CN116813057A - 一种处理酸性污水的液态碱、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种处理酸性污水的液态碱、制备方法及其应用，所述液态碱含有除酸剂、复合稳定剂和水，除酸剂、复合稳定剂与水之间的重量配比为12‑18：2‑5：100，其中，除酸剂包括氢氧化钙和碱性维持剂组成；复合稳定剂包括聚合氯化铝和聚丙烯酰胺；所述碱性维持剂为甲酸钠和/或乙酸钠。本发明的液态碱主要用于处理酸性污水中，制作过程简单，成份稳定安全，可用于替代现有的的酸性污水中和所用的片碱、液碱、消石灰和纯碱等中和剂，同时具有混凝、除色等作用，使用起来更加安全便捷，具有高效率、低成本、作用广泛等优点。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，特别涉及工业污水中酸性污水处理领域，具体涉及一种处理酸性污水的液态碱、制备方法及其应用。
背景技术
国内大量的化工厂、电镀厂、化纤厂及金属酸洗车间等都会产出一定量的酸性污水，这些酸性污水如果直接排放到外面，将会对环境造成极大地污染，因此要对其进行一系列相应的处理，使其达到排放标准后再进行排放，一般是需要将酸性废水调节成中性后方可进入后续生化处理工艺，诸多污(废)水化学处理工艺如芬顿反应法，也需要将出水调成中性，再进入后续沉淀池。
据国家污水综合排放标准(GB8978-1996)，所有排污单位排放污水，经处理后最终排出的污水pH值必须控制在6～9范围内，所以在以往对于工业中产生的酸性污水的处理过程中，需要先将酸性污水中和处理，再进行后续的其它工艺操作，污水处理的整体流程繁琐且效率不高，在中和过程中常用的中和碱可以分为固体碱和液态碱，固体碱与酸性污水反应速度慢，粉末状固态碱使用时可能还会在厂房车间内产生扬尘，对操作人员健康以及周围环境产生一定危害，而且经过固态碱处理后的沉渣量增多，增加了后续处理的工作量，因此越来越多的厂家选择使用液态碱。比较常见的液态碱如氢氧化钠液态碱，属于危险化学品，使用成本高，运输管理等过程都需要投入大量的财力物力。而且氢氧化钠只能起到调节pH值的作用，难以实现对酸性污水中的重金属离子进行处理，且在后续的污水处理过程中引入氢氧化钠后产生的钠盐，也可能会增加污水处理的步骤，一定程度上增加了污水处理的成本。
考虑到目前的酸性污水处理程复杂且效率较低，因此提出一种高效处理酸性污水的液态碱具有重要意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是针对现有酸性污水处理方法存在的不足，提出一种高效处理酸性污水的液态碱制造方法，使用该液态碱能够有效的提高酸性污水处理的效率，减少污水处理中产生的额外沉渣和车间内的扬尘问题，同时显著降低成本。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
本发明一方面涉及一种处理酸性污水的液态碱，含有除酸剂、复合稳定剂和水，除酸剂、复合稳定剂与水之间的重量配比为12-18：2-5：100，其中，除酸剂包括氢氧化钙和碱性维持剂组成；复合稳定剂包括聚合氯化铝和聚丙烯酰胺；所述碱性维持剂为甲酸钠和/或乙酸钠。
在本发明中，除酸剂一方面能够起到调节pH值的作用，另一方面，碱基中和剂中钙离子的存在也使其能够有一定的混凝能力，能加快工业废水杂质沉淀速度，同时加快泥水分离速度，提高酸性污水的处理效率；其含有稳定的功能絮团，在处理污水时不会产生多余的沉渣，使后续处理变得简单，相应地也降低了处理成本。碱性维持剂的主要作用是消除与二氧化碳反应生成的碳酸根离子，防止由于碳酸根产生后出现沉淀，使高效除酸剂中碱性保持稳定，减少垢渣的产生。复合稳定剂的作用一方面是减少高效除酸剂中多余的杂质，不稳定的絮团，使杂质等沉淀下来，然后经过滤筛去除，另一方面能够使高效除酸剂在水中分散的更均匀，使其在处理酸性污水时能够更快的反应，而且也能将污水中的杂质进行凝集沉淀，减少了后续混凝剂的使用。
在本发明的一个优选实施方式中，所述碱性维持剂为甲酸钠。本发明中，甲酸钠能够更有效地清除和二氧化碳反应生成的碳酸根离子，维持高效除酸剂的碱性和稳定性，使其不会产生垢渣，一定程度上增加了液态碱的保存时间。
在本发明的一个优选实施方式中，所述氢氧化钙和碱性维持剂的重量比为3-5：1。
在本发明的一个优选实施方式中，所述液态碱中，聚合氯化铝与水的用量比为1.5-3：100。
在本发明的一个优选实施方式中，所述液态碱中，聚丙烯酰胺与水的用量比为0.5-1：100，聚丙烯酰胺主要是用来使高效除酸剂中的功能絮团均匀的分散，使其不产生分层，进而提高其与酸性污水反应的效率以及降低酸性污水中重金属离子以及磷酸盐的含量。
在本发明的一个优选实施方式中，所述复合稳定剂还包括羧甲基纤维素钠，羧甲基纤维素钠与水的用量比为0.3-0.6：100。本发明通过组合使用聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素钠，显著降低了酸性污水中重金属离子以及磷酸盐的含量。
本发明另一方面还涉及上述液态碱的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
S1、在反应釜内注入配方用量一半的水，之后向反应釜内放入碱性维持剂并搅拌至溶解；
S2、在反应釜内加入石灰粉并搅拌溶解，静止沉淀后进行过滤；
S3、将聚合氯化铝加入配方用量另一半的水中搅拌溶合，搅拌均匀后得到复合稳定剂半成品；
S4、将聚丙烯酰胺加入复合稳定剂半成品，搅拌溶合后制的复合稳定剂；任选地，所述复合稳定剂半成品还加入羧甲基纤维素钠；
S5、将除酸剂与复合稳定剂按照1：1的比例充分搅拌后过滤，制得处理酸性污水的液态碱。
本发明另一方面还涉及上述液态碱在处理酸性污水中的应用，优选的，所述酸性污水的pH值为2以下，铁、铜、锌离子总含量为20-50ppm，磷酸盐含量为10-30ppm。
在本发明的一个优选实施方式中，所述酸性污水经过处理之后的pH值为6.5-7.5，铁、铜、锌离子总含量为2ppm以下，优选为0.6ppm以下；磷酸盐含量为2ppm以下，优选为0.5ppm以下。
本发明对于处理酸性污水的有益效果在于：
1.具有更高处理酸性污水的效率，减少了酸性污水后续处理步骤；
2.具有代替传统中和剂的作用，在中和作用的基础上，还能起到混凝以及去除重金属离子以及磷酸盐的作用；
3.高效处理酸性污水的液态碱处理酸性污水，不会产生多余的沉渣或是产生其他有害物质，造成排放指标达不到。
4.具有一定的净水作用，高效处理酸性污水的液态碱中含一定功能絮团，能够使一定杂质及有色物质反应或使其凝集，可以起到一定净水功能；
5.具有反应速度快的特点，在稳定剂的作用下，功能絮团均匀的分散在液态碱中，与酸性污水混合后，接触更快，反应更快。
6.相对于固体石灰等，减少造成扬尘，解决了了工人操作时受到扬尘危害健康的问题；相对于烧碱等危险化学品，提高了操作时的安全性
7.具有使用方便快捷、作用范围广泛等特点，液态碱各方面参数更方便进行精确的把控。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面将结合本发明实施例，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
如无特殊说明，本发明实施例中所涉及的试剂均为市售产品，均可以通过商业渠道购买获得。
实施例1：制备液态碱
S1、在反应釜内注入100重量份的水，之后向反应釜内放入6重量份的甲酸钠并搅拌至溶解；
S2、在反应釜内加入24重量份石灰粉并搅拌溶解，静止沉淀后进行过滤，主要是过滤掉其中含有的杂质和沉淀，制得除酸剂；
反应公式如下：
CaO+H2O→Ca(OH)2
其中甲酸钠的作用是与产生的碳酸根离子反应，减少生成的垢渣沉淀。
S3、将5重量份聚合氯化铝加入100重量份的水中搅拌溶合，搅拌均匀后得到复合稳定剂半成品；
S4、将1重量份的聚丙烯酰胺加入复合稳定剂半成品，搅拌溶合后制的复合稳定剂；
S5、将除酸剂与复合稳定剂按照1：1的比例充分搅拌后过滤，制得处理酸性污水的液态碱；
S6、将液态碱放入液碱储蓄池中保存，在室温开放环境中观察产生沉淀的情况。
实施例2：制备液态碱
与实施例1相同，区别在于采用乙酸钠代替甲酸钠。
实施例3：制备液态碱
与实施例1相同，区别在于聚丙烯酰胺的重量份为2重量份。
实施例4：制备液态碱
与实施例1相同，区别在于采用1重量份的聚丙烯酰胺和1重量份的羧甲基纤维素钠代替聚丙烯酰胺。
比较例1：制备液态碱
与实施例1相同，区别在于不加入甲酸钠。
比较例2：制备液态碱
与实施例1相同，区别在于采用2重量份的羧甲基纤维素钠代替聚丙烯酰胺。
实施例5：评估液态碱
液态碱的污水处理能力：将液态碱与酸性污水(pH值为2.1，铁、铜、锌离子总含量为25ppm，磷酸盐含量为20ppm)按照1：10的体积混合，静置沉淀10分钟，取上清液进行检测。
液态碱的稳定性：在室温开放环境中放置7天后观察产生沉淀的情况。
评估结果参见表1。
上述实验结果表明，本发明的液态碱也可以在室温开放环境中长期温度的保存，并且其能够有效的中和酸性污水，降低酸性污水中铁、铜、锌离子总含量以及磷酸盐总含量。特别是本发明的实施例4，通过组合使用聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素钠，能够更有效的降低低酸性污水中铁、铜、锌离子总含量以及磷酸盐总含量。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种处理酸性污水的液态碱，含有除酸剂、复合稳定剂和水，除酸剂、复合稳定剂与水之间的重量配比为12-18：2-5：100，其中，除酸剂包括氢氧化钙和碱性维持剂组成；复合稳定剂包括聚合氯化铝和聚丙烯酰胺；所述碱性维持剂为甲酸钠和/或乙酸钠。
2.根据权利要求1所述的液态碱，所述碱性维持剂为甲酸钠。
3.根据权利要求1所述的液态碱，所述氢氧化钙和碱性维持剂的重量比为3-5：1。
4.根据权利要求1所述的液态碱，所述液态碱中，聚合氯化铝与水的用量比为1.5-3：100。
5.根据权利要求1所述的液态碱，所述液态碱中，聚丙烯酰胺与水的用量比为0.5-1：100。
6.根据权利要求1所述的液态碱，所述复合稳定剂还包括羧甲基纤维素钠，羧甲基纤维素钠与水的用量比为0.3-0.6：100。
7.权利要求1-6任意一项所述的液态碱的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
S1、在反应釜内注入配方用量一半的水，之后向反应釜内放入碱性维持剂并搅拌至溶解；
S2、在反应釜内加入石灰粉并搅拌溶解，静止沉淀后进行过滤；
S3、将聚合氯化铝加入配方用量另一半的水中搅拌溶合，搅拌均匀后得到复合稳定剂半成品；
S4、将聚丙烯酰胺加入复合稳定剂半成品，搅拌溶合后制的复合稳定剂；任选地，所述复合稳定剂半成品还加入羧甲基纤维素钠；
S5、将除酸剂与复合稳定剂按照1：1的比例充分搅拌后过滤，制得处理酸性污水的液态碱。
8.权利要求1-6任意一项所述的液态碱在处理酸性污水中的应用，所述酸性污水的pH值为2以下，铁、铜、锌离子总含量为20-50ppm，磷酸盐含量为10-30ppm。
9.根据权利要求8所述的应用，所述酸性污水经过处理之后的pH值为6.5-7.5，铁、铜、锌离子总含量为2ppm以下；磷酸盐含量为2ppm以下。
10.根据权利要求8所述的应用，所述酸性污水经过处理之后的pH值为6.5-7.5，铁、铜、锌离子总含量为0.6ppm以下；磷酸盐含量为0.5ppm以下。
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2023
- 2023-05-29 CN CN202310614524.9A patent/CN116813057A/zh active Pending
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