一種利用pac殘渣聯(lián)產(chǎn)聚硅硫酸鋁鐵和廢水處理粉劑的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用PAC殘渣聯(lián)產(chǎn)聚硅硫酸鋁鐵和廢水處理粉劑的方法，包括以下步驟：將PAC殘渣、催化劑和NaOH溶液混合，過濾得堿溶濾液和濾渣；用堿溶濾液制備聚硅硫酸鋁鐵；用濾渣制備廢水處理粉劑。本發(fā)明的有益效果是：利用PAC廢渣聯(lián)產(chǎn)凈水產(chǎn)品和廢水處理粉劑，既可以為生產(chǎn)凈水劑產(chǎn)品提供原料，又免去了PAC殘渣的處理費用，屬于以廢治廢，固廢資源化利用；產(chǎn)品聚硅硫酸鋁鐵用于污水處理時絮凝迅速，絮體大而堅實，沉降快，應(yīng)用范圍廣，試用的pH范圍寬，適用于低溫低濁水，具有良好的脫色、除藻效果；產(chǎn)品廢水處理粉劑對廢水中懸浮有機污染物質(zhì)存在一定的吸附性能，對染料廢水具有良好的脫色和COD去除效果。
【專利說明】一種利用PAC殘渣聯(lián)產(chǎn)聚硅硫酸鋁鐵和廢水處理粉劑的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用PAC殘渣聯(lián)產(chǎn)聚硅硫酸鋁鐵和廢水處理粉劑的方法，屬于固廢資源化利用領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]混凝沉淀作為污水處理工藝中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)之一，對整個工藝流程的出水水質(zhì)和運行成本起著重要作用。目前我國應(yīng)用最廣泛的混凝劑為鋁鹽和鐵鹽，其中聚合氯化鋁(PAC)具有吸附活性高、澄清泥沙時間短、適應(yīng)pH范圍寬、不受水溫影響等特點。結(jié)合目前我國市場上PAC的生產(chǎn)工藝，較為常用的是鋁礬土、鋁酸鈣粉在一定條件下和鹽酸或混合酸反應(yīng)得到液體PAC，其中殘余的固體形成了 PAC的殘渣。我國年產(chǎn)400kt液體PAC(10 %氧化鋁)，其中就會產(chǎn)生60kt固體廢渣。本公司目前PAC年產(chǎn)量按20kt液體計，每年約產(chǎn)生300?500t廢渣。此類廢渣中會含有少量PAC，呈酸性，已經(jīng)失去了進一步反應(yīng)的活性，外觀為土黃色塊狀固體，有滑膩感。這些廢渣不但造成環(huán)境污染，而且殘余鋁、硅等元素會造成大量的資源浪費，委外處置不僅耗費大量的人力和資金，還會提高PAC的生產(chǎn)成本，因此，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)，有效對PAC廢渣進行處理，使其變廢為寶，成為可以利用的凈水材料，對我國循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展和企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型起著至關(guān)重要的意義。
[0003]聚硅硫酸鋁鹽為一類新型無機高分子混凝劑，產(chǎn)品中引入聚硅，使混凝劑單體的相對分子質(zhì)量變大，用于混凝處理時，提高吸附架橋作用，同時鋁鹽和鐵鹽能夠充分發(fā)揮其電中和作用。聚硅硫酸鋁鹽兼具鋁鹽凈水效果優(yōu)越和鐵鹽沉降速度快的優(yōu)點，同時由于聚硅產(chǎn)品生產(chǎn)原料容易獲得，價格便宜，成為目前凈水劑產(chǎn)品市場上的主流開發(fā)產(chǎn)品。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:基于上述問題，本發(fā)明提供一種利用PAC殘渣聯(lián)產(chǎn)聚硅硫酸鋁鐵和廢水處理粉劑的方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的一個技術(shù)方案是:一種利用PAC殘渣聯(lián)產(chǎn)聚硅硫酸鋁鐵和廢水處理粉劑的方法，包括以下步驟:
[0006](I)將PAC殘渣、催化劑和NaOH溶液混合，80°C常壓攪拌反應(yīng)lh，過濾得堿溶濾液和濾渣；
[0007](2)堿溶濾液制備聚硅硫酸鋁鐵:用H2SOJ節(jié)步驟⑴制得的堿溶濾液的pH至5?6，劇烈攪拌，加入硫酸鐵溶液，攪拌0.5h，熟化I?10h，得成品聚硅硫酸鋁鐵；
[0008](3)濾渣制備廢水處理粉劑:將鹽酸與步驟(I)制得的濾渣混合均勻，活化3?5h，采用滾筒干燥法將乳濁液干燥得到干粉，干燥溫度為90?105°C，干粉壓碎，用60目篩子過篩得廢水處理粉劑。
[0009]進一步地，步驟(I)中PAC殘渣為生產(chǎn)PAC成品底部殘渣經(jīng)壓濾后的半固體物質(zhì)。
[0010]進一步地，PAC殘渣含有PAC，其堿溶鋁溶出率為80%，其鋁含量以Al2O3計為7?12%，硅含量以S12計為3?7%，鈣含量為40?60%，以Al 203計是指Al 203的質(zhì)量百分含量，以S12計是指S1 2的質(zhì)量百分含量。
[0011]進一步地，步驟(I)中催化劑為氯化鉀，催化劑的投加量為PAC殘渣質(zhì)量的0.5?
[0012]進一步地，步驟⑴中NaOH溶液的質(zhì)量濃度為20?25%，NaOH溶液的投加量為PAC殘渣質(zhì)量的1.5倍。
[0013]進一步地，步驟(2)中H2SO4的質(zhì)量濃度為40?60%。
[0014]進一步地，步驟⑵中硫酸鐵溶液加入后的混合液中Al與Fe的摩爾比為3:1?2山
[0015]進一步地，步驟(3)中鹽酸質(zhì)量濃度為15?20%，鹽酸的投加量為步驟(I)中濾渣質(zhì)量的20?25%。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:利用PAC廢渣聯(lián)產(chǎn)凈水產(chǎn)品和廢水處理粉劑，既可以為生產(chǎn)凈水劑產(chǎn)品提供原料，又免去了 PAC殘渣的處理費用，屬于以廢治廢，固廢資源化利用；產(chǎn)品聚硅硫酸鋁鐵用于污水處理時絮凝迅速，絮體大而堅實，沉降快，應(yīng)用范圍廣，試用的PH范圍寬，適用于低溫低濁水，具有良好的脫色、除藻效果；產(chǎn)品廢水處理粉劑呈灰白色，主要成分為鈣鹽，同時存在少量鋁、硅、硫等元素，對廢水中懸浮有機污染物質(zhì)存在一定的吸附性能，對染料廢水具有良好的脫色和COD去除效果。

【具體實施方式】
[0017]現(xiàn)在結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，以下實施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進一步限定。
[0018]實施例一
[0019]本公司生產(chǎn)的經(jīng)壓濾的PAC廢渣，其鋁含量以Al2O3計為9.5%，硅含量以S1j+為5.6%，鈣含量為45%。取此批次PAC廢渣200公斤、質(zhì)量濃度25%的NaOH溶液300公斤、氯化鉀固體I公斤充分混合，80°C常壓攪拌反應(yīng)lh，過濾得堿溶濾液和濾渣。其中堿溶濾液390公斤，作為制備聚硅硫酸鋁鐵的原料；濾渣110公斤，作為生產(chǎn)廢水處理粉劑的原料。
[0020]用質(zhì)量濃度為49 %的硫酸調(diào)節(jié)堿溶濾液的pH至5，劇烈攪拌，加入質(zhì)量濃度為15.9%、酸度為I %的硫酸鐵溶液186公斤，攪拌0.5h，熟化5h，得液體成品聚硅硫酸鋁鐵。
[0021]將質(zhì)量濃度為20%的鹽酸27公斤與濾渣混合均勻，活化3h，采用滾筒干燥法將乳濁液干燥，干燥溫度為90°C，將干粉壓碎于60目篩子下過篩得廢水處理粉劑。
[0022]實施例二
[0023]本公司生產(chǎn)的經(jīng)壓濾的PAC廢渣，其鋁含量以Al2O3計為7.3%，硅含量以S1j+為5.1 %，鈣含量為56.7%。取此批次PAC廢渣200公斤、質(zhì)量濃度20%的NaOH溶液300公斤、氯化鉀固體1.5公斤充分混合，80°C常壓攪拌反應(yīng)lh，過濾得堿溶濾液和濾渣。其中堿溶濾液370公斤，作為制備聚硅硫酸鋁鐵的原料；濾渣130公斤，作為生產(chǎn)廢水處理粉劑的原料。
[0024]用質(zhì)量濃度為42%的硫酸調(diào)節(jié)堿溶濾液pH至5.5，劇烈攪拌，加入質(zhì)量濃度為13.1%、酸度為I %的硫酸鐵溶液118公斤，攪拌0.5h，熟化4h，得液體成品聚硅硫酸鋁鐵。
[0025]將質(zhì)量濃度為18%的鹽酸32公斤與濾渣混合均勻，活化5h，采用滾筒干燥法將乳濁液干燥，干燥溫度為100°C，將干粉壓碎于60目篩子下過篩得廢水處理粉劑。
[0026]實施例三
[0027]本公司生產(chǎn)的經(jīng)壓濾的PAC廢渣，其鋁含量以Al2O3計為11.8%，硅含量以S1J+為6.5 %，鈣含量為42.3 %。取此批次PAC廢渣200公斤、質(zhì)量濃度25%的NaOH溶液300公斤、氯化鉀固體2公斤充分混合，80°C常壓攪拌反應(yīng)lh，過濾得堿溶濾液和濾渣。其中堿溶濾液385公斤，作為制備聚硅硫酸鋁鐵的原料；濾渣115公斤，作為生產(chǎn)廢水處理粉劑的原料。
[0028]用質(zhì)量濃度50%的硫酸調(diào)節(jié)堿溶濾液pH至6，劇烈攪拌，加入質(zhì)量濃度為15.0%,酸度為I %的硫酸鐵溶液197公斤，攪拌0.5h，熟化6h，得液體成品聚硅硫酸鋁鐵。
[0029]將質(zhì)量濃度為20%的鹽酸28公斤與濾渣混合均勻，活化5h，采用滾筒干燥法將乳濁液干燥，干燥溫度為105°C，將干粉壓碎于60目篩子下過篩得廢水處理粉劑。
[0030]產(chǎn)品聚硅硫酸鋁鐵用于污水處理時絮凝迅速，絮體大而堅實，沉降快，應(yīng)用范圍廣，試用的PH范圍寬，適用于低溫低濁水，具有良好的脫色、除藻效果。
[0031]產(chǎn)品廢水處理粉劑呈灰白色，主要成分為鈣鹽，同時存在少量鋁、硅、硫等元素，對廢水中懸浮有機污染物質(zhì)存在一定的吸附性能，對染料廢水具有良好的脫色和COD去除效果O
[0032]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種利用PAC殘渣聯(lián)產(chǎn)聚硅硫酸鋁鐵和廢水處理粉劑的方法，其特征是:包括以下步驟: (1)將PAC殘渣、催化劑和NaOH溶液混合，80°C常壓攪拌反應(yīng)lh，過濾得堿溶濾液和濾渣； (2)堿溶濾液制備聚硅硫酸鋁鐵:用H2SOJ節(jié)步驟⑴制得的堿溶濾液的pH至5?6，劇烈攪拌，加入硫酸鐵溶液，攪拌0.5h，熟化I?10h，得成品聚硅硫酸鋁鐵； (3)濾渣制備廢水處理粉劑:將鹽酸與步驟(I)制得的濾渣混合均勻，活化3?5h，采用滾筒干燥法將乳濁液干燥得到干粉，干燥溫度為90?105°C，干粉壓碎，用60目篩子過篩得廢水處理粉劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用PAC殘渣聯(lián)產(chǎn)聚硅硫酸鋁鐵和廢水處理粉劑的方法，其特征是:步驟(I)中PAC殘渣為生產(chǎn)PAC成品底部殘渣經(jīng)壓濾后的半固體物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用PAC殘渣聯(lián)產(chǎn)聚硅硫酸鋁鐵和廢水處理粉劑的方法，其特征是:所述的PAC殘渣含有PAC，其堿溶鋁溶出率為80%，其鋁含量以Al2O3計為7?12%，硅含量以S12計為3?7%，鈣含量為40?60%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用PAC殘渣聯(lián)產(chǎn)聚硅硫酸鋁鐵和廢水處理粉劑的方法，其特征是:所述的步驟(I)中催化劑為氯化鉀，催化劑的投加量為PAC殘渣質(zhì)量的0.5 ?
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用PAC殘渣聯(lián)產(chǎn)聚硅硫酸鋁鐵和廢水處理粉劑的方法。其特征是:所述的步驟(I)中NaOH溶液的質(zhì)量濃度為20?25%，NaOH溶液的投加量為PAC殘渣質(zhì)量的1.5倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用PAC殘渣聯(lián)產(chǎn)聚硅硫酸鋁鐵和廢水處理粉劑的方法，其特征是:所述的步驟⑵中H2SO4的質(zhì)量濃度為40?60%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用PAC殘渣聯(lián)產(chǎn)聚硅硫酸鋁鐵和廢水處理粉劑的方法，其特征是:所述的步驟(2)中硫酸鐵溶液加入后的混合液中Al與Fe的摩爾比為3:1?2山
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用PAC殘渣聯(lián)產(chǎn)聚硅硫酸鋁鐵和廢水處理粉劑的方法，其特征是:所述的步驟(3)中鹽酸質(zhì)量濃度為15?20%，鹽酸的投加量為步驟(I)中濾渣質(zhì)量的20?25%。
【文檔編號】C02F1/28GK104512951SQ201410804590
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月22日
【發(fā)明者】鄭曉冬, 蔣銀峰, 李娜, 王桂玉 申請人:江蘇永葆環(huán)保科技股份有限公司