CN113582320A - 一种具有防沉降性能的碱性钙基产品的制备及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有防沉降性能的碱性钙基产品制备及其对含酸性废水的处理应用，该防沉降碱性钙基产品通过加入添加剂，在高速剪切的条件下反应制备。本发明制备的防沉降性能的碱性钙基产品能够持续保持稳定，静置3周内外观无明显变化。处理酸性废水，本发明的防沉降性能的碱性钙基产品的处理效果，优于市售同类产品的指标(COD、总磷、铜、镍、氟化物等)，从而节省药剂的使用量，降低酸性废水的处理成本。
Description
技术领域
一种具有防沉降性能的碱性钙基产品的制备及其应用，本发明涉及水处理药剂领域，特别涉及酸性废水处理的碱性钙基产品的制备及其应用。
背景技术
处理酸性废水的方法有多种，包括中和法、硫化法、金属置换法、离子交换法、反渗透法、萃取法、吸附法和浮选法等，其中中和法是最基本的方法。中和法具有***简单、可靠、费用低的特点。根据所选用的中和剂的不同，可以分为石灰、石灰乳、石灰石中和法。
石灰的投加方式有干法投加和湿法投加两种。干法投加是将石灰直接投在废水中，设备简单，但反应慢，且反应不彻底，投药量为理论值的1.4-1.5倍。湿法投加是将石灰消解并配制一定浓度的石灰乳 (5％-10％)后，经投配器投加到废水中，此法反应迅速，投加量少，为理论值的1.05-1.2倍。但在消解过程中粉尘较多，操作卫生条件差，且原料中存在生烧或过烧氧化钙，基本不消解，使用时，很容易造成设备的磨损，管道、计量阀等的堵塞和损坏，严重影响污水处理设备的正常运行。
专利ZL201410604411.1公开了一种硝化棉废酸水与石灰乳中和处理装置，提供一种能够稳定控制废酸水与石灰乳中和pH值并降低石灰乳阀门故障率的硝化棉废酸水与石灰乳中和处理装置。该方法获得的的石灰乳需要现场制备，容易产生粉尘。专利ZL200810228116.5 在氧化铝生产中碱液与石灰乳混合分料箱，尤其涉及一种拜尔法氧化铝生产中使用以碱液为介质溶解的石灰乳进入球磨机与铝土矿配料的生产流程使用的混合分料箱。碱液与石灰乳混合分料箱，其结构如下：在壳体的顶部设有碱液进口和石灰乳进口，在壳体内碱液进口和石灰乳进口的下方设有混合腔，在混合腔的下方设有缓冲室，缓冲室的两侧设有分料室，分料室分别与出料口连通，出料口设在壳体的下部。该方法没有对制备的石灰乳混合液的沉降性能进行说明。专利 ZL201580036684.3公开了用于制备极细的石灰乳的方法以及由此所获得的石灰乳，所述方法至少包括以下步骤：提供一种石灰化合物，所述石灰化合物选自由预水化石灰、石灰浆及它们的混合物所组成的组，所述预水化石灰、石灰浆通过向生石灰中添加水而不是向水中添加生石灰来获得。该方法制备的石灰乳需要先经过预水化过程，操作起来比较复杂。
基于目前石灰的干法投加的投药量大以及湿法投加造成的操作卫生条件差，本项目组开发了纳米碱产品，与干法投加相比，该产品能够减少投药量，加药简单；与湿法投加相比，该法能够避免粉尘的产生，同时操作设备简单、减少管道堵塞、能够大幅改善操作卫生条件。
为了解决现场制备石灰乳液产生粉尘、制备后的乳液容易沉降的问题，本发明中制备了一种具有防沉降性能的碱性钙基产品的制备，该制备方法简单、操作方便，所制备的碱性钙基产品，用于酸性废水的处理中，具有无粉尘产生、可实现自动加药、投加量少的特点，酸性废水的综合成本较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有防沉降性能的碱性钙基产品的制备方法及其在酸性废水中的应用，以解决目前石灰类产品容易沉降和产生粉尘的问题，并将其用于酸性废水处理中，可实现自动加药及降低碱性药剂的投加量，从而降低酸性废水处理的运行成本。
本发明涉及一种具有防沉降性能的碱性钙基产品，其特征在于：所述防沉降性能的碱性钙基产品通过含钙的碱类原料和分散剂及水混合，在多级乳化机的作用下制备而成。通过多级乳化反应，颗粒较大的粉碎为细小的颗粒，从而能够与废水中污染物充分接触，提升污染物的去除效果，降低药剂的投加量。所述的防沉降性能的碱性钙基产品能够对酸性废水中的磷酸根、重金属、氟化物进行高效去除，同时具备调节废水的pH值的功能。
所述的碱类原料包括：熟石灰、生石灰、氢氧化钠、氢氧化钾、白云石、方解石、石灰石中的至少一种及其混合物。所述碱类原料的粒度小于5mm；所述碱类原料在原料占比中的固体含量为10-40％。所述的原料水，为去离子水。
所述的分散剂为马铃薯淀粉、硅酸镁铝、磷脂粉、聚胺、氯化钠、硫酸铝、氯化铝、聚氯化铝、铝酸钠、硅铝酸钠、氢氧化铝中的至少一种；优选的为磷脂粉、硅铝酸钠、聚胺，聚氯化铝、铝酸钠；尤其优选的为硅铝酸钠。所述分散剂的用量为碱类原料固含量的 0.01％～5％。
所述多级乳化机为两级或三级乳化机，每一级由一组定子和转子组成，物料经过定子和转子进行高速剪切和乳化，完成分散和均值的工艺过程。所述的转子的转速为2000～5000rpm。所述的乳化机的处理能力为0-50m3/h。
所述的乳化温度条件为10-60℃，反应时间为0.5-5h。
所述的防沉降性能的碱性钙基产品具有很好的分散性，经过3周后仍能保持90％以上的固形物占比。由于具有较好的分散效果和流动性，所述的碱性钙基产品能够通过可编程逻辑控制器(PLC)实现自动加药。
所述的防沉降性能的碱性钙基产品可用于污水中总磷、COD、铜、镍、氟化物的去除。
本发明的有益效果在于：
1、本发明通过添加分散剂及多级乳化反应，制备了一种具有防沉降性能的碱性钙基产品，该产品具有很好的分散性，经过3周后仍能保持90％以上的固形物占比，解决了传统钙基产品容易沉降的问题。
2、本发明具有防沉降性能的碱性钙基产品，可用于污水中总磷、 COD、铜、镍、氟化物的去除，并能够通过可编程逻辑控制器(PLC) 实现自动加药。
附图说明
图1为原料的乳化反应图，在反应釜中，加入原料，搅拌均匀，通过蒸汽控制物料温度，开启乳化泵进行反应，控制反应时间。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中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。
实施例(1)
样品A：在20m3的反应釜中，加入3t熟石灰，加入1.5t液碱，加入10t水，加入30kg硅铝酸钠，在三级乳化机下40℃，以 3500rpm的转速反应1.5h，制备防沉降性能的碱性钙基产品A。
实施例(2)
样品B：在20m3的反应釜中，加入2t生石灰，加入2t氢氧化钠，加入10t水，加入50kg聚胺，在三级乳化机下50℃，以3000rpm的转速反应2h，制备防沉降性能的碱性钙基产品B。
实施例(3)
样品C：在20m3的反应釜中，加入3t方解石粉，加入2t氢氧化钠，加入10t水，加入100kg磷脂粉，在三级乳化机下30℃，以2500rpm 的转速反应3h，制备防沉降性能的碱性钙基产品C。
实施例(4)
取实施例(1)、(2)、(3)中的样品A、B、C，分别加入1000mL 量筒中，观察静置1-3周后的碱性钙基产品形貌，计算固含量占比(如表1所示)。其中固含量占比＝固形物体积/总体积＝固形物体积/(上清液体积+固形物体积)。
表1、实施例(1)、(2)、(3)制备样品经过3周后的固形物占比
通过实验结论可以得出，经过3周后，样品A、B、C的固形物占比为94％以上，能够温度储存。
实施例(5)
用实施例(1)制备样品A、液碱、熟石灰处理深圳市龙岗区某五金电镀厂酸性废水，处理后废水的技术参数包括pH值、COD、总磷、氨氮、铜、镍、氟离子等，具体如表2所示。从表2的实验结果来看，样品A处理废水的COD、总磷、氨氮、铜、镍、氟离子的处理效果明显优于液碱和石灰。
表2、实施例(1)制备的样品与其他产品处理电镀厂酸性废水后的指标结果
| 原水 | 液碱 | 石灰 | 样品A | |
| pH值 | 1.3 | 9.01 | 9.11 | 9.05 |
| COD(mg/L) | 1597 | 1115 | 1139 | 1080 |
| 总磷(mg/L) | 8.3 | 3.26 | 0.56 | 0.28 |
| 氨氮(mg/L) | 230.1 | 186.7 | 190.7 | 183.5 |
| 铜(mg/L) | 49.19 | 21.43 | 20.78 | 15.50 |
| 镍(mg/L) | 10.10 | 3.004 | 3.824 | 2.912 |
| 氟离子(mg/L) | 15.3 | 14.6 | 9.4 | 8.7 |
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明配方及制备工艺可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种具有防沉降性能的碱性钙基产品，其特征在于：所述防沉降性能的碱性钙基产品通过含钙的碱类原料和分散剂及水混合，在多级乳化机的作用下制备而成；所述的防沉降性能的碱性钙基产品能够对酸性废水中的磷酸根、重金属、氟化物进行高效去除，同时具备调节废水的pH值的功能。
2.如权利要求1所述的碱类原料包括：熟石灰、生石灰、氢氧化钠、氢氧化钾、白云石、方解石、石灰石中的至少一种及其混合物；所述碱类原料的粒度小于5mm；所述碱类原料在原料占比中的固体含量为10-40%。
3.如权利要求1所述的分散剂为马铃薯淀粉、硅酸镁铝、磷脂粉、聚胺、氯化钠、硫酸铝、氯化铝、聚氯化铝、铝酸钠、硅铝酸钠、氢氧化铝中的至少一种；优选的为磷脂粉、硅铝酸钠、聚胺，聚氯化铝、铝酸钠；尤其优选的为硅铝酸钠；所述分散剂的用量为碱类原料固含量的0.01%~5%；所述的原料水，为去离子水。
4.如权利要求1所述的高效除氟剂，其特征在于，其所述的加热条件为30-150℃，反应时间为0.5-5h；如权利要求1所述的乳化温度条件为10-60℃，反应时间为0.5-5h。
5.如权利要求1所述的防沉降性能的碱性钙基产品具有很好的分散性，经过3周后仍能保持90%以上的固形物占比。
6.所述的防沉降性能的碱性钙基产品可用于污水中总磷、COD、铜、镍、氟化物的去除，并能够通过可编程逻辑控制器（PLC）实现自动加药。
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