一種用于化學(xué)機(jī)械漿廢水深度處理的復(fù)合凈水劑及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】一種用于化學(xué)機(jī)械漿廢水深度處理的復(fù)合凈水劑，包括A試劑和B試劑，所述A試劑包括硫酸亞鐵、鹽酸、氧化劑和高分子季胺鹽或膨潤(rùn)土，所述B試劑包括鋁酸鈣、含鋁廢液、鹽酸、硫酸和高分子季氨鹽或膨潤(rùn)土，A試劑與B試劑質(zhì)量比為1～3：1。該種復(fù)合凈水劑去具有用于水處理時(shí)投量小，除濁、降COD和脫色效果好等特點(diǎn)，且其制備方法具有工藝操作方便，生產(chǎn)能耗低，過(guò)程無(wú)三廢排放等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種用于化學(xué)機(jī)械漿廢水深度處理的復(fù)合凈水劑及其制備 方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及高分子無(wú)機(jī)水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于化學(xué)機(jī)械漿廢水深度 處理的復(fù)合凈水劑及其制備方法，可廣泛用于造紙、輕工、紡織、印染、制藥等行業(yè)廢水，用 于廢水深度處理除濁、脫色和降C0D。
【背景技術(shù)】
[0002] 無(wú)機(jī)混凝劑大體可以分為傳統(tǒng)型無(wú)機(jī)鹽如氯化鋁、硫酸鋁、硫酸鐵、氯化鐵、氯化 亞鐵、硫酸亞鐵等，無(wú)機(jī)高分子混凝劑如聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁及其復(fù)合產(chǎn)品等，并以無(wú) 機(jī)高分子以及復(fù)合產(chǎn)品為主。從混凝劑中所含的主要金屬離子來(lái)分類(lèi)，又可分為鋁系混凝 劑和鐵系混凝劑。鋁系混凝劑應(yīng)用較早，也是當(dāng)前使用范圍最廣泛的品種之一，但鋁鹽處理 廢水存在不溶物殘留、鋁離子殘留等問(wèn)題。受鋁系混凝劑的啟發(fā)，以及鋁系絮凝劑固有的一 些特點(diǎn)，人們又在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出鐵系絮凝劑，具有沉降速度快，形成絮體大等特點(diǎn)。但也 存在廢水堿度消耗大、投加不當(dāng)返色等問(wèn)題。目前主流無(wú)機(jī)高分子混凝劑仍以聚合鋁鹽、聚 合鐵鹽以及兩者的復(fù)合物為代表，并在此基礎(chǔ)上復(fù)合一種或幾種其他陽(yáng)離子或陰離子基團(tuán) 來(lái)增強(qiáng)處理效果的發(fā)展趨勢(shì)。鋁和鐵具有許多類(lèi)似的性質(zhì)，如離子半徑都比較相近，F(xiàn)e 3+， Al3+均具有相同的三價(jià)電荷且易水解，它們可通過(guò)交叉共聚，形成更大分子量的聚合物，得 到混凝效果更好的復(fù)合混凝劑-聚合鋁鐵類(lèi)無(wú)機(jī)高分子。這類(lèi)復(fù)合混凝劑兼有聚鋁和聚鐵 的優(yōu)點(diǎn)，既能克服鋁鹽處理的礬花小、沉降慢的缺點(diǎn)，又能克服鐵鹽的易"造色"的缺點(diǎn)。
[0003] 實(shí)際生產(chǎn)中這類(lèi)產(chǎn)品多以鋁鹽為主，鐵鹽為輔。近些年來(lái)，在復(fù)合鋁鐵的基礎(chǔ)上， 通過(guò)聚硅酸陰離子來(lái)增強(qiáng)效果的研究越來(lái)越多，這類(lèi)混凝劑由于其優(yōu)良的性能受到了廣泛 的關(guān)注，發(fā)表的論文和公布的專(zhuān)利也較多。諸如中國(guó)專(zhuān)利公告號(hào)CN200610164427.0， CN200710019268.X，CN200710131436.4，CN200710063749.0，CN200610017141.X 等，但現(xiàn)有 的凈水劑用于處理高濃化機(jī)漿廢水時(shí)，均存在用量大，處理效果差異大，脫色效果差等缺 點(diǎn)，不能滿(mǎn)足化學(xué)機(jī)械漿廢水的處理需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種一種用于化學(xué)機(jī)械漿廢水深度處理的復(fù)合凈水劑的 制備方法及其應(yīng)用。其具有制備工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)能耗低，充分利用廢棄物生產(chǎn)，生產(chǎn)過(guò)程無(wú) 三廢排出等特點(diǎn)。
[0005] 本發(fā)明的上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種用于化學(xué)機(jī)械漿廢水深 度處理的復(fù)合凈水劑，包括A試劑和B試劑，所述A試劑包括硫酸亞鐵、鹽酸、氧化劑和高分子 季胺鹽或膨潤(rùn)土，所述B試劑包括鋁酸鈣、含鋁廢液、鹽酸、硫酸和高分子季氨鹽或膨潤(rùn)土，A 試劑與B試劑質(zhì)量比為1~3:1。
[0006] 作為優(yōu)選，所述A試劑的氧化劑為高錳酸鉀、次氯酸鹽、雙氧水中的一種或幾種。
[0007] 由于A試劑的硫酸亞鐵在酸性的條件下，與高錳酸鉀、雙氧水接觸能夠被快速地氧 化成三價(jià)的鐵離子，從而在水中逐漸形成聚合硫酸鐵。由于在鐵離子中引入陽(yáng)離子能夠有 效地提高聚合鐵的聚合度。而高分子季胺鹽正好為強(qiáng)陽(yáng)離子高分子聚合物，并且其是一種 有效的非氧化殺菌劑，在除去COD的過(guò)程中，也能夠?qū)λ|(zhì)進(jìn)行殺菌效果。
[0008] B試劑鋁酸鈣在鹽酸中溶解并逐漸形成聚合氯化鋁，而聚合氯化鋁本身就是一種 高效的絮凝劑，而鈣離子的引入在增強(qiáng)聚合氯化鋁的鹽堿度的情況下，又提高了增個(gè)聚合 硫酸鐵的聚合度，從而大大提高了整個(gè)復(fù)合凈水劑的絮凝沉降的效果。
[0009] 作為優(yōu)選，硫酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%~32%，鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%~30%，高分子 季胺鹽0.05%~0.1%，含鋁廢液中鋁含量為4%~5%，硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%~90%，高錳酸鉀 為工業(yè)級(jí)的。
[0010]作為優(yōu)選，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，A試劑包括35份~60份硫酸亞鐵，鹽酸8份~10份，高分 子季胺鹽3份~5份，氧化劑4份~14份;B試劑包括120份~160份含鋁廢液，10份~20份鋁酸 鈣，6份~10份鹽酸，硫酸1份~2份，高分子季胺鹽2份~5份。
[0011] 作為優(yōu)選，A試劑的水溶液在20 °C時(shí)相對(duì)水的密度為1.19~1.30，氧化鐵重量百分 比含量彡1 〇%，pH為1~2; B試劑的水溶液在20 °C時(shí)相對(duì)水的密度為1.10~1.25，氧化鋁重量 百分比含量彡8%，氧化鐵重量百分比含量彡2%，pH為3~4。
[0012] 一種用于化學(xué)機(jī)械漿廢水深度處理的復(fù)合凈水劑的制備方法，包括以下步驟： A試劑制備： 51、 稱(chēng)取相應(yīng)量的硫酸亞鐵加水?dāng)嚢枞芙?，固含量控制?0%~40%; 52、 稱(chēng)取相應(yīng)量的鹽酸，分批加入到硫酸亞鐵溶液中，并不斷攪拌，控制pH在0.5~1.0; 53、 控制反應(yīng)溫度80 °C~95 °C，加入氧化劑，氧化反應(yīng)時(shí)間控制在45min~90min; 54、 待S3反應(yīng)結(jié)束后，靜置沉淀24h后，將上清液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在攪拌條件下，加入 相應(yīng)量的高分子季胺鹽或膨潤(rùn)土，反應(yīng)2h; 55、 將S4中的混合液干燥制成片狀或粉狀。
[0013] B試劑制備： D1、鹽酸和硫酸按體積比為3:1混合，加熱溫度到80°C~90°C，逐步分批加入相應(yīng)量的 鋁酸鈣和含鋁廢液，反應(yīng)時(shí)間控制在2~3h; D2、待D1反應(yīng)結(jié)束后，靜置沉淀10h，將上清液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在攪拌條件下加入相應(yīng) 量的高分子季胺鹽或膨潤(rùn)土，反應(yīng)2h; D3、將D3中的混合液干燥制成片狀或粉狀。
[0014] 復(fù)合凈水劑的制備： 將A試劑和B試劑按質(zhì)量比1~3:1進(jìn)行混合。
[0015] 將A試劑和B試劑最終制成片狀或分狀，從而方便于其被攜帶。
[0016] 作為優(yōu)選，S2中的鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%~30%，D1中的鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%~ 20% 〇
[0017] 作為優(yōu)選，所述含鋁廢液為D2中提取上清液后的廢渣進(jìn)行水洗所得。
[0018] 這樣可以充分將鋁離子進(jìn)行回收再利用，從而保證了避免了鋁離子的浪費(fèi)，同時(shí)， 也有利于提高整個(gè)工藝的環(huán)保效果。
[0019]綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果： 1.通過(guò)A試劑和B試劑的協(xié)同配合，從而提高了大大提高了復(fù)合凈水劑的去濁、除C0D的 能力； 2.有高分子季胺鹽是一種非氧化的殺菌劑，從而可以為復(fù)合凈水劑增添了新的效果。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 實(shí)施例一、 A試劑的制備： 取18%~32%硫酸亞鐵35g、20%~30%鹽酸8g和45ml的水加入到設(shè)有攪拌器和蒸汽加熱 夾層的反應(yīng)器中，混合和均勻，控制pH在0.5~1.0; 將4g次氯酸鈉逐步加入到反應(yīng)器中，不斷攪拌，控制溫度在80°C~95°C，反應(yīng)45min~ 90min，放出混合液進(jìn)入到沉淀池，靜置沉淀； 取上清液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)器中，在攪拌的情況下，逐滴加入0.05%~0.1%的高分子季胺鹽3g 進(jìn)行共聚反應(yīng)4h; 靜置存放1~2天，即得液態(tài)A試劑； 所得液態(tài)A試劑進(jìn)行干燥后，得到固體A試劑。
[0021] B試劑的制備： 取15%~20%鹽酸6g和50%~90%硫酸lg加入到反應(yīng)器中，再加入鋁含量為4%~5%含量廢 液120g，攪拌均勻，加入鋁酸鈣10g，在攪拌下混合反應(yīng)； 控制反應(yīng)溫度在80°C~90°C，反應(yīng)2~3h，放出混合溶液進(jìn)入沉淀池，靜置沉淀10h，得 到上清液和殘?jiān)?將上清液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)器，在攪拌條件下加入0.05%~0.1%高分子季胺鹽2g，反應(yīng)2h，出 料； 靜置存放1~2天，即得液態(tài)B試劑； 所得液態(tài)B試劑進(jìn)行干燥后，得到固體B試劑。
[0022]復(fù)合凈水劑的制備： 加液態(tài)A試劑10g到反應(yīng)器中，緩慢升溫到40°C~50°C，在攪拌的條件下，緩慢加入液態(tài) B試劑3g; 低溫反應(yīng)2h后，在攪拌條件下，加入0.05%~0.1%高分子季胺鹽0.5g，反應(yīng)2h后，出料。 放出混合液靜置24小時(shí)后，得到復(fù)合凈水劑； 將所得的液態(tài)復(fù)合凈水劑進(jìn)行干燥，即得固體復(fù)合凈水劑。
[0023] 實(shí)施例二、 A試劑的制備： 取18%~32%硫酸亞鐵60g、20%~30%鹽酸10g和80ml的水加入到設(shè)有攪拌器和蒸汽加熱 夾層的反應(yīng)器中，混合和均勻，控制pH在0.5~1.0; 將14g高錳酸鉀逐步加入到反應(yīng)器中，不斷攪拌，控制溫度在80°C~95°C，反應(yīng)45min~ 90min，放出混合液進(jìn)入到沉淀池，靜置沉淀； 取上清液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)器中，在攪拌的情況下，逐滴加入0.05%~0.1%的高分子季胺鹽5g 進(jìn)行共聚反應(yīng)4h; 靜置存放1~2天，即得液態(tài)A試劑； 所得液態(tài)A試劑進(jìn)行干燥后，得到固體A試劑。
[0024] B試劑的制備： 取15%~20%鹽酸10g和50%~90%硫酸3g加入到反應(yīng)器中，再加入鋁含量為4%~5%含量 廢液160g，攪拌均勻，加入鋁酸鈣20g，在攪拌下混合反應(yīng)； 控制反應(yīng)溫度在80°C~90°C，反應(yīng)2~3h，放出混合溶液進(jìn)入沉淀池，靜置沉淀10h，得 到上清液和殘?jiān)?將上清液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)器，在攪拌條件下加入0.05%~0.1%高分子季胺鹽5g，反應(yīng)2h，出 料； 靜置存放1~2天，即得液態(tài)B試劑； 所得液態(tài)B試劑進(jìn)行干燥后，得到固體B試劑。
[0025] 復(fù)合凈水劑的制備： 加液態(tài)A試劑10g到反應(yīng)器中，緩慢升溫到40°C~50°C，在攪拌的條件下，緩慢加入液態(tài) B試劑3g; 低溫反應(yīng)2h后，在攪拌條件下，加入0.05%~0.1%高分子季胺鹽0.5g，反應(yīng)2h后，出料。 放出混合液靜置24小時(shí)后，得到復(fù)合凈水劑； 將所得的液態(tài)復(fù)合凈水劑進(jìn)行干燥，即得固體復(fù)合凈水劑。
[0026] 實(shí)施例三、 A試劑的制備： 取18%~32%硫酸亞鐵47g、20%~30%鹽酸9g和65ml的水加入到設(shè)有攪拌器和蒸汽加熱 夾層的反應(yīng)器中，混合和均勻，控制pH在0.5~1.0; 將9g雙氧水逐步加入到反應(yīng)器中，不斷攪拌，控制溫度在80°C~95°C，反應(yīng)45min~ 90min，放出混合液進(jìn)入到沉淀池，靜置沉淀； 取上清液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)器中，在攪拌的情況下，逐滴加入0.05%~0.1%的高分子季胺鹽4g 進(jìn)行共聚反應(yīng)4h; 靜置存放1~2天，即得液態(tài)A試劑； 所得液態(tài)A試劑進(jìn)行干燥后，得到固體A試劑。
[0027] B試劑的制備： 取15%~20%鹽酸15g和50%~90%硫酸1.5g加入到反應(yīng)器中，再加入鋁含量為4%~5%含 量廢液150g，攪拌均勻，加入鋁酸鈣15g，在攪拌下混合反應(yīng)； 控制反應(yīng)溫度在80°C~90°C，反應(yīng)2~3h，放出混合溶液進(jìn)入沉淀池，靜置沉淀10h，得 到上清液和殘?jiān)?將上清液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)器，在攪拌條件下加入0.05%~0.1%高分子季胺鹽3.5g，反應(yīng)2h， 出料； 靜置存放1~2天，即得液態(tài)B試劑； 所得液態(tài)B試劑進(jìn)行干燥后，得到固體B試劑。
[0028]復(fù)合凈水劑的制備： 加液態(tài)A試劑10g到反應(yīng)器中，緩慢升溫到40°C~50°C，在攪拌的條件下，緩慢加入液態(tài) B試劑3g; 低溫反應(yīng)2h后，在攪拌條件下，加入0.05%~0.1%高分子季胺鹽0.5g，反應(yīng)2h后，出料。 放出混合液靜置24小時(shí)后，得到復(fù)合凈水劑； 將所得的液態(tài)復(fù)合凈水劑進(jìn)行干燥，即得固體復(fù)合凈水劑。
[0029] 通過(guò)利用復(fù)合凈水劑、PAC、硫酸鋁和聚合硫酸鐵對(duì)造紙廢水的凈化得出以下數(shù) 據(jù)：
從而得出，復(fù)合凈水劑的凈水效果要大大強(qiáng)于其他凈水劑的凈水效果，并且其也能夠 起到一定的殺菌能力，適合多領(lǐng)域進(jìn)行使用。
[0030] 本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋?zhuān)洳⒉皇菍?duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人 員在閱讀完本說(shuō)明書(shū)后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒(méi)有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專(zhuān)利法的保護(hù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于化學(xué)機(jī)械漿廢水深度處理的復(fù)合凈水劑，包括A試劑和B試劑，其特征在于： 所述A試劑包括硫酸亞鐵、鹽酸、氧化劑和高分子季胺鹽或膨潤(rùn)土，所述B試劑包括鋁酸鈣、 含鋁廢液、鹽酸、硫酸和高分子季氨鹽或膨潤(rùn)土，A試劑與B試劑質(zhì)量比為1~3:1。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于化學(xué)機(jī)械漿廢水深度處理的復(fù)合凈水劑，其特征在 于:所述A試劑的氧化劑為高錳酸鉀、次氯酸鹽、雙氧水中的一種或幾種。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于化學(xué)機(jī)械漿廢水深度處理的復(fù)合凈水劑，其特征在 于:硫酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%~32%，鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%~30%，高分子季胺鹽0.05%~ 0.1%，含鋁廢液中鋁含量為4%~5%，硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%~90%，高錳酸鉀為工業(yè)級(jí)的。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于化學(xué)機(jī)械漿廢水深度處理的復(fù)合凈水劑，其特征在 于:按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)， A試劑包括35份~60份硫酸亞鐵，鹽酸8份~10份，高分子季胺鹽3份~5份，氧化劑4份 ~14份； B試劑包括120份~160份含鋁廢液，10份~20份鋁酸鈣，6份~10份鹽酸，硫酸1份~2 份，高分子季胺鹽2份~5份。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于化學(xué)機(jī)械漿廢水深度處理的復(fù)合凈水劑，其特征在 于： A試劑的水溶液在20°C時(shí)相對(duì)水的密度為1.19~1.30,氧化鐵重量百分比含量多10%， pH為1~2; B試劑的水溶液在20°C時(shí)相對(duì)水的密度為1.10~1.25，氧化鋁重量百分比含量彡8%，氧 化鐵重量百分比含量彡2%，pH為3~4。6. 如權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的一種用于化學(xué)機(jī)械漿廢水深度處理的 復(fù)合凈水劑的制備方法，包括以下步驟： A試劑制備： 51、 稱(chēng)取相應(yīng)量的硫酸亞鐵加水?dāng)嚢枞芙猓毯靠刂圃?0%~40%; 52、 稱(chēng)取相應(yīng)量的鹽酸，分批加入到硫酸亞鐵溶液中，并不斷攪拌，控制pH在0.5~1.0; 53、 控制反應(yīng)溫度80 °C~95 °C，加入氧化劑，氧化反應(yīng)時(shí)間控制在45min~90min; 54、 待S3反應(yīng)結(jié)束后，靜置沉淀24h后，將上清液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在攪拌條件下，加入 相應(yīng)量的高分子季胺鹽或膨潤(rùn)土，反應(yīng)2h; 55、 將S4中的混合液干燥制成片狀或粉狀； B試劑制備： Dl、鹽酸和硫酸按體積比為3:1混合，加熱溫度到80°C~90°C，逐步分批加入相應(yīng)量的 鋁酸鈣和含鋁廢液，反應(yīng)時(shí)間控制在2~3h; D2、待Dl反應(yīng)結(jié)束后，靜置沉淀10h，將上清液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在攪拌條件下加入相應(yīng) 量的高分子季胺鹽或膨潤(rùn)土，反應(yīng)2h; D3、將D3中的混合液干燥制成片狀或粉狀； 復(fù)合凈水劑的制備： 將A試劑和B試劑按質(zhì)量比1~3:1進(jìn)行混合。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于化學(xué)機(jī)械漿廢水深度處理的復(fù)合凈水劑的制備方 法，其特征在于:S2中的鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%~30%，D1中的鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%~20%。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于化學(xué)機(jī)械漿廢水深度處理的復(fù)合凈水劑的制備方 法，其特征在于:所述含鋁廢液為D2中提取上清液后的廢渣進(jìn)行水洗所得。
【文檔編號(hào)】C02F1/52GK105883946SQ201610455892
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】劉明剛
【申請(qǐng)人】南京永禾環(huán)保工程有限公司