專利名稱：一種處理印染廢水用混凝劑及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凈化廢水用混凝劑及其生產(chǎn)方法，尤其是涉及一種處理印染廢水的混凝劑及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
印染廢水由印染加工過(guò)程中各工段排放的廢水混合而成。印染廢水具有水量大、色度高、成分復(fù)雜、有機(jī)物含量高、水質(zhì)水量變化大等特點(diǎn)。其主要成分有染料、漿料、纖維雜質(zhì)以及其它有機(jī)、無(wú)機(jī)物質(zhì)。
針對(duì)印染廢水的特點(diǎn)，目前主要采用混凝沉淀法作為預(yù)處理的方法。使用的混凝劑以鋁鹽和鐵鹽兩類無(wú)機(jī)混凝劑為主。近來(lái)，有關(guān)鋅鹽、鎂鹽和硅酸鹽混凝劑以及復(fù)配混凝劑處理該類廢水的報(bào)道也不少。這些混凝劑雖各有特色，但普遍存在處理成本高或COD和色度去除率有限等缺點(diǎn)，限制了其推廣應(yīng)用。因此，急需研究開發(fā)價(jià)廉、高效、廣譜的印染廢水治理混凝劑。
粉煤灰是在燃煤過(guò)程中產(chǎn)生的一種固體廢棄物，數(shù)量巨大，對(duì)環(huán)境的污染和危害嚴(yán)重。國(guó)內(nèi)外均在尋求合適的綜合利用粉煤灰的方法。將粉煤灰制作成凈化廢水用混凝劑便是一種變廢為寶的技術(shù)方法。
粉煤灰經(jīng)適當(dāng)?shù)乃崽幚砗?，其中含有的金屬氧化物被溶出，在一定條件下生成金屬水合物，具有絮凝功能；未溶解的硅酸鹽骨架呈多孔結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的物理和化學(xué)吸附性能。因此，利用粉煤灰為原料，經(jīng)一定的處理可制得粉煤灰基混凝劑，可用于各種工業(yè)廢水的處理，對(duì)廢水的SS、色度及COD的去除率高。
目前，文獻(xiàn)報(bào)道的制備粉煤灰混凝劑的一般工藝為粉煤灰→篩選→水洗→烘干→磨細(xì)制成粉狀→稀硫酸浸提→粉煤灰混凝劑↑ ↑↑烘干(加或不加鋁土礦礦渣) (加或不加助溶劑氯化鈉)≥90℃高溫得到的產(chǎn)品粉煤灰混凝劑中，通常含有Al2O3、Fe2O3、SiO2、CaO和MgO。一些專利技術(shù)為配合實(shí)際使用，在此工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，如ZL01128398.X介紹了一種利用粉煤灰生產(chǎn)無(wú)機(jī)鋁鐵高聚合混凝劑的方法。該法將預(yù)干成型的配料，經(jīng)燒結(jié)成型，加入兩種酸反應(yīng)，調(diào)制成成品。酸化反應(yīng)維持Al3+∶SO42-∶Cl-摩爾濃度比始終在2∶6∶11。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程較復(fù)雜，且需將配料燒結(jié)預(yù)干成型，能耗較高。由于該混凝劑是一種無(wú)機(jī)鋁鐵高聚合物，對(duì)于強(qiáng)堿性印染廢水的處理，必須預(yù)先調(diào)節(jié)pH值，增加了運(yùn)行成本。專利ZL200410026541.8，發(fā)明名稱為一種印染廢水處理混凝劑及其生產(chǎn)方法。此發(fā)明將鐵鹽、鎂鹽和鈣鹽按比例溶于無(wú)機(jī)酸，并經(jīng)回轉(zhuǎn)窯高溫?zé)Y(jié)制得成品。成品的有效成分為FeO16.94-21.18％，F(xiàn)e2O310.29-13.24％，MgO0.77-2.56％，CaO0.33-1.63％。此混凝劑為弱酸性，使用時(shí)需調(diào)節(jié)pH值。該混凝劑原料是無(wú)機(jī)鹽類，不是粉煤灰，且在制備過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)窯高溫?zé)Y(jié)，能耗較高，因此產(chǎn)品價(jià)格也相應(yīng)較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，而提供一種以粉煤灰為原料制備而成的價(jià)廉、高效、廣譜的混凝劑；本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制備工藝簡(jiǎn)單、方便的上述混凝劑的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種處理印染廢水用混凝劑，其組成及重量百分含量為占混凝劑總重量61-74％的粉煤灰，占混凝劑總重量22-31％的稀酸，占混凝劑總重量2-10％的無(wú)機(jī)復(fù)配成份；其化學(xué)組分的重量百分含量為CaO0.1-0.5％，MgO5-10％，F(xiàn)e2O30.1-8.8％(其水溶性無(wú)機(jī)鹽以氧化物計(jì))，其余為以硅氧化物為主的雜質(zhì)40-60％(以SiO2計(jì))。
其中所述的粉煤灰優(yōu)選為飛灰。所述的酸為無(wú)機(jī)酸或其混合酸，優(yōu)選硫酸或鹽酸，其濃度為2～4mol/L；所述的無(wú)機(jī)復(fù)配成分為鎂鹽或鎂鹽同鐵鹽的混合物；優(yōu)選無(wú)機(jī)復(fù)配成分中鎂鹽與鐵鹽的重量配比為4∶1～1∶2。
該混凝劑中復(fù)配了鎂鹽和鐵鹽。鎂鹽和鐵鹽增加了溶液中反離子的強(qiáng)度，減少了擴(kuò)散層的厚度，有效地降低或消除了水中懸浮膠粒的ξ電位，使其膠粒失去穩(wěn)定性。同時(shí)，粉煤灰顆粒經(jīng)酸處理后，在表面形成了許多凹槽和孔洞，能吸附這些脫穩(wěn)膠粒和其他帶電物質(zhì)。在處理過(guò)程中，混凝劑中的粉煤灰顆粒分散于廢水中。由于粉煤灰的吸附作用，許多絡(luò)合物和高分子聚合物將粉煤灰顆粒包裹在中間，形成了較大的懸浮體。當(dāng)停止攪拌時(shí)，這些包含有粉煤灰顆粒的懸浮體由于質(zhì)量較大，迅速沉降，并且減少了沉渣的體積。水溶性鎂、鐵、鈣離子對(duì)廢水中的雜質(zhì)起復(fù)合混凝作用，不溶性的粉煤灰微粒對(duì)廢水中的絮凝物起吸附、助沉作用。它們的協(xié)同作用使該混凝劑對(duì)印染廢水處理效果好、速度快。
本發(fā)明混凝劑是一種新型的復(fù)合型混凝劑，外觀為黃褐色懸濁液，含有Mg2+、Fe3+、Ca2+等多種無(wú)機(jī)成分，pH值5～6。該產(chǎn)品與其它同類混凝劑如硫酸亞鐵、硫酸鎂相比，具有制備工藝簡(jiǎn)單、操作方便、處理印染廢水的脫色率高、COD去除率大、廢水處理成本明顯降低等優(yōu)點(diǎn)。其原料成本僅幾十元/噸。
本發(fā)明還提供了上述處理印染廢水用混凝劑的生產(chǎn)方法，其步驟包括A.在一個(gè)耐酸的反應(yīng)釜中加入占混凝劑總重量22-31％的稀酸溶液，在攪拌狀態(tài)下加入占混凝劑總重量61-74％的粉煤灰，進(jìn)行酸浸反應(yīng)；B.將上述溶液冷卻6-8小時(shí)，待金屬離子完全被酸浸出后，再添加占混凝劑總重量2-10％的無(wú)機(jī)復(fù)配成分，得到黃褐色懸濁液即為所需的混凝劑。
其中，步驟A中的粉煤灰優(yōu)選為飛灰；酸為無(wú)機(jī)酸或其混合酸，優(yōu)選硫酸或鹽酸，其濃度為2～4mol/L；步驟B中的無(wú)機(jī)復(fù)配成分為鎂鹽或鎂鹽同鐵鹽的混合物，優(yōu)選無(wú)機(jī)復(fù)配成分中鎂鹽同鐵鹽的重量配比為4∶1～1∶2。
本發(fā)明混凝劑制備工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，以廢治廢，對(duì)印染廢水(包括堿性印染廢水)脫色效果好，COD去除率高，運(yùn)行成本較低。本混凝劑可直接用于色度200～10000倍，pH值不限的印染廢水。
有益效果1.本發(fā)明提供了一種價(jià)廉、高效、廣譜的混凝劑來(lái)治理印染廢水。
2.此混凝劑對(duì)印染廢水處理效果好，產(chǎn)生的絮體大，沉降速度快，運(yùn)行成本低。
3.此混凝劑中加入了無(wú)機(jī)復(fù)配成分，強(qiáng)化了絮凝的效果。
4.本發(fā)明提供的混凝劑制備方法是利用廢棄的粉煤灰在常溫常壓下經(jīng)過(guò)稀酸活化制成，制作工藝簡(jiǎn)單、操作方便且以廢治廢。


圖1為本發(fā)明不同混凝劑對(duì)去除率的影響示意圖。圖中1.本發(fā)明制得的混凝劑2.FeSO4，3.FeCl3，4.AlCl3，5.MgSO4，□COD去除率，■脫色率。
圖2為本發(fā)明制得的混凝劑與其它混凝劑的成本對(duì)比圖。圖中1.本發(fā)明制得混凝劑2.FeSO4，3.FeCl3，4.AlCl3，5.MgSO4；縱軸表示每噸水處理成本/元。
圖3為本發(fā)明制得的混凝劑與其它混凝劑的處理效果對(duì)比圖。圖中1本發(fā)明制得的混凝劑，2FeSO4，3AlCl3，4FeCl3，5MgSO4，□COD去除率，■脫色率。
圖4為本發(fā)明制得的混凝劑與其它混凝劑的成本對(duì)比圖。圖中1本發(fā)明制得的混凝劑，2FeSO4，3AlCl3，4FeCl3，5MgSO4，縱軸表示每噸水處理成本/元。
具體實(shí)施例方式
1.本實(shí)驗(yàn)采用的是南通某印染廠的印染廢水，顏色為紫紅色，pH值在8～9之間，COD360mg/L左右，色度約200倍，含少量懸浮物。分別加入適量的硫酸亞鐵、硫酸鎂，氯化鋁，氯化鐵以及本發(fā)明制得的混凝劑，控制各自的最佳反應(yīng)條件進(jìn)行混凝沉淀，取上清液測(cè)定其COD值和色度，處理效果如圖1及圖2所示。處理效果相當(dāng)?shù)那闆r下，運(yùn)用本發(fā)明制得的混凝劑處理染色廢水的成本相對(duì)于其它混凝劑要小得多，可大大減少投資和運(yùn)行費(fèi)用。
表1為本發(fā)明制得的混凝劑中不添加復(fù)配成份與添加不同質(zhì)量的復(fù)配成份對(duì)該印染廢水處理效率的對(duì)比。
表1


2.本實(shí)驗(yàn)的處理對(duì)象是南通某印染廠的染色廢水，其顏色為黑色，色度為10000倍左右，COD值1150mg/L，pH值6左右。廢水中含有少量懸浮物。選用本發(fā)明制得的混凝劑、FeSO4、FeCl3、AlCl3和MgSO4五種混凝劑處理該染色廢水，以COD去除率和脫色率為處理效果的指標(biāo)進(jìn)行了比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3和圖4。該混凝劑不僅從效果上優(yōu)于其它同類混凝劑，而且在成本上也顯示了優(yōu)越性。
表2為本發(fā)明制得的混凝劑中不添加復(fù)配成份與添加不同質(zhì)量的復(fù)配成份對(duì)該印染廢水處理效率的對(duì)比。
表2

權(quán)利要求
1.一種處理印染廢水用混凝劑，其組成及重量百分含量為占混凝劑總重量61-74％的粉煤灰，占混凝劑總重量22-31％的稀酸，占混凝劑總重量2-10％的無(wú)機(jī)復(fù)配成份；其化學(xué)組分按水溶性無(wú)機(jī)鹽中的氧化物計(jì)算，其重量百分含量分別為CaO 0.1-0.5％，MgO 5-10％，F(xiàn)e2O30.1-8.8％，其余為硅氧化物為主的雜質(zhì)，以SiO2計(jì)算為40-60％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝劑，其特征在于粉煤灰為飛灰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝劑，其特征在于所述的酸為無(wú)機(jī)酸或其混合酸，優(yōu)選硫酸或鹽酸，其濃度為2～4mol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝劑，其特征在于無(wú)機(jī)復(fù)配成分為鎂鹽或鎂鹽同鐵鹽的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混凝劑，其特征在于無(wú)機(jī)復(fù)配成分中鎂鹽同鐵鹽的重量配比為4∶1～1∶2。
6.一種如權(quán)利要求1所述的處理印染廢水用混凝劑的生產(chǎn)方法，其步驟包括A.在占混凝劑總重量22-31％的稀酸溶液中，在攪拌狀態(tài)下加入占混凝劑總重量的61-74％粉煤灰，進(jìn)行酸浸反應(yīng)；B.將上述溶液冷卻6-8小時(shí)，待金屬離子完全被酸浸出后，再添加占混凝劑總重量2-10％的無(wú)機(jī)復(fù)配成分，得到pH 5-6的黃褐色懸濁液，即為所需的混凝劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟A中的酸為無(wú)機(jī)酸或其混合酸，優(yōu)選硫酸或鹽酸，其濃度為2～4mol/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟B中的無(wú)機(jī)復(fù)配成分為鎂鹽或鎂鹽同鐵鹽的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生產(chǎn)方法，其特征在于無(wú)機(jī)復(fù)配成分中鎂鹽同鐵鹽的重量配比為4∶1～1∶2。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)方法，其特征在于粉煤灰為飛灰。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種處理印染廢水用混凝劑及其生產(chǎn)方法，向占混凝劑總重量22－31％的稀酸溶液中，加入占混凝劑總重量的61％－74％粉煤灰，在攪拌狀態(tài)下進(jìn)行酸浸反應(yīng)，冷卻6－8小時(shí)，待金屬離子完全被酸析出后，再添加占混凝劑溶液總重量2％－10％的無(wú)機(jī)復(fù)配成分，得到所需的混凝劑。該產(chǎn)品為價(jià)廉、高效、無(wú)毒；該制作工藝簡(jiǎn)單、操作方便、產(chǎn)品成本低廉且生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單適用。
文檔編號(hào)B01D21/01GK1762848SQ20051009405
公開日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者徐炎華, 陸雪梅, 徐碧 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)