專利名稱：一種焦化廢水處理用混凝劑及其應(yīng)用工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焦化廢水處理用混凝劑及其應(yīng)用工藝。
(二)
背景技術(shù)：
焦化廢水是煤制焦、煤氣凈化、化學(xué)產(chǎn)品精制及焦化產(chǎn)品回收過 程中產(chǎn)生的廢水，含有酚、聯(lián)苯、吡啶、吲哚和喹啉等幾十種多環(huán)、 雜環(huán)類生物難降解有機(jī)物及無機(jī)氟離子、氨氮離子、氰根離子等有毒 有害污染物，成分復(fù)雜，污染物濃度高、色度高、毒性大，在水中以 真溶液或準(zhǔn)膠體的形態(tài)存在，性質(zhì)非常穩(wěn)定，是一種典型的難降解有
機(jī)廢水。對焦化廢水的處理，目前國內(nèi)一般分兩步進(jìn)行，首先用A/0 或A2/0生化法脫氮和去除大部分CODCT，生化階段出水再用吸附或 混凝法進(jìn)一步處理。焦化廢水中含有大量生物難降解有機(jī)物使生化階 段出水中的CODer仍可達(dá)200 500mg./L，色度高達(dá)上千倍，遠(yuǎn)未達(dá) 到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，后繼的吸附和混凝法就顯得尤為重要。吸附 法中，常采用活性碳、粉煤灰等作吸附劑，但存在成本高或殘?jiān)y處 理等問題，目前國內(nèi)的廠家中很少采用。而混凝法的關(guān)鍵在于所用的 混凝劑，在對焦化廢水的處理中， 一般采用聚合硫酸鐵或聚合氯化鋁 作混凝劑，雖然操作使用方便，但對COD"、色度、總CN'等主要污 染指標(biāo)的去除率都不高，致使出水遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到國家或地方允許排放標(biāo)準(zhǔn)。而另一方面，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市場對鋼鐵等需求量的增大，國 內(nèi)絕大多數(shù)焦化廠、煤氣廠焦化廢水排放量卻日益增多，這些廢水卻 日夜污染著我們的環(huán)境。因此，針對焦化廢水開發(fā)一種專用混凝劑，
有效地去除其中的COD^色度、和總CN—等污染物，使廢水出水指
標(biāo)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)已顯得十分重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的是要針對焦化廢水性質(zhì)穩(wěn)定、難于生物降解的 水質(zhì)特點(diǎn)，提供一種高效、經(jīng)濟(jì)的焦化廢水處理用混凝劑。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明主要是在該復(fù)合無機(jī)混凝劑的合成 過程中，通過優(yōu)化工藝條件，即調(diào)節(jié)原料配比、溫度、堿化度、攪拌 強(qiáng)度，合成一種更加高效、經(jīng)濟(jì)的焦化廢水處理用混凝劑。
具體的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下-
一種焦化廢水處理用混凝劑，是以硫酸亞鐵、硫酸鋁、氯化鐵、 聚硅酸、沸石粉為原料復(fù)合而成，其原料質(zhì)量百分比組成為硫酸亞
鐵30 70%，硫酸鋁20~60%，氯化鐵3 10%，聚硅酸1 5%，沸石粉 卜5%;
所述的焦化廢水處理用混凝劑的制備方法如下將原料硫酸亞 鐵、硫酸鋁、氯化鐵、聚硅酸、沸石粉按上述質(zhì)量配比混合，粉碎至
50~100目，在70 9(TC下對其進(jìn)行加熱攪拌2 3h，然后再對上述處
理后的原料進(jìn)行如下處理對粉碎、加熱攪拌后的原料滴加質(zhì)量濃度
為0.1 0.5。/。的NaOH溶液或質(zhì)量濃度為0.05 3%的Ca(OH)2乳液，使NaOH或Ca(OH)2質(zhì)量的加入量為原料總質(zhì)量的0.1 0.5%，即得到焦
化廢水處理用混凝劑液態(tài)型成品；或者對粉碎、加熱攪拌后的原料滴 加質(zhì)量濃度為20 30Q/。的NaOH溶液或質(zhì)量濃度為10 15。/o的Ca(OH)2 乳液，使NaOH或Ca(OH)2質(zhì)量為原料總質(zhì)量的0.1~0.5%，滴加完 畢后經(jīng)烘干、過篩即得到焦化廢水處理用混凝劑粉末型成品。
本發(fā)明所述的制備過程在攪拌下進(jìn)行，攪拌速度200 500r/min。 本發(fā)明中一般控制所述的質(zhì)量濃度為0.1 0.5%的NaOH溶液、 質(zhì)量濃度為0.05 3%的Ca(OH)2乳液、質(zhì)量濃度為20 30%的NaOH 溶液或質(zhì)量濃度為10 15%的Ca(OH)2乳液的滴加時間在0.5 2h。 本發(fā)明所述的Ca(OH)2乳液為Ca(OH)2和水形成的乳濁液。 本發(fā)明優(yōu)選對粉碎、加熱攪拌后的原料滴加質(zhì)量濃度為0.1~0.5% 的NaOH溶液以制得焦化廢水處理用混凝劑液態(tài)型成品或者對粉碎、 加熱攪拌后的原料滴加質(zhì)量濃度為20~30%的NaOH溶液以制得焦化 廢水處理用混凝劑粉末型成品。
本發(fā)明中，所述焦化廢水處理混凝劑的原料中硫酸鋁和硫酸亞鐵 的配比較大，為降低成本，選用的硫酸亞鐵來自于鈦白粉或金屬加工 廠等產(chǎn)生的工業(yè)副產(chǎn)物，而選用的硫酸鋁則來自鋁制金屬廢料與酸反 應(yīng)制備而來，這些物料經(jīng)過預(yù)處理去除其它雜質(zhì)、調(diào)節(jié)濃度即可用來 制備焦化廢水處理用混凝劑。
按照本發(fā)明方法制備而得的焦化廢水專用混凝劑的各項(xiàng)指標(biāo)如
下
(1)、液體產(chǎn)品(紅棕色)固含量15-20%、 Al203含量》7.8。/。、 Fe203細(xì)晶粒)八1203含量>8.0%、 Fe203 含量》13.2%、鹽基度達(dá)到5 35%、水不溶物含量《2.5%、 pH值(1% 水溶液)1.0 3.0、可溶性(固體產(chǎn)品45°/。溶液攪拌lh可完全溶解)。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種簡單、高效、經(jīng)濟(jì)的焦化廢水處 理用混凝劑的應(yīng)用工藝。本發(fā)明所述焦化廢水處理用混凝劑的應(yīng)用工 藝包括焦化廢水的A/O生化處理階段和隨后的混凝劑混凝處理階段， 焦化廢水在經(jīng)A/O生化處理后，調(diào)節(jié)經(jīng)A/O生化處理后的焦化廢水 的pH值，使之處于6 9之間，加入所述的焦化廢水處理用混凝劑進(jìn) 行混凝處理，使焦化廢水中所述焦化廢水處理用混凝劑的終濃度以其 固含量計為900~1500mg/L。
進(jìn)一步，上述混凝處理過程具體可采用如下步驟加入所述的焦 化廢水處理用混凝劑后，先以300~500r/min攪拌30~60s，再以 60~120r/min攪拌10 15min，然后靜置30 50min。
本發(fā)明所述焦化廢水處理用混凝劑對CN.、色度、F—等指標(biāo)均能 達(dá)到滿意的處理效果，特別是在焦化廢水的脫色、除氰、去氟等方面 效果顯著。采用上述應(yīng)用工藝對焦化廢水進(jìn)行處理后，幾個主要污染 指標(biāo)均能達(dá)到允許排放標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明制備得到的焦化廢水處理混凝劑，
其有效成分含有大量的鐵鋁復(fù)合高價聚羥陽離子及鐵鋁硅復(fù)合陽離 子，帶高正電荷，具有很強(qiáng)的吸附電中和、壓縮雙電層及吸附架橋能力，投加到廢水中后，能迅速分散開來，與焦化廢水中的污染組分發(fā) 生作用，使廢水中的產(chǎn)生色度的芳環(huán)、稠環(huán)類污染物發(fā)生凝聚而沉淀， 同時將廢水中的酚類、氰類夾帶下來，從而有效去除焦化廢水中的各
種污染組分。另外，該復(fù)合混凝劑中存在的Si、 Ca等其它元素，則 使以上提及的這些鐵、鋁聚羥陽離子相互粘合作用而形成更大的聚合 體，從而使形成的絮塊體積更大，絮體更加密實(shí)，這樣使得沉降速度 快且完全，縮短沉降時間，與其它混凝劑相比，混凝效果更加良好。 另外，該焦化廢水處理混凝劑可在原有設(shè)施系統(tǒng)上操作，無需更改設(shè) 備增加投資，是一種高效、經(jīng)濟(jì)的焦化廢水專用藥劑。
(四)具體實(shí)施例
下面以具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明 的保護(hù)范圍不限于此。
本發(fā)明制備實(shí)施例中，所使用的各原料來源如下硫酸亞鐵(諸 暨豐盈化工有限公司生產(chǎn))、硫酸鋁(杭州硫酸鋁有限公司生產(chǎn))、氯 化鐵(溫州天盛電化有限公司生產(chǎn))、聚硅酸(浙江省東陽市高爾特 精細(xì)輔料廠生產(chǎn))、沸石(浙江神石礦業(yè)有限公司生產(chǎn))。 實(shí)施例l:混凝劑的制備
將原料按下述質(zhì)量配比混合硫酸亞鐵50%、硫酸鋁30%、氯 化鐵10%、聚硅酸5%、沸石5%按質(zhì)量配比混合，總質(zhì)量為30克。 粉碎至50-100目，在70 9(TC下對其進(jìn)行加熱，以300r/min的速度 攪拌2h，然后再對上述處理后的原料滴加質(zhì)量濃度為20%的NaOH溶液6毫升，2h滴完，經(jīng)烘干、過篩、包裝即得到焦化廢水處理用 混凝劑成品。
實(shí)施例2:混凝劑的制備
將原料按如下質(zhì)量配比混合硫酸亞鐵45%、硫酸鋁40%、氯 化鐵5%、聚硅酸5%、沸石5%按質(zhì)量配比混合，總質(zhì)量為30千克。 粉碎至50-100目，在70 9(TC下對其進(jìn)行加熱，以300r/min的速度攪 拌2h，然后再對上述處理后的原料滴加質(zhì)量濃度為20%的NaOH溶 液6升，1.5h滴完，經(jīng)烘干、過篩、包裝即得到焦化廢水處理用混凝 劑成品。
本發(fā)明應(yīng)用實(shí)施例，取某焦化廠的焦化廢水進(jìn)行混凝實(shí)驗(yàn)。該廠 焦化廢水前階段經(jīng)調(diào)整、中和、氣浮除油、A/0生化等階段處理后， 出水主要指標(biāo)CODcr為200 400mg/L左右，主要由難于生物降解的 雜環(huán)、芳環(huán)污染物構(gòu)成，色度在300倍左右，總CN—在1.0mg/L左右、 F—在25mg/L左右，都大大高于國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例3:混凝劑的應(yīng)用
(1) 取該廠經(jīng)前階段處理的焦化廢水，其出水水質(zhì)為COD
為200mg/L，色度240倍，總CM為1.2mg/L， F為25mg/L;
(2) 用石灰乳調(diào)節(jié)焦化廢水的pH值，使之處于6 9之間，啟 動六聯(lián)體攪拌機(jī)攪拌器，然后投入實(shí)施例1制得的焦化廢水處理用混 凝劑，投加量為900mg/L，以300r/min攪拌30s后以80r/min攪拌10min，靜置30min，取上清液，測定CODer、總CN\ F和色度。
檢測方法是采用《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)》；COD測 定采用重鉻酸鉀法；色度測定采用鉑鈷比色法；F的測定采用離子選 擇性電極法,CN—的測定用蒸餾比色法測定。
(3)經(jīng)測定出水指標(biāo)CODcr為80mg/L，色度50倍，總CN— 為0.36mg/L， F為7mg/L。根據(jù)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)》， 這幾項(xiàng)主要指標(biāo)均可達(dá)標(biāo)排放。
實(shí)施例4:混凝劑的應(yīng)用
由于混凝實(shí)驗(yàn)是在靜態(tài)條件下進(jìn)行的，為了進(jìn)一步接近實(shí)際情 況，考察該焦化廢水處理用混凝劑在實(shí)際操作情況下的混凝效果，在 廠方配合下進(jìn)行了現(xiàn)場混凝模擬動態(tài)實(shí)驗(yàn)。
(1) 現(xiàn)場混凝模擬實(shí)驗(yàn)的裝置，按廠方現(xiàn)行實(shí)際反應(yīng)槽及沉淀
池的大小和形狀進(jìn)行設(shè)計，但大小為實(shí)際尺寸縮小iooo倍的模型，
通過閥門控制廢水進(jìn)水流量為5L/min。廢水水質(zhì)為CODCT為 180 220mg/L，色度200 260倍，總CN"為1.2~1.6 mg/L， F為20-30 mg/L;
(2) 模擬實(shí)驗(yàn)每次開機(jī)后，連續(xù)運(yùn)行2 4天，每天24小時不間 斷。啟動空氣壓縮機(jī)，通壓縮空氣鼓泡攪拌，然后通過蠕動泵準(zhǔn)確投 加實(shí)施例2制得的焦化廢水處理用混凝劑，投加量為900 mg/L左右。
(3) 待系統(tǒng)運(yùn)行一段時間，出水水質(zhì)穩(wěn)定后取水樣分析水質(zhì)指 標(biāo)，檢測方法同實(shí)施例4。經(jīng)過連續(xù)幾天的測定，出水水質(zhì)CODa在60 80mg/L左右，總CN-在0.3 0.6mg/L左右，色度在50-70倍左右， F濃度在5.0 7.0mg/L左右，出水pH在6 7，幾個主要污染指標(biāo)均能 達(dá)到允許排放標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種焦化廢水處理用混凝劑，所述的焦化廢水處理用混凝劑是以硫酸亞鐵、硫酸鋁、氯化鐵、聚硅酸、沸石粉為原料復(fù)合而成，其原料質(zhì)量百分比組成為硫酸亞鐵30～70％，硫酸鋁20～60％，氯化鐵3～10％，聚硅酸1～5％，沸石粉1～5％；所述的焦化廢水處理用混凝劑按照如下方法制備將原料硫酸亞鐵、硫酸鋁、氯化鐵、聚硅酸、沸石粉按上述質(zhì)量配比混合，粉碎至50～100目，在70～90℃下對其進(jìn)行加熱攪拌2～3h；然后再對上述處理后的原料進(jìn)行如下處理對粉碎、加熱攪拌后的原料滴加質(zhì)量濃度為0.1～0.5％的NaOH溶液或質(zhì)量濃度為0.05～3％的Ca(OH)2乳液，使NaOH或Ca(OH)2的加入量為原料總質(zhì)量的0.1～0.5％，即得到焦化廢水處理用混凝劑液態(tài)型成品；或者對粉碎、加熱攪拌后的原料滴加質(zhì)量濃度為20～30％的NaOH溶液或質(zhì)量濃度為10～15％的Ca(OH)2乳液，使NaOH或Ca(OH)2質(zhì)量為原料總質(zhì)量的0.1～0.5％，滴加完畢后經(jīng)烘干、過篩即得到焦化廢水處理用混凝劑粉末型成品。
2、 如權(quán)利要求1所述的焦化廢水處理用混凝劑，起特征在于所述的 制備過程在攪拌下進(jìn)行，攪拌速度在200 500r/min。
3、 如權(quán)利要求1所述的焦化廢水處理用混凝劑，其特征在于控制所 述的質(zhì)量濃度為0.1~0.5%的NaOH溶液、質(zhì)量濃度為0.05~3%的 Ca(OH)2乳液、質(zhì)量濃度為20 30%的NaOH溶液或質(zhì)量濃度為 10 15%的Ca(OH)2乳液的滴加時間為0.5 2h。
4、 如權(quán)利要求1~3之一所述的焦化廢水處理用混凝劑，其特征在于對粉碎、加熱攪拌后的原料滴加質(zhì)量濃度為0.1~0.5%的NaOH溶液 以制得焦化廢水處理用混凝劑液態(tài)型成品或者對粉碎、加熱攪拌后的 原料滴加質(zhì)量濃度為20 30%的NaOH溶液以制得焦化廢水處理用混 凝劑粉末型成品。
5、 一種如權(quán)利要求1所述的焦化廢水處理用混凝劑的應(yīng)用工藝，所 述應(yīng)用工藝包括焦化廢水的A/0生化處理階段和隨后的混凝劑混凝 處理階段，其特征在于焦化廢水在A/0生化處理后，先用石灰乳調(diào) 節(jié)經(jīng)A/0生化處理后的焦化廢水的pH值，使之處于6 9之間，加入 所述的焦化廢水處理用混凝劑進(jìn)行混凝處理，使焦化廢水中所述焦化 廢水處理用混凝劑的的終濃度以其固含量計為卯0 1500mg/L。
6、 如權(quán)利要求5所述的應(yīng)用工藝，其特征在于所述的混凝處理為 加入所述的焦化廢水處理用混凝劑后，先以300 500r/min攪拌 3Q 60s，再以60~120r/min攪拌10 15min，然后靜置30 50min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種焦化廢水處理用混凝劑及其應(yīng)用工藝，所述的焦化廢水處理用混凝劑是以硫酸亞鐵、硫酸鋁、氯化鐵、聚硅酸、沸石粉為原料復(fù)合而成，其原料質(zhì)量百分比組成為硫酸亞鐵30～70％，硫酸鋁20～60％，氯化鐵3～10％，聚硅酸1～5％，沸石粉1～5％。所述應(yīng)用工藝是在焦化廢水經(jīng)A/O生化處理后的混凝處理階段，調(diào)節(jié)經(jīng)A/O生化處理后的焦化廢水的pH值，使之處于6～9之間，加入所述的焦化廢水處理用混凝劑進(jìn)行混凝處理，使焦化廢水中所述焦化廢水處理用混凝劑的終濃度為900～1500mg/L。與其他混凝劑相比，本發(fā)明制得的混凝劑高效、經(jīng)濟(jì)，混凝效果更加良好；并且應(yīng)用工藝簡單、投資成本低。
文檔編號C02F1/52GK101497470SQ200910095980
公開日2009年8月5日 申請日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月26日
發(fā)明者劉維屏, 盧建杭, 張安平, 朱顯躍, 童少平 申請人:杭州誠潔環(huán)保有限公司