CN103183395B - 一种脱色捕集剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种脱色捕集剂，碱式氯化铝铁、阴离子聚丙烯酰胺、氯酸钠、粉状活性炭或高活性硅藻土按照重量比组成，本发明制作的脱色捕集剂具有废水脱色、去除COD和氰化物等有害物质之功效，可以替代国内焦化业酚氰废水处理工艺所普遍使用的混凝剂聚铁或聚铝，经使用本发明脱色捕集剂进行废水处理后的出水符合废水回收利用或排放标准，出水的色度、COD和氰化物等指标可以达到工业废水循环利用或外排的国家相关标准。

Description

一种脱色捕集剂

技术领域

本发明涉及煤焦化行业酚氰废水处理技术领域，尤其是专用于煤焦化行业酚氰废水处理的一种脱色捕集剂。

技术背景

煤焦化是我国化学工业的重要组成部分，我国焦炭年产量占全球的70％以上，在我国许多省市尤其在山西、内蒙和陕西等煤炭大省，规模从几十万吨／年到几百万吨／年的焦化厂随处可见。在焦炭生产的过程中，由于炼焦和煤气净化及焦化副产品的精制工艺，排放出大量含有酚、氰、油和氨氮等有毒有害物质的焦化酚氰废水，其中不少焦化厂的焦化酚氰废水处理不能达标(污水综合排放标准GB8978-1996)，这种焦化酚氰废水虽然是以蒸氨过程中产生的剩余氨水为主要来源，但其中还混有大量粗苯分离水、煤气冷凝水和甲醇分离水及生活污水等，焦化酚氰废水所含污染物包括酚类、多环芳香族杂环化合物及氮、硫、氰化合物等等，是一种典型的污染物和难降解有机物含量高的工业废水，由于焦化酚氰废水中酚类物质含量高(800-1200mg／L)，对生化***具有明显的抑制作用；含喹啉、吲哚、砒啶、咔唑、联苯、三联苯等难降解类有机物；废水氨态氮浓度高，水质波动大；废水中的氰化物有很强的毒性；废水色度高，呈深酱油色且难去除等特点，因此焦化酚氰废水的处理，一直以来也是国内外废水处理领域的一大难题。

究其原因：一是我国没有针对焦化业酚氰废水的专门处理工艺，目前焦化业酚氰废水的处理工艺全部都是将传统的水处理技术进行了适应性改造与组合，运用于焦化废水的处理，纵然也取得了一定的成效；二是焦化废水处理工艺中被广泛采用的生化处理技术，对从业人员的技术素质和处理设施的要求较高；三是国内没有针对该废水后段进行深度处理的专门药剂，目前一般采取投加传统混凝剂聚铁(或聚铝)加以处理，致使经深度处理后的出水颜色较差、COD含量一般在220-300mg／L左右以及部分焦化厂的出水总氰含量较高，不能达标排放或再生水重复利用。

国内焦化业酚氰废水处理的主要工艺路线是：除油→气浮→调节池→生化***A2／0(厌氧→缺氧→好氧)或A2／02(厌氧→缺氧→好氧→好氧)→二沉池→混凝沉淀池→接触氧化→出水回用。

该工艺路线可以划分为三个阶段：前段预处理→中段生物处理→后段混凝处理，该工艺加强了前段预处理，设有除油池和浮选池，并设有24小时调节池和事故池，防止水质变化对生化***的影响，后段完成对生化脱氮脱酚处理后的出水进行了混凝处理，且一般曝气时间为24小时，处理废水和回流污泥同时进入曝气池。在上述工艺的后段混凝处理阶段，目前普遍采用投加传统混凝剂聚铁或聚铝，经此工艺处理后的出水虽然符合废水排放标准，但出水的色度(最好的也在200倍以上)和COD含量(300mg／L左右)仍不能达标、氨氮也偏高、甚至不少企业的总氰含量存在超标较多。

发明内容

本发明的目的是专门针对焦化行业酚氰废水的后段深度处理工艺中所使用的一种具有良好脱色、去除COD和氰化物等有害物质的一种脱色捕集剂。

为了达到上述目的，本发明主要成分包括：碱式氯化铝铁、阴离子聚丙烯酰胺、氯酸钠、粉状活性炭(或高活性硅藻土)按照质量比组成。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种脱色捕集剂，由下述成份按照重量比组成，碱式氯化铝铁60份-70份、粉状阴离子聚丙烯酰胺0.08份-0.1份、氯酸钠30份-35份、木质粉状活性炭35份-40份组成。

上述技术方案中，所述木质粉状活性炭碘吸附值≥950mg/g，亚甲蓝值≥10mL。

上述技术方案中，所述木质粉状活性炭粒度为180目的颗粒。

优选的技术方案，碱式氯化铝铁70份、阴离子聚丙烯酰胺0.08份，氯酸钠35份，木质粉状活性炭35份。

本发明提供上述技术方案的替代技术方案，使用高活性硅藻土代替木质粉状活性炭，具体技术方案为：一种脱色捕集剂，由下述成份按照重量比组成，碱式氯化铝铁60份-70份、粉状阴离子聚丙烯酰胺0.08份-0.1份、氯酸钠30份-35份、高活性硅藻土30份-40份组成。

优选的技术方案，碱式氯化铝铁70份、粉状阴离子聚丙烯酰胺0.1份、氯酸钠35份、高活性硅藻土40份组成。

上述技术方案中，所述高活性硅藻土粒度为325目的颗粒。

上述技术方案中，所述高活性硅藻土碘吸附值≥950mg／g，亚甲蓝值≥10mL。

本发明制作的脱色捕集剂具有废水脱色、去除COD和氰化物等之功效，可以替代国内焦化业酚氰废水后段深度处理工艺中所普遍采用的混凝剂聚铁或聚铝，经使用本发明脱色捕集剂进行废水处理后的出水符合废水回收利用或排放标准，出水的色度、COD和氰化物等指标可以达到工业废水循环利用或外排的国家相关标准。

具体实施方式

下面将结合本发明，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种脱色捕集剂，由下述成份按重量比组成，碱式氯化铝铁60份-70份、粉状阴离子聚丙烯酰胺0.08份-0.1份、氯酸钠30份-35份、木质粉状活性炭35份-40份组成。其中，木质粉状活性炭可以使用局活性硅藻土替代。

所述木质粉状活性炭或高活性硅藻土碘吸附值≥950mg/g，亚甲蓝值≥10mL。

所述碱式氯化铝铁可以使用市场上购买的高纯度的成品，否则会使效果达不到理想的效果。

为提高本发明的效果，本发明提供了碱式氯化铝铁的制作工艺：

碱式氯化铝铁制作原料使用波美度19，密度1.15g／L的副产盐酸110份；Al₂O₃含量为28％的铝矾土20份；Al₂O₃含量为60％的废铝灰140份；铁红粉10份；Al₂O₃含量为53％，CaO含量为13％的铝酸钙10份制备碱式氯化铝铁固体。

步骤1、将波美度19的副产盐酸110份置于搪瓷反应釜中，注意控制总量不能大于最大釜容量，加入一定量的自来水稀释盐酸至波美度12为止。然后把氧化铝含量28％的活性铝矾土20份均匀投入盐酸中，同时向反应釜中通入高压蒸汽，压力保持在8MPa并开启机械搅拌使铝矾土与盐酸充分接触发生反应，反应体系温度保持110℃持续2个小时；

步骤2、分批将Al₂O₃含量为60％的废铝灰140份缓缓地投于反应釜中前面制得的氯化铝溶液中，同时不停搅拌，转速小于60r／min，并保持反应体系温度110-140℃，由于该反应是放热反应请注意控制下料节奏，以免热液溅出伤人；

步骤3、将铁红粉10份参照步骤2的操作投入反应釜参与聚合反应；

步骤4、反应至此，可以得到碱式氯化铝铁溶液，但溶液盐基度太低不能满足所需，还需要把Al₂O₃含量为53％，CaO含量为13％的铝酸钙10份参照步骤2的操作投入反应釜中来调整提高溶液的盐基度，本络合反应完毕，就可以制得氧化铝含量高且易干燥及絮凝性能好的碱式氯化铝铁溶液，至此，获得合格的碱式氯化铝铁溶液，至少需要耗费4-5h；

步骤5、向以上的聚合氯化铝铁溶液体系中再持续通蒸汽搅拌1h，是反应体系完成熟化的过程，制得的混合溶液的浓度高，需要加入自来水稀释至波美度22-23；然后，转移混合溶液至沉淀池中冷却，静置7天或者采用板框过滤器将沉渣滤除，取上清液待处理；

步骤6、用通280℃恒温蒸汽的滚筒干燥器把步骤5静置后的上清液进行干燥加工，即得固体碱式氯化铝铁产品。

然后，使用碱式氯化铝铁70份、分子量1200万，高水解度，含粒度120目≥90％的粉状阴离子聚丙烯酰胺0.08份，干基99％的氯酸钠30份，180目粒度的木质粉状活性炭(碘吸附值≥950mg/g，亚甲蓝值≥10mL)40份，四种固体粉末用机器设备混合均匀即得本发明的专用药剂——脱色捕集剂。

本发明提供上述技术方案的替代技术方案，使用高活性硅藻土代替木质粉状活性炭，具体技术方案为：一种脱色捕集剂，由下述成份按照重量比组成，碱式氯化铝铁70份、分子量1200万，高水解度，含粒度120目≥90％的粉状阴离子聚丙烯酰胺0.1份、干基99％的氯酸钠35份，粒度325目的高活性硅藻土(碘吸附值≥950mg/g，亚甲蓝值≥10mL)40份，四种固体粉末用设备混合均匀即得本发明的专用药剂——脱色捕集剂。

活性硅藻土的处理污水原理是：硅藻土是以古生物硅藻遗骸为主的生物沉积矿，其主要成分是SIO₂，内部为非晶体多孔构造。经过1400℃高温活化处理并采用永久磁铁来实施磁增强的活性硅藻土，因内部孔隙发达、比表面积大，对水中的阳离子和有机物等拥有较强的电中和和吸附性能。

活性硅藻土加入污水中，在搅拌作用下，硅藻土微粒表面的负电荷很容易去中和污水中大量的正电荷基团，导致体系中的胶体或胶团颗粒的ξ电位迅速降低脱稳，从而使水中的污染物微粒快速发生沉降。同时，硅藻土具有大的比表面积，使其拥有较强的吸附性能，把水中微粒吸附到其表面，瞬时下沉与水体发生分离作用。

高活性硅藻土可以自行制备，将采购来的硅藻土原料经破碎、研磨成粉(粒度325目)处理后，投入末端安装有永久磁铁的回转窑中，用原煤燃烧产生的巨热焙烧，反应温度控制在1370℃-1480℃，持续焙烧48小时以上冷却后即成，按木质粉状活性炭的检测标准检测活性硅藻土：碘吸附值≥950mg/g和亚甲蓝值≥10mL／g的活性硅藻土可替代木质粉状活性炭。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种脱色捕集剂，由下述成份按照重量比组成，碱式氯化铝铁60份-70份、粉状阴离子聚丙烯酰胺0.08份-0.1份、氯酸钠30份-35份、木质粉状活性炭35份-40份组成；所述木质粉状活性炭为180目颗粒；所述木质粉状活性炭碘吸附值≥950mg／g，亚甲蓝值≥10mL；

其特征在于，所述碱式氯化铝铁由以下工艺制备：

碱式氯化铝铁制作原料使用波美度19，密度1.15g／L的副产盐酸110份；Al₂O₃含量为28％的铝矾土20份；Al₂O₃含量为60％的废铝灰140份；铁红粉10份；Al₂O₃含量为53％，CaO含量为13％的铝酸钙10份制备碱式氯化铝铁固体；

步骤1)将波美度19的副产盐酸110份置于搪瓷反应釜中，注意控制总量不能大于最大釜容量，加入一定量的自来水稀释盐酸至波美度12，然后把氧化铝含量28％的活性铝矾土20份均匀投入盐酸中，同时向反应釜中通入高压蒸汽，压力保持在8MPa并开启机械搅拌使铝矾土与盐酸充分接触发生反应，反应体系温度保持110℃持续2个小时；

步骤2)分批将Al₂O₃含量为60％的废铝灰140份缓缓地投于反应釜中前面制得的氯化铝溶液中，同时不停搅拌，转速小于60r／min，并保持反应体系温度110-140℃，由于该反应是放热反应请注意控制下料节奏，以免热液溅出伤人；

步骤3)将铁红粉10份参照步骤2)的操作投入反应釜参与聚合反应；

步骤4)反应至此，可以得到碱式氯化铝铁溶液，但溶液盐基度太低不能满足所需，还需要把Al₂O₃含量为53％，CaO含量为13％的铝酸钙10份参照步骤2)的操作投入反应釜中来调整提高溶液的盐基度，本络合反应完毕，就可以制得氧化铝含量高且易干燥及絮凝性能好的碱式氯化铝铁溶液，至此，获得合格的碱式氯化铝铁溶液，至少需要耗费4-5h；

步骤5)向以上的聚合氯化铝铁溶液体系中再持续通蒸汽搅拌1h，是反应体系完成熟化的过程，制得的混合溶液的浓度高，需要加入自来水稀释至波美度22-23；然后，转移混合溶液至沉淀池中冷却，静置7天或者采用板框过滤器将沉渣滤除，取上清液待处理；

步骤6)用通280℃恒温蒸汽的滚筒干燥器把步骤5)静置后的上清液进行干燥加工，即得固体碱式氯化铝铁产品。