用酞菁綠廢水製備聚合氯化鋁鐵絮凝劑的方法
2023-11-02 19:55:27
專利名稱：用酞菁綠廢水製備聚合氯化鋁鐵絮凝劑的方法
技術領域：
本發明涉及一種聚合氯化鋁鐵絮凝劑的製備方法，具體地說是一種用酞菁綠廢水製備聚合氯化鋁鐵絮凝劑的方法。
背景技術：
酞菁綠是工業上應用非常廣泛的顏料，其生產過程中產生大量含有高濃度銅、鋁、氯的強酸性廢水，目前工業上的處理流程是將廢水用石灰等鹼性物質中和，除去其中的銅和鋁離子，之後用水稀釋來消除氯離子對後續生化處理的影響。在該工藝中勢必產生大量含金屬氫氧化物的廢渣，其中的金屬物質會對其堆放地的生態環境形成潛在的威脅，目前還未被資源化利用。
聚合氯化鋁鐵絮凝劑是近年來新開發的一種無機高分子絮凝劑，它同時具有聚鋁及聚鐵的絮凝性能，其工業製備方法主要有三種1、利用煤矸石、鐵礦石、高嶺石等為原料，將礦石粉碎焙燒，後用鹽酸處理，調整溶液中Fe和Al的摩爾比，在一定溫度下加入鹼或Ca(OH)2進行聚合，通過8～9h的反應製取。2、利用硼砂生產中排出的硼泥為原料，與酸反應進行製取。3、以氯化鋁和氯化鐵為原料，在高溫下加鹼聚合。這三種製備方法均存在成本高、工藝複雜、處理廢水的pH範圍窄(只能處理pH在4-10內的廢水)等缺點。
而酞菁綠廢水中含有大量的可製取聚合氯化鋁鐵絮凝劑的成份，目前尚未被充分利用，是嚴重的資源浪費，同時雖然在排放時進行了一定的處理，但由於處理不徹底，仍會對環境產生不利影響。
發明內容
本發明的目的是提供一種利用酞菁綠廢水製備一種常用的無機高分子絮凝劑--聚合氯化鋁鐵絮凝劑的製備方法，從而達到以廢治廢、實現資源化的目的。
本發明的技術方案是本發明的工作原理是通過一定的預處理方法將廢水中的銅離子去除，同時一定量的鐵離子進入廢水中，此時處理後的廢水中含有製備聚合氯化鋁鐵的大部分成份，通過一定的工藝製備聚合氯化鋁鐵絮凝劑。
本發明的製備方法是一種用酞菁綠廢水製備聚合氯化鋁鐵絮凝劑的方法，其特徵是(1)首先，將酞菁綠廢水用鐵進行微電解，以置換酞菁綠廢水中的銅離子，直至廢水中的銅離子濃度達到或低於《汙水綜合排放標準GB8978-1996》中的二級標準；其中的鐵可以採用鐵塊、鐵片、鐵絲或鐵屑，而其中又以鐵屑效果最好。採用鐵屑對pH值為1.5～4的酞菁綠廢水進行微電解時，鐵屑用量為廢水量的0.1％～10％，而又以採用鐵屑處理pH值為1.5的酞菁綠廢水，鐵屑用量為廢水量的1％的配置效果最好；鐵屑粒徑10目～200目，最好為60目；反應時間30分鐘～180分鐘，最好為40分鐘。
(2)其次，將微電解後的酞菁綠廢水過濾後進行濃縮，濃縮比為10％～80％，最佳的濃縮比為25％～50％；濃縮方法可採用加熱濃縮或蒸汽濃縮。濃縮比是指一定量的液體在加熱或其它條件下，體積減少，最終剩餘的體積與原體積的比即為濃縮比。
(3)攪拌濃縮後的微電解酞菁綠廢水並加入鹼化劑進行加熱反應，調節酞菁綠廢水呈弱酸性，並使其pH值範圍為3～4.5，然後繼續攪拌並進行加熱反應1h～10h(h代表小時)，加熱反應溫度為30℃～100℃，即得到本發明的液體產品；也可將上述液體產品經乾燥後製得其固體產品。其中加入的鹼化劑可選用氫氧化鈉或氫氧化鈣(石灰)溶液，溶液的質量百分濃度範圍為10％～100％；本發明的有益效果1、利用酞菁綠廢水中的廢棄成份製備絮凝劑實現了以廢治廢，廢物利用目的，具有成本低、工藝簡單的優點，提高了資源利用率，減少了對環境的汙染，實現了資源化，有利於環境保護。
2、既解決了酞菁綠顏料生產企業廢水處理的難題，又為其增加了創收的新渠道，且處理用的設備均為常規設備，無需大的投入即可實現。
3、用本發明方法製備的絮凝劑可廣泛處理含油廢水、印染廢水、屠宰廢水等有機廢水。
4、用本發明方法製備的絮凝劑處理廢水的pH值範圍寬，在4～13之間都有明顯的處理效果。
5、用本發明方法製備的絮凝劑處理廢水有沉降速度快、除色度效果好等優點。
6、用本發明提供的方法從酞菁綠廢水中提取的液態聚合氯化鋁鐵絮凝劑比例高達10％以上，具有較大的工業應用前景。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步的說明。
實施例1。
以製備100千克聚合氯化鋁鐵絮凝劑為例。
取江蘇某化工廠酞菁綠生產過程中排出的pH值為1.5的酞菁綠廢水1000千克(最好選用吸附工段排出的酞菁綠廢水，因為其銅離子的含量最高)，在該廢水中加入10千克鐵屑，粒徑為80目，進行微電解反應，反應時間為60分鐘，使得廢水中的銅離子被基本除去(處理後廢水中銅離子的濃度可達到或低於《汙水綜合排放標準GB8978-1996》中的二級標準)。微電解後的廢水經過濾，濾出反應後的鐵屑，再進行加熱，使其濃縮，得到約250千克的酞菁綠廢水的濃縮液。再將該濃縮液在強烈攪拌的條件下，並在加熱至50℃左右時不斷加入30％濃度的NaOH溶液，直至濃縮液的pH值達到4，然後仍在強烈攪拌下繼續反應3小時，即得到約100千克的本發明的聚合氯化鋁鐵絮凝劑液體成品。
若將上述液體成品進行乾燥處理可得本發明的絮凝劑聚合氯化鋁鐵固體成品。
實施例2。
以製備100千克聚合氯化鋁鐵絮凝劑為例。
取江蘇某化工廠酞菁綠生產過程中排出的酞菁綠廢水1000千克(最好選用吸附工段排出的酞菁綠廢水，因為其銅離子的含量最高)，調節其pH值到2，在該廢水中加入5千克鐵屑，鐵屑粒徑10目，進行微電解反應，反應時間為30分鐘，使得廢水中的銅離子被基本除去(處理後廢水中銅離子的濃度可達到或低於《汙水綜合排放標準GB8978-1996》中的二級標準)。微電解後的廢水經過濾，濾出反應後的鐵屑，再進行加熱，使其濃縮，得到約100千克的酞菁綠廢水的濃縮液。再將該濃縮液在強烈攪拌的條件下，並在加熱至30℃左右時不斷加入10％濃度的NaOH溶液，直至濃縮液的pH值達到3，然後仍在強烈攪拌下繼續反應1小時，即得到約100千克的本發明的聚合氯化鋁鐵絮凝劑液體成品。
若將上述液體成品進行乾燥處理可得本發明的絮凝劑聚合氯化鋁鐵固體成品。
實施例3。
以製備100千克聚合氯化鋁鐵絮凝劑為例。
取江蘇某化工廠酞菁綠生產過程中排出的酞菁綠廢水1000千克(最好選用吸附工段排出的酞菁綠廢水，因為其銅離子的含量最高)，調節其pH值到2.5，在該廢水中加入50千克鐵屑，鐵屑粒徑50目，進行微電解反應，反應時間為40分鐘，使得廢水中的銅離子被基本除去(處理後廢水中銅離子的濃度可達到或低於《汙水綜合排放標準GB8978-1996》中的二級標準)。微電解後的廢水經過濾，濾出反應後的鐵屑，再進行加熱，使其濃縮，得到約350千克的酞菁綠廢水的濃縮液。再將該濃縮液在強烈攪拌的條件下，並在加熱至80℃左右時不斷加入50％濃度的NaOH溶液，直至濃縮液的pH值達到4.5，然後仍在強烈攪拌下繼續反應5小時，即得到約100千克的本發明的聚合氯化鋁鐵絮凝劑液體成品。
若將上述液體成品進行乾燥處理可得本發明的絮凝劑聚合氯化鋁鐵固體成品。
實施例4。
以製備100千克聚合氯化鋁鐵絮凝劑為例。
取江蘇某化工廠酞菁綠生產過程中排出的廢水1000千克(最好選用吸附工段排出的酞菁綠廢水，因為其銅離子的含量最高)，調節其pH值到3，在該廢水中加入60千克鐵屑，鐵屑粒徑100目，進行微電解反應，反應時間為100分鐘，使得廢水中的銅離子被基本除去(處理後廢水中銅離子的濃度可達到或低於《汙水綜合排放標準GB8978-1996》中的二級標準)。微電解後的廢水經過濾，濾出反應後的鐵屑，再進行加熱，使其濃縮，得到約500千克的酞菁綠廢水的濃縮液。再將該濃縮液在強烈攪拌的條件下，並在加熱至80℃左右時不斷加入30％濃度的NaOH或石灰溶液，直至濃縮液的pH值達到3.5，然後仍在強烈攪拌下繼續反應8小時，即得到約100千克的本發明的聚合氯化鋁鐵絮凝劑液體成品。
若將上述液體成品進行乾燥處理可得本發明的絮凝劑聚合氯化鋁鐵固體成品。
實施例5。
以製備100千克聚合氯化鋁鐵絮凝劑為例。
取江蘇某化工廠酞菁綠生產過程中排出的酞菁綠廢水1000千克(最好選用吸附工段排出的酞菁綠廢水，因為其銅離子的含量最高)，調節其pH值到4，在該廢水中加入80千克鐵屑，鐵屑粒徑150目，進行微電解反應，反應時間150分鐘，使得廢水中的銅離子被基本除去(處理後廢水中銅離子的濃度可達到或低於《汙水綜合排放標準GB8978-1996》中的二級標準)。微電解後的廢水經過濾，濾出反應後的鐵屑，再進行加熱，使其濃縮，得到約700千克的酞菁綠廢水的濃縮液。再將該濃縮液在強烈攪拌的條件下，並在加熱至90℃左右時不斷加入80％濃度的NaOH或溶液，直至濃縮液的pH值達到4.5，然後仍在強烈攪拌下繼續反應9小時，即得到約100千克的本發明的聚合氯化鋁鐵絮凝劑液體成品。
若將上述液體成品進行乾燥處理可得本發明的絮凝劑聚合氯化鋁鐵固體成品。
實施例6。
以製備100千克聚合氯化鋁鐵絮凝劑為例。
取江蘇某化工廠酞菁綠生產過程中排出的酞菁綠廢水1000千克(最好選用吸附工段排出的酞菁綠廢水，因為其銅離子的含量最高)，調節其pH值到3，在該廢水中加入100千克鐵屑，鐵屑粒徑80目，進行微電解反應，反應時間為180分鐘，使得廢水中的銅離子被基本除去(處理後廢水中銅離子的濃度可達到或低於《汙水綜合排放標準GB8978-1996》中的二級標準)。微電解後的廢水經過濾，濾出反應後的鐵屑，再進行加熱，使其濃縮，得到約800千克的酞菁綠廢水的濃縮液。再將該濃縮液在強烈攪拌的條件下，並在加熱至100℃左右時不斷加入100％濃度的NaOH或石灰溶液，直至濃縮液的pH值達到4.5，然後仍在強烈攪拌下繼續反應10小時，即得到約100千克的本發明的聚合氯化鋁鐵絮凝劑液體成品。
若將上述液體成品進行乾燥處理可得本發明的絮凝劑聚合氯化鋁鐵固體成品。
權利要求
1.一種用酞菁綠廢水製備聚合氯化鋁鐵絮凝劑的方法，其特徵是(1)首先，將酞菁綠廢水用鐵進行微電解，以置換酞菁綠廢水中的銅離子，直至廢水中的銅離子濃度達到或低於《汙水綜合排放標準GB8978-1996》中的二級標準；(2)其次，將微電解後的酞菁綠廢水過濾後進行濃縮，濃縮比為10％～80％；(3)攪拌濃縮後的微電解酞菁綠廢水並加入鹼化劑進行加熱反應，調節酞菁綠廢水呈弱酸性後，繼續攪拌並進行加熱反應1h～10h，即得到本發明的液體產品；也可將上述液體產品經乾燥後製得其固體產品。
2.根據權利要求1所述的用酞菁綠廢水製備聚合氯化鋁鐵絮凝劑的方法，其特徵是採用鐵屑對pH值為1.5～4的酞菁綠廢水進行微電解，鐵屑用量為酞菁綠廢水量的0.1％～10％；鐵屑粒徑10目～200目；反應時間30分鐘～180分鐘。
3.根據權利要求2所述的用酞菁綠廢水製備聚合氯化鋁鐵絮凝劑的方法，其特徵是在pH值為1.5的酞菁綠廢水中加入鐵屑，鐵屑的用量為酞菁綠廢水量的1％，鐵屑粒徑為60目，反應時間為40分鐘。
4.根據權利要求1所述的用酞菁綠廢水製備聚合氯化鋁鐵絮凝劑的方法，其特徵是濃縮比為25％～50％；濃縮方法可採用加熱濃縮或蒸汽濃縮。
5.根據權利要求1所述的用酞菁綠廢水製備聚合氯化鋁鐵絮凝劑的方法，其特徵是加熱反應溫度為30℃～100℃，鹼化劑可選用氫氧化鈉或氫氧化鈣溶液，其質量百分濃度範圍為10％～100％；用鹼化劑在加熱攪拌條件下調節被濃縮後的酞菁綠廢水，使其pH值範圍為3～4.5。
全文摘要
一種用酞菁綠廢水製備聚合氯化鋁鐵絮凝劑的方法，其特徵是(1)首先，將酞菁綠廢水用鐵進行微電解，以置換酞菁綠廢水中的銅離子，直至廢水中的銅離子濃度達到或低於《汙水綜合排放標準GB8978－1996》的二級標準；(2)其次，將微電解後的酞菁綠廢水過濾後進行濃縮，濃縮比為10％～80％；(3)攪拌濃縮後的微電解酞菁綠廢水並加入鹼化劑進行加熱反應，調節酞菁綠廢水呈弱酸性後，繼續攪拌並進行加熱反應1h～10h，即得到本發明的液體產品；也可將上述液體產品經乾燥後製得其固體產品。具有以廢治廢、易於資源化、方法簡單、易於實現，有利於改善廢水排放質量，為環保作貢獻的優點。
文檔編號C02F1/461GK1544349SQ20031010634
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月19日 優先權日2003年11月19日
發明者鄭正, 李磊, 陳澤智, 於鑫, 周玉香, 牟豔豔, 邢志強, 鄭 正 申請人:南京大學