH值至7—9，以實現複合混凝劑對廢水中有機物質的離子吸附過程。複合混凝劑也可在中、鹼性條件下直接使用。本發明具有處理廢水效果好，原料來源廣泛，價格低等優點。
文檔編號C02F1/52GK1227192SQ9811235
公開日1999年9月1日 申請日期1998年2月24日 優先權日1998年2月24日
發明者曾兆祥 申請人:曾兆祥