CN100387532C - 一种处理印染废水用混凝剂及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种处理印染废水用混凝剂及其生产方法，向占混凝剂总重量22-31%的稀酸溶液中，加入占混凝剂总重量的61%-74%粉煤灰，在搅拌状态下进行酸浸反应，冷却6-8小时，待金属离子完全被酸析出后，再添加占混凝剂溶液总重量2%-10%的无机复配成分，得到所需的混凝剂。该产品价廉、高效、无毒；该制作工艺简单、操作方便、产品成本低廉且生产方法简单适用。
Description
技术领域
本发明涉及一种净化废水用混凝剂及其生产方法，尤其是涉及一种处理印染废水的混凝剂及其生产方法。
背景技术
印染废水由印染加工过程中各工段排放的废水混合而成。印染废水具有水量大、色度高、成分复杂、有机物含量高、水质水量变化大等特点。其主要成分有染料、浆料、纤维杂质以及其它有机、无机物质。
针对印染废水的特点，目前主要采用混凝沉淀法作为预处理的方法。使用的混凝剂以铝盐和铁盐两类无机混凝剂为主。近来，有关锌盐、镁盐和硅酸盐混凝剂以及复配混凝剂处理该类废水的报道也不少。这些混凝剂虽各有特色，但普遍存在处理成本高或COD和色度去除率有限等缺点，限制了其推广应用。因此，急需研究开发价廉、高效、广谱的印染废水治理混凝剂。
粉煤灰是在燃煤过程中产生的一种固体废弃物，数量巨大，对环境的污染和危害严重。国内外均在寻求合适的综合利用粉煤灰的方法。将粉煤灰制作成净化废水用混凝剂便是一种变废为宝的技术方法。
粉煤灰经适当的酸处理后，其中含有的金属氧化物被溶出，在一定条件下生成金属水合物，具有絮凝功能；未溶解的硅酸盐骨架呈多孔结构，具有较强的物理和化学吸附性能。因此，利用粉煤灰为原料，经一定的处理可制得粉煤灰基混凝剂，可用于各种工业废水的处理，对废水的SS、色度及COD的去除率高。
目前，文献报道的制备粉煤灰混凝剂的一般工艺为：
粉煤灰→筛选→水洗→烘干→磨细制成粉状→稀硫酸浸提→粉煤灰混凝剂
↑ ↑ ↑烘干
(加或不加铝土矿矿渣)(加或不加助溶剂氯化钠) ≥90℃高温得到的产品粉煤灰混凝剂中，通常含有Al2O3、Fe2O3、SiO2、CaO和MgO。一些专利技术为配合实际使用，在此工艺基础上进行了改进，如：ZL01128398.X介绍了一种利用粉煤灰生产无机铝铁高聚合混凝剂的方法。该法将预干成型的配料，经烧结成型，加入两种酸反应，调制成成品。酸化反应维持Al3+∶SO4 2-∶Cl-摩尔浓度比始终在2∶6∶11。整个生产过程较复杂，且需将配料烧结预干成型，能耗较高。由于该混凝剂是一种无机铝铁高聚合物，对于强碱性印染废水的处理，必须预先调节pH值，增加了运行成本。专利ZL200410026541.8，发明名称为一种印染废水处理混凝剂及其生产方法。此发明将铁盐、镁盐和钙盐按比例溶于无机酸，并经回转窑高温烧结制得成品。成品的有效成分为FeO16.94-21.18％，Fe2O310.29-13.24％，MgO0.77-2.56％，CaO0.33-1.63％。此混凝剂为弱酸性，使用时需调节pH值。该混凝剂原料是无机盐类，不是粉煤灰，且在制备过程中需要经过回转窑高温烧结，能耗较高，因此产品价格也相应较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服上述现有技术存在的问题，而提供一种以粉煤灰为原料制备而成的价廉、高效、广谱的混凝剂；
本发明的另一个目的是提供一种制备工艺简单、方便的上述混凝剂的制备方法。
本发明的技术方案是：一种处理印染废水用混凝剂，其组成及重量百分含量为：占混凝剂总重量61-74％的粉煤灰，占混凝剂总重量22-31％的稀酸，占混凝剂总重量2-10％的无机复配成份；其化学组分的重量百分含量为CaO 0.1-0.5％，MgO 5-10％，Fe2O3 0.1-8.8％(其水溶性无机盐以氧化物计)，其余为以硅氧化物为主的杂质40-60％(以SiO2计)。
其中所述的粉煤灰优选为飞灰。所述的酸为无机酸或其混合酸，优选硫酸或盐酸，其浓度为2～4mol/L；所述的无机复配成分为镁盐或镁盐同铁盐的混合物；优选无机复配成分中镁盐与铁盐的重量配比为4∶1～1∶2。
该混凝剂中复配了镁盐和铁盐。镁盐和铁盐增加了溶液中反离子的强度，减少了扩散层的厚度，有效地降低或消除了水中悬浮胶粒的ξ电位，使其胶粒失去稳定性。同时，粉煤灰颗粒经酸处理后，在表面形成了许多凹槽和孔洞，能吸附这些脱稳胶粒和其他带电物质。在处理过程中，混凝剂中的粉煤灰颗粒分散于废水中。由于粉煤灰的吸附作用，许多络合物和高分子聚合物将粉煤灰颗粒包裹在中间，形成了较大的悬浮体。当停止搅拌时，这些包含有粉煤灰颗粒的悬浮体由于质量较大，迅速沉降，并且减少了沉渣的体积。水溶性镁、铁、钙离子对废水中的杂质起复合混凝作用，不溶性的粉煤灰微粒对废水中的絮凝物起吸附、助沉作用。它们的协同作用使该混凝剂对印染废水处理效果好、速度快。
本发明混凝剂是一种新型的复合型混凝剂，外观为黄褐色悬浊液，含有Mg2+、Fe3+、Ca2+等多种无机成分，pH值5～6。该产品与其它同类混凝剂如硫酸亚铁、硫酸镁相比，具有制备工艺简单、操作方便、处理印染废水的脱色率高、COD去除率大、废水处理成本明显降低等优点。其原料成本仅几十元/吨。
本发明还提供了上述处理印染废水用混凝剂的生产方法，其步骤包括：
A.在一个耐酸的反应釜中加入占混凝剂总重量22-31％的稀酸溶液，在搅拌状态下加入占混凝剂总重量61-74％的粉煤灰，进行酸浸反应；
B.将上述溶液冷却6-8小时，待金属离子完全被酸浸出后，再添加占混凝剂总重量2-10％的无机复配成分，得到黄褐色悬浊液即为所需的混凝剂。
其中，步骤A中的粉煤灰优选为飞灰；酸为无机酸或其混合酸，优选硫酸或盐酸，其浓度为2～4mol/L；步骤B中的无机复配成分为镁盐或镁盐同铁盐的混合物，优选无机复配成分中镁盐同铁盐的重量配比为4∶1～1∶2。
本发明混凝剂制备工艺简单，成本低廉，以废治废，对印染废水(包括碱性印染废水)脱色效果好，COD去除率高，运行成本较低。本混凝剂可直接用于色度200～10000倍，pH值不限的印染废水。
有益效果
1.本发明提供了一种价廉、高效、广谱的混凝剂来治理印染废水。
2.此混凝剂对印染废水处理效果好，产生的絮体大，沉降速度快，运行成本低。
3.此混凝剂中加入了无机复配成分，强化了絮凝的效果。
4.本发明提供的混凝剂制备方法是利用废弃的粉煤灰在常温常压下经过稀酸活化制成，制作工艺简单、操作方便且以废治废。
附图说明
图1为本发明不同混凝剂对去除率的影响示意图。图中1.本发明制得的混凝剂2.FeSO4，3.FeCl3，4.AlCl3，5.MgSO4，□COD去除率，■脱色率。
图2为本发明制得的混凝剂与其它混凝剂的成本对比图。图中1.本发明制得混凝剂2.FeSO4，3.FeCl3，4.AlCl3，5.MgSO4；纵轴表示每吨水处理成本/元。
图3为本发明制得的混凝剂与其它混凝剂的处理效果对比图。图中1：本发明制得的混凝剂，2：FeSO4，3：AlCl3，4：FeCl3，5：MgSO4，□COD去除率，■脱色率。
图4为本发明制得的混凝剂与其它混凝剂的成本对比图。图中1：本发明制得的混凝剂，2：FeSO4，3：AlCl3，4：FeCl3，5：MgSO4，纵轴表示每吨水处理成本/元。
具体实施方式
1.本实验采用的是南通某印染厂的印染废水，颜色为***，pH值在8～9之间，COD360mg/L左右，色度约200倍，含少量悬浮物。分别加入适量的硫酸亚铁、硫酸镁，氯化铝，氯化铁以及本发明制得的混凝剂，控制各自的最佳反应条件进行混凝沉淀，取上清液测定其COD值和色度，处理效果如图1及图2所示。处理效果相当的情况下，运用本发明制得的混凝剂处理染色废水的成本相对于其它混凝剂要小得多，可大大减少投资和运行费用。
表1为本发明制得的混凝剂中不添加复配成份与添加不同质量的复配成份对该印染废水处理效率的对比。
表1
2.本实验的处理对象是南通某印染厂的染色废水，其颜色为黑色，色度为10000倍左右，COD值1150mg/L，pH值6左右。废水中含有少量悬浮物。选用本发明制得的混凝剂、FeSO4、FeCl3、AlCl3和MgSO4五种混凝剂处理该染色废水，以COD去除率和脱色率为处理效果的指标进行了比较，实验结果见图3和图4。该混凝剂不仅从效果上优于其它同类混凝剂，而且在成本上也显示了优越性。
表2为本发明制得的混凝剂中不添加复配成份与添加不同质量的复配成份对该印染废水处理效率的对比。
表2
Claims (5)
1.一种处理印染废水用混凝剂，其特征在于：其原料组成及重量百分含量分别为占混凝剂原料总量重量百分含量61-74％的粉煤灰，占混凝剂原料总量重量百分含量22-31％浓度为2～4mol/L的酸溶液，占混凝剂原料总量重量百分含量2-10％的无机复配成份，并通过以下步骤制备：A.在占混凝剂原料总量重量百分含量为22-31％的酸溶液中，在搅拌状态下加入占混凝剂原料总量重量百分含量为61-74％粉煤灰，进行酸浸反应；B.将上述溶液冷却6-8小时，待金属离子完全被酸浸出后，再添加占混凝剂原料总量重量百分含量为2-10％的无机复配成份，得到pH 5-6的黄褐色悬浊液，即为所需的混凝剂；其化学组分按水溶性无机复配成份中的氧化物计算，其重量百分含量分别为CaO 0.1-0.5％，MgO 5-10％，Fe2O3 0.1-8.8％，其余为硅氧化物为主的杂质，以SiO2计算为40-60％；其中所述的无机复配成份为镁盐或镁盐同铁盐的混合物。
2.根据权利要求1所述的混凝剂，其特征在于粉煤灰为飞灰。
3.根据权利要求1所述的混凝剂，其特征在于所述的酸溶液为无机酸或其混合酸溶液。
4.根据权利要求3所述的混凝剂，其特征在于所述的酸溶液为硫酸或盐酸溶液。
5.根据权利要求1所述的混凝剂，其特征在于无机复配成份中镁盐同铁盐的重量配比为4∶1～1∶2。
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| US4397742A (en) * | 1979-06-20 | 1983-08-09 | Minnick L John | Composition and method combining fluidized bed residue with scrubber sludge |
| CN87103664A (zh) * | 1987-05-15 | 1987-12-02 | 南京大学 | 有机玻璃厂氰化废水处理工艺方法 |
| CN1035623A (zh) * | 1989-03-02 | 1989-09-20 | 周天保 | 用煤渣粉生产复合絮凝剂的方法 |
| CN1091724A (zh) * | 1993-03-05 | 1994-09-07 | 马桂荣 | 用硅酸盐材料处理(电镀)含铬废水的方法 |
| CN1160682A (zh) * | 1996-04-01 | 1997-10-01 | 国家***海洋环境保护研究所 | 用于水处理的复合混凝剂及其制备方法 |
| CN1183384A (zh) * | 1996-11-27 | 1998-06-03 | 黄卫平 | 一种造纸废水处理剂及应用其处理造纸废水的工艺 |
-
2005
- 2005-08-26 CN CNB2005100940554A patent/CN100387532C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
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| 粉煤灰漂珠代替活性碳处理废水的技术研究. 李尉卿，苏彩丽，董中强.粉煤灰，第5期. 2000 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1762848A (zh) | 2006-04-26 |
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Assignee: NJTECH ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co.,Ltd. Assignor: Nanjing Tech University Contract record no.: 2012320000195 Denomination of invention: Coagulant for treating printing and dyeing wastewater and production method thereof Granted publication date: 20080514 License type: Exclusive License Open date: 20060426 Record date: 20120313 |
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Granted publication date: 20080514 Termination date: 20210826 |
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