專利名稱：焦化廢水深度處理劑及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
焦化廢水深度處理劑及應(yīng)用，涉及一種焦化廢水深度處理劑組分，進(jìn)一歩 涉及其使用方法。
背景技術(shù)：
焦化廢水是煤制焦炭過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，成分復(fù)雜，含有數(shù)十種無(wú)機(jī)和有機(jī) 化合物，其中無(wú)機(jī)化合物主要含有大量硫氰化物、硫化物等；有機(jī)化合物主要有 酚類，單環(huán)及多環(huán)芳香族化合物，同時(shí)也含有氮、硫、氧等雜環(huán)化合物等。傳統(tǒng) 的活性污泥法對(duì)酚、氰有很好的處理效果，當(dāng)水力停留時(shí)間為12h 24h時(shí)，酚 類物質(zhì)的去除率可以達(dá)到99%以上，出水酚、氰濃度達(dá)到或接近排放標(biāo)準(zhǔn)。COD 的去除則比較差， 一般出水COD為250mg/L 350mg/L左右。這是由于焦化 廢水中含有一定量的難生物降解的有機(jī)物，使用傳統(tǒng)活性污泥法不可能將其去 除。國(guó)內(nèi)目前對(duì)焦化廢水的處理大多數(shù)采用常規(guī)的活性污泥法，經(jīng)該法處理后的 出水COD， NH3-N和色度難以達(dá)到行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)水平。所以焦化廢水的深 度處理具有深遠(yuǎn)的意義。
焦化廢水深度處理方法有混凝沉淀法、吸附法、過(guò)濾-吹脫法、高級(jí)氧化法 (03、 C102、 Fenton和催化濕式氧化法)、生物處理方法(曝氣生物濾池)等方法。 吸附法采用活性炭為吸附劑可以達(dá)到較高的去除效率，但價(jià)格昂貴，且需酸洗再 生，再生設(shè)備容易腐蝕，運(yùn)行成本高。若釆用其它吸附劑，使用量大，無(wú)法再生， 產(chǎn)生二次污染。過(guò)濾-吹脫法耗酸、堿量大，操作復(fù)雜，且能源消耗大，產(chǎn)生灰 渣。高級(jí)氧化法存在設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、 一次性投資較高、處理成本較高。生物處理 方法建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用較高，而且容易受氣候條件的影響。而混凝沉淀法設(shè)備 簡(jiǎn)單、操作方便、運(yùn)行費(fèi)用低，同時(shí)絮凝劑在廢水中與有機(jī)膠質(zhì)微粒進(jìn)行迅速的 混凝、吸附與凝聚，可以使焦化廢水深度處理取得更好的效果。
化學(xué)混凝法作為一項(xiàng)高效的污水處理技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用，而混凝劑的運(yùn)用 是化學(xué)法處理污水的關(guān)鍵所在，是實(shí)現(xiàn)低耗和污水回用的技術(shù)亮點(diǎn)。傳統(tǒng)無(wú)機(jī)高
3分子混凝劑應(yīng)用較廣的有聚合氯化鋁(PAC)和聚合硫酸鐵(PFS)。由于鋁鹽的 殘留會(huì)造成環(huán)境污染、損害人體健康，而鐵鹽具有腐蝕性、處理后的水質(zhì)存在色 度問(wèn)題，因而正逐步被復(fù)合藥劑取代。目前主要有以下幾大類復(fù)合藥劑
聚合鋁鐵無(wú)機(jī)高分子混凝劑，如聚合硫酸鋁鐵(PAFS)、聚合氯化鋁鐵 (PAFC)。鋁鐵復(fù)合混凝劑兼具鋁鹽凈水效果優(yōu)良和鐵鹽沉降速度快的優(yōu)點(diǎn)，通 過(guò)控制鋁鐵的配比可降低水中溶解性鋁和鐵的含量，從而減少金屬離子殘留造成 的危害以及解決由色度引起的水質(zhì)問(wèn)題。但是由于鋁鐵鹽的水解受溫度的影響較 大，對(duì)于低溫低濁度的污水處理仍得不到理想的效果。
聚硅酸金屬鹽混凝劑是針對(duì)低溫低濁度水處理中的困難而發(fā)展起來(lái)的一種 無(wú)機(jī)高分子藥劑，如聚硅硫酸鋁(PASS)、聚硅硫酸鐵(PFSS)、聚硅硫酸鋁鐵 (PSAFS)。聚硅酸作為絮凝劑具有很強(qiáng)的粘結(jié)聚集能力，但由于其電中和能力 弱、易凝膠不能成為獨(dú)立產(chǎn)品。加入金屬離子后，不但能增強(qiáng)其穩(wěn)定性還能形成 高分子量和高聚合度的長(zhǎng)鏈，使其同時(shí)具有電中和及吸附架橋的能力，產(chǎn)生的絮 體粗大、沉降性能佳。
有機(jī)高分子復(fù)合混凝劑，以丙烯酰胺類聚合物應(yīng)用較為廣泛。有機(jī)高分子混 凝劑由于分子上的鏈節(jié)與水中膠體微粒有極強(qiáng)的吸附作用而混凝效果佳。但對(duì)于 未經(jīng)脫穩(wěn)的膠體，由于靜電斥力有礙于吸附架橋作用，通常作助凝劑使用。此外， 有機(jī)高分子混凝劑的制造過(guò)程復(fù)雜，價(jià)格較昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開(kāi)一種對(duì)于不同的焦化廢水水質(zhì)環(huán)境均有良好的處理效 果，在焦化廢水深度處理領(lǐng)域具有廣泛的適用性的焦化廢水深度處理劑的組成， 另外一個(gè)目的是提供焦化廢水深度處理工藝。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明針對(duì)生化法在工藝和經(jīng)濟(jì)效益上的不足，傳統(tǒng)混 凝劑和現(xiàn)有復(fù)合藥劑在處理上仍然存在一些問(wèn)題，研制出來(lái)的新型復(fù)配氧化絮凝 劑，用于焦化廢水的深度處理。
該焦化廢水深度處理劑采用改性鈣鹽作為氧化劑，改性鋁鹽和聚丙烯酰胺 (PAM)作為吸附絮凝劑，是多元復(fù)配組合劑。原料氧化鈣、高錳酸鉀、硫酸鋁、 三氯化鐵、硅藻精土 (杭州正洋水處理公司生產(chǎn))、聚丙烯酰胺(PAM)均為市 售工業(yè)級(jí)。
4本發(fā)明由改性鈣鹽，改性鋁鹽和聚丙烯酰胺組成，其中改性鈣鹽的用量為 200份重量，改性鋁鹽的用量為400-600份重量，聚丙烯酰胺的用量為1份重量。
改性鈣鹽是由5000份重量CaO和1份重量KMn04混合組成；改性鋁鹽由 4份重量硫酸鋁，1份重量三氯化鐵和1份重量硅藻精土混合組成；聚丙烯酰胺 為市售水溶性聚丙烯酰胺。
所述的焦化廢水深度處理劑的應(yīng)用先將改性鈣鹽配制成5%溶液，改性鋁 鹽配制成5%溶液，聚丙烯酰胺配制成0. 1%。溶液。所有百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。 然后將它們投加到焦化廠經(jīng)生化處理后COD為300~400mg/L、色度為150-250 倍的焦化廢水中，投加計(jì)量為改性鈣鹽100mg/L水，改性鋁鹽250mg/L，聚丙烯 酰胺0.5呢/L水，采用強(qiáng)化混凝進(jìn)行深度處理，平均水溫為27'C、 pH約為7.5， 最后分別測(cè)定焦化廢水出水色度和COD<100mg/L，達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果如下
1. 由于本發(fā)明產(chǎn)品中高錳酸鉀具有氧化性，可改變某些有機(jī)污染物的結(jié)構(gòu)， 使其易于被吸附或降解；硅藻精土有效吸附水中一些可溶性的膠體和小分子溶解 性有機(jī)物促進(jìn)絮體的形成；硫酸鋁、三氯化鐵溶于水中，形成各種羥基絡(luò)合物， 能夠吸附水中懸浮的膠體，促進(jìn)絮體成長(zhǎng)，有利于懸浮膠體的去除，因此，與其 它混凝劑相比，具有獨(dú)特的氧化、吸附和絮凝協(xié)同作用，對(duì)于焦化廢水深度處理 具有良好的效果。
2. 由于本發(fā)明產(chǎn)品加入PAM可以有效降低流體的摩擦阻力，同時(shí)PAM分 子鏈固定在不同的顆粒表面上，各顆粒之間形成聚合物的橋，使顆粒形成聚集體 而沉降，因此吸附沉降速度快。
3. 由于本發(fā)明產(chǎn)品通過(guò)上述作用很大地改善絮凝沉降條件，硫酸鋁、三氯 化鐵和PAM能夠高效地將水體中懸浮性和膠體性污染物，以及小分子溶解性有 機(jī)物進(jìn)行絮凝沉淀。
4. 在進(jìn)行焦化廢水深度處理時(shí)， 一般混凝劑對(duì)焦化廢水COD的去除率在 30% 40%之間，而且色度達(dá)不到排放要求；而本發(fā)明能夠起到氧化耦合絮凝作 用，焦化廢水COD的去除率達(dá)到65% 75%。而且脫色效果較好，達(dá)到國(guó)家一 級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
55. 本發(fā)明的焦化廢水深度處理劑加藥量比其他混凝劑少很多，基本上為一 般混凝劑的0.4 0.5，同時(shí)產(chǎn)泥量較少，可以較大降低運(yùn)行成本。
6. 由于本發(fā)明的焦化廢水深度處理劑同時(shí)具有氧化、吸附和絮凝協(xié)同效應(yīng)， 又能以最佳配比使用，對(duì)焦化廢水水質(zhì)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此，對(duì)不同焦化廠 的焦化廢水處理都能夠達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。


圖1為本發(fā)明的流程示意圖
圖2使用本發(fā)明的焦化廢水深度處理劑和其他絮凝劑處理焦化廢水的效果 對(duì)比圖
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
制備焦化廢水深度處理劑的步驟如下
先購(gòu)置工業(yè)級(jí)氧化鈣、高錳酸鉀、硫酸鋁、三氯化鐵、硅藻精土 (杭州正洋 水處理公司)、聚丙烯酰胺(PAM)。然后量取5000份重量的CaO和1份重量的 KMn04混合制成改性鈣鹽。再將4份重量的硫酸鋁，1份重量的三氯化鐵和1
份重量的硅藻精土混合制成改性鋁鹽。最后量取改性鈣鹽改性鋁鹽聚丙烯酰
胺=200: 400~600: 1份重量，組成焦化廢水深度處理劑。 實(shí)施例2
用實(shí)施例1制備的焦化廢水深度處理劑對(duì)某焦化廠的焦化廢水進(jìn)行深度處 理，并與其它混凝劑進(jìn)行效果比較。
稱取改性鈣鹽、改性鋁鹽各5§，分別加水配置制成5%重量百分?jǐn)?shù)溶液；稱 取聚丙烯酰胺0. 5g，加水配制成0. 1%。重量百分?jǐn)?shù)溶液。
量取焦化廠的焦化廢水，該焦化廢水經(jīng)生化處理后的水質(zhì)情況為COD為 300~400mg/L、色度為150 250倍。將焦化廢水深度處理劑加入焦化廢水中，投 加計(jì)量為改性鈣鹽100mg/L焦化廢水，改性鋁鹽250mg/L焦化廢水，聚丙烯酰胺 0.5mg/L焦化廢水，采用強(qiáng)化混凝進(jìn)行深度處理(平均水溫為27"C、水樣pH約 為7.5)，最后分別測(cè)定水樣的COD、色度。
本發(fā)明的焦化廢水深度處理劑與其它混凝劑的處理效果進(jìn)行比較，結(jié)果如圖
62所示。按200: 500: 1的比例，改性鈣鹽的投加量為100mg/L，改性鋁鹽為 250mg/L，聚丙烯酰胺為0. 5mg/L。其它混凝劑投加量均為350呢/L。
從圖2可以看到焦化廢水深度處理劑對(duì)生化處理出水COD和色度的去除效 果均優(yōu)于其它混凝劑，去除率分別約為COD68%、色度80%。使用本發(fā)明的焦 化廢水深度處理劑處理焦化廢水，出水COD<100mg/L，達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 若生化處理出水氨氮含量滿足排放要求，則可使出水水質(zhì)達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.焦化廢水深度處理劑，其特征在于由改性鈣鹽，改性鋁鹽和聚丙烯酰胺組成，其中改性鈣鹽的用量為200份重量，改性鋁鹽的用量為400～600份重量聚丙烯酰胺的用量為1份重量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化廢水深度處理劑，其特征在于改性鈣鹽是.由5000份重量CaO和1份重量KMn04混合組成；所述CaO和KMn04均為市售工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化廢水深度處理劑，其特征在于改性鋁鹽由4份重量硫酸鋁，1份重量三氯化鐵和1份重量硅藻精土混合組成；所述硫酸鋁，三氯化鐵和硅藻精土均為市售工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化廢水深度處理劑，其特征在于聚丙烯酰胺 為市售水溶性聚丙烯酰胺。
5. —種如權(quán)利要求1所述的焦化廢水深度處理劑的應(yīng)用，其特征在于先將改性鈣鹽配制成5%溶液，改性鋁鹽配制成5%溶液，聚丙烯酰胺配制成0. 1 %。溶液，然后將它們投加到焦化廠經(jīng)生化處理后的COD為300 400mg/L、色度 為150 250倍的焦化廢水中，投加量為改性鈣鹽100mg/L,改性鋁鹽250mg/L， 聚丙烯酰胺0. 5mg/L，在平均水溫為27°C、 pH為7.5下，采用強(qiáng)化混凝進(jìn)行深 度處理，最后測(cè)定焦化廢水出水色度和COD<100mg/L，達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)； 上述所有百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。
全文摘要
焦化廢水深度處理劑及應(yīng)用，涉及一種焦化廢水深度處理劑組分和使用方法。由200份重量改性鈣鹽，400～600份重量改性鋁鹽和1份重量聚丙烯酰胺組成；改性鈣鹽由5000份重量CaO和1份重量KMnO₄混合而成；改性鋁鹽由4份重量硫酸鋁，1份重量三氯化鐵和1份重量硅藻精土混合而成。分別將改性鈣鹽和改性鋁鹽配制成5％溶液，聚丙烯酰胺配制成0.1‰溶液后投加到經(jīng)生化處理后COD為300～400mg/L、色度為150～250倍的焦化廢水中，改性鈣鹽投加量100mg/L，改性鋁鹽250mg/L，聚丙烯酰胺0.5mg/L，強(qiáng)化混凝后測(cè)定焦化廢水出水達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，COD＜100mg/L，COD的去除率為65％～75％且脫色效果好。本發(fā)明在氧化、吸附和絮凝協(xié)同作用下，吸附沉降速度快，產(chǎn)泥量少，運(yùn)行成本低，能廣泛適用于焦化廢水深度處理。
文檔編號(hào)C02F1/00GK101648731SQ20091019601
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月21日
發(fā)明者吳錦峰, 束玉保, 潘碌亭 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)