專利名稱：一種生產(chǎn)高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種生產(chǎn)高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑的方法，本發(fā)明涉及一種利用含有多種金屬的鋁合金污泥為原料制備高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑的方法，既利用鋁合金加工產(chǎn)生的有多種金屬的鋁合金污泥，又通過壓濾、反應(yīng)的方法生產(chǎn)高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑，用于處理廢水，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于在鋁合金加工生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的污泥，污泥中含有可以利用的成分(鋁、 鋅、鎂)和有害的成分，能否將其溶解并將有用的成分加以充分利用，把有害的成分進(jìn)行分離，使之制成的產(chǎn)品具有合格的、穩(wěn)定的質(zhì)量，成為了鋁合金污泥處理及再利用的關(guān)鍵。在已有的處理該類污泥的技術(shù)中目前還沒有發(fā)現(xiàn)可實(shí)現(xiàn)此目的的技術(shù)。通過GB 5085. 3-2007 《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》的檢驗(yàn)，若這種鋁合金的污泥中的重金屬含量超出最低限值，會(huì)列入《國家危險(xiǎn)廢物名錄》屬于危險(xiǎn)廢物，應(yīng)按照危險(xiǎn)廢物處置要求進(jìn)行合法處置， 不能進(jìn)行簡單的傾倒或填埋。本發(fā)明就是提供了合法處置此危險(xiǎn)廢物的技術(shù)，有效地解決了處理這種污泥的難題，并且創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，消除了重金屬污泥對(duì)環(huán)境的污染風(fēng)險(xiǎn)。鋁合金本身含有鋁、鋅、鎂、銅、鎳及其它金屬，通過表面堿洗和酸洗工藝，以及生產(chǎn)鋁合金過程中要對(duì)鋁合金使用含有鉻和鎳的藥品進(jìn)行表面氧化處理，從而會(huì)產(chǎn)生大量廢水，廢水中含有大量的鋁離子和少量的鋅、鎂離子以及重金屬離子鎳、鉻、銅等。這些廢水通過堿中和調(diào)節(jié)及混凝沉淀法進(jìn)行處理，在處理過程中各種金屬離子大多會(huì)以金屬氫氧化物的形式沉淀，并通過壓濾機(jī)脫水后產(chǎn)生含有多種金屬離子的污泥，此污泥的就是我們需要處理的污泥。通過分析可知，此污泥的含固率通常在15%左右，污泥的主要成分是含有大量一水軟鋁石(Y-AWOH)其中大部分是晶體，小部分是無定形結(jié)構(gòu)的固體多孔物質(zhì)，少量的氫氧化鋅、氫氧化鎂、氫氧化鎳、氫氧化鉻、氫氧化銅等氫氧化物以及80%左右的水。其中含有Y-AWOH的無定形結(jié)構(gòu)的固體多孔物質(zhì)、氫氧化鋅、氫氧化鎂是本發(fā)明中可以利用的物質(zhì)，氫氧化鎳、氫氧化鉻、氫氧化銅等重金屬化合物會(huì)對(duì)環(huán)境和人體有害的，我們可以從產(chǎn)品的重金屬含量要求加以去除。正常生產(chǎn)高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑需用多步法才能實(shí)現(xiàn)，先用鹽酸或硫酸與鋁礬土加壓加熱至110-120°c反應(yīng)池后，加入鋁酸鈣粉反應(yīng)2h，再加入氧化鎂堿化反應(yīng) lh，最后再添加氯化鋅，，再通過靜止沉淀或壓濾將殘?jiān)コ蟮玫疆a(chǎn)品高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑，此方法生產(chǎn)周期長，需要加熱，步驟繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用含有多種金屬的鋁合金表面處理污泥通過壓濾、反應(yīng)生產(chǎn)高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑。本發(fā)明的技術(shù)方案一種生產(chǎn)高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑的方法，其特征是生產(chǎn)步驟如下按重量份數(shù)計(jì)(1)取含有多種金屬的鋁合金污泥100份，加入10-30份的循環(huán)濾液和3_10 份的調(diào)質(zhì)劑，充分混合，通過隔膜泵打入可變?yōu)V室壓濾機(jī)內(nèi)初濾保壓后，得到含固率為 10% -20%的濾餅，再通過濾板液壓裝置液壓過濾，形成含固率為50% -70%的干污泥濾餅，濾液作為循環(huán)濾液重復(fù)使用，最后經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎得干污泥；(2)在防腐反應(yīng)釜/池中用防腐泵打入質(zhì)量濃度為10% -90%的酸10-50份；(3)攪拌反應(yīng)液的同時(shí)用裝載機(jī)將49. 5-89份步驟(1)所得干污泥加入到反應(yīng)釜 /池，控制所述多種金屬的鋁合金污泥的加入量來調(diào)節(jié)PH值至0. 5-2. 5 ；常溫下繼續(xù)攪拌反應(yīng)1. 5-2h，使所述干污泥完全溶解，得到鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑A ；(4)向步驟C3)所得鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑A中加入0. 5-1份重金屬捕集劑，繼續(xù)攪拌0. 5h ；(5)用防腐泵將步驟(4)所得液體打入沉淀池后用壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，液相即為鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑B，固相為不溶的重金屬絡(luò)合物和不溶物雜質(zhì)的殘?jiān)?。步驟O)中所述酸為質(zhì)量濃度20% -31%的工業(yè)鹽酸、質(zhì)量濃度70% -90%的工業(yè)硫酸、質(zhì)量濃度10% -30%的廢鹽酸和質(zhì)量濃度50% -90%的廢硫酸中的一種或多種。所述含有多種金屬的鋁合金污泥中含有大量一水軟鋁石(Y-AW0H)、固體多孔物質(zhì)、氫氧化鋅、氫氧化鎂，以及重金屬化合物氫氧化鎳、氫氧化鉻和氫氧化銅等。固體多孔物質(zhì)中大部分是晶體，小部分呈無定形結(jié)構(gòu)。所述重金屬捕集劑為以下物質(zhì)中的一種或多種；無機(jī)硫化物硫化鈉、多硫化鈉、 硫化鉀或硫化銨；有機(jī)硫化物乙二胺四乙酸二鈉、乙二胺四乙酸、二甲基二硫代氨基甲酸鈉、N，N-二甲氨基二硫代甲酸鈉、二乙基二硫代氨基甲酸鈉、N，N-雙(二硫代羧基)二乙烯三胺乙基聚合物或DTCR重金屬捕集劑。所述鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑A中含有重金屬離子，用作污水凈水劑，重金屬離子含量符合“聚合氯化鋁國家標(biāo)準(zhǔn)GB15892-2003”II類液體的標(biāo)準(zhǔn)；所述鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑B中不含或含有較少重金屬離子，重金屬離子含量符合“聚合氯化鋁國家標(biāo)準(zhǔn) GB15892-2003” I類液體的標(biāo)準(zhǔn)，用作飲用水凈水劑。所述鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑B和鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑A是含有Al3+、Zn2\ Mg2+金屬離子以及Cl_、S042_的混合液，pH值在0. 5-2. 5之間。本發(fā)明的高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑也可以作為生產(chǎn)硫酸鋁或聚合氯化鋁的原料。高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑A會(huì)含有少量的重金屬，作為凈水劑直接用于污水處理，有可能會(huì)增加污水中的重金屬含量的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致排放水重金屬超標(biāo)，若要使用應(yīng)先做試驗(yàn)，確保排放水中重金屬達(dá)標(biāo)排放，但絕不允許直接用于生活飲用水的處理。本產(chǎn)品高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑中存在的鋁、鎂、鋅等離子在廢水中進(jìn)行水解形成負(fù)電荷，從而會(huì)吸附大量帶正電荷的污染物，由于鎂和鋅離子的存在可以協(xié)同鋁離子產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，吸附更多的污染物產(chǎn)生更大的絮凝體，從而更容易進(jìn)行分離。這樣可以相對(duì)地減少凈水劑的用量，加快廢水的分離速度，增加廢水的COD去除率，提高廢水的脫色率，提高廢水的處理量。對(duì)于COD、色度相對(duì)較高的印染廢水通過高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑處理后COD、色度的去除率比其他普通的凈水劑有明顯的提高。用于處理含有廢水特別是洗毛廢水有明顯的效果，含油廢水中由于乳化劑的作用，普通凈水劑不容易將廢水進(jìn)行油水分離，引入硫酸根后，破壞了含油廢水的穩(wěn)定基團(tuán)，打破了油水平衡使油和水更容易被分離。本發(fā)明的有益效果無需加熱就能反應(yīng)，節(jié)約能源；生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不溶物大大減少，如果用傳統(tǒng)法生產(chǎn)需用多步法才能實(shí)現(xiàn)，由于鋁礬土的溶出率只有80%，用鋁礬土生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生大量的殘?jiān)?，而本發(fā)明的殘?jiān)挥卸嗖椒ǖ?/20，能節(jié)省處理這些殘?jiān)囊淮蠊P成本和殘?jiān)廴荆煌ǔ５膬羲畡┮驪H值在3左右才能有絮凝作用，但本發(fā)明的凈水劑在較低的PH值下就能與廢水產(chǎn)生絮凝，尤其適用于堿性廢水的處理，減少用酸來調(diào)節(jié)pH至后加凈水劑的步驟，擴(kuò)大了對(duì)廢水PH值的要求范圍，增大了對(duì)廢水pH值的適應(yīng)性，這是其他凈水劑無法比擬的。通過大量的試驗(yàn)以及現(xiàn)場使用后總結(jié)本產(chǎn)品高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑與其他普通的凈水劑相比存在以下優(yōu)點(diǎn)①用量少，節(jié)約單位廢水量的用藥成本。②適應(yīng)性廣，適用于各種廢水，對(duì)同種廢水能有效降低各階段的負(fù)荷沖擊，避免處理過程中頻繁調(diào)整藥劑添加量。③礬花大，形成的絮凝體容易沉降。④COD、色度的去除率相對(duì)較高。⑤對(duì)廢水PH值的要求范圍大，適應(yīng)性強(qiáng)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 一種生產(chǎn)高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑的方法，步驟如下其配方比例按重量份數(shù)計(jì)(1)取含有多種金屬的鋁合金污泥100份，加入10-30份的循環(huán)濾液(水)和3_10 份的調(diào)質(zhì)劑，充分混合，通過隔膜泵打入可變?yōu)V室壓濾機(jī)內(nèi)初濾保壓后，得到含固率為10% 的濾餅，再通過濾板液壓裝置液壓過濾，形成含固率為50%的干污泥濾餅，濾液作為循環(huán)濾液重復(fù)使用，最后經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎得干污泥；所述調(diào)質(zhì)劑購自由杭州鯨王壓濾機(jī)有限公司。(2)在防腐的反應(yīng)釜(池)中用防腐泵打入質(zhì)量濃度為90%的廢硫酸10份；(3)攪拌反應(yīng)液的同時(shí)用裝載機(jī)將89份步驟(1)所得干污泥加入到反應(yīng)釜/池， 控制所述多種金屬的鋁合金污泥的加入量來調(diào)節(jié)PH值至0. 5 ；常溫下繼續(xù)攪拌反應(yīng)1. 5，使所述多種金屬的鋁合金污泥完全溶解，得到鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑A ；(4)向步驟(3)所得鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑A中加入硫化鈉1份，繼續(xù)攪拌0. 5h 后為反應(yīng)好的液體；(5)用防腐泵將反應(yīng)好的液體打入沉淀池后用壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，液相為高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑B，固相為不溶的重金屬絡(luò)合物和不溶物雜質(zhì)的殘?jiān)１景l(fā)明中的Mg2+金屬離子的引入的作用是使本凈水劑在較低的pH值就能與廢水產(chǎn)生絮凝作用。本發(fā)明中的Si2+金屬離子的引入的作用是使本凈水劑的脫色特性增強(qiáng)，能夠快速降低水中的色度。
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實(shí)施例2 —種生產(chǎn)高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑的方法，步驟如下其配方比例按重量份數(shù)計(jì)(1)取含有多種金屬的鋁合金污泥100份，加入10-30份的循環(huán)濾液和3_10份的調(diào)質(zhì)劑，充分混合，通過隔膜泵打入可變?yōu)V室壓濾機(jī)內(nèi)初濾保壓后，得到含固率為20%的濾餅，再通過濾板液壓裝置液壓過濾，形成含固率為70%的干污泥濾餅，濾液作為循環(huán)濾液重復(fù)使用，最后經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎得干污泥；所述調(diào)質(zhì)劑購自由杭州鯨王壓濾機(jī)有限公司。(2)在防腐的反應(yīng)釜(池)中用防腐泵打入含酸量為50%的廢鹽酸30份。(3)攪拌反應(yīng)液的同時(shí)用裝載機(jī)將69. 5份的干污泥加入到反應(yīng)釜，控制污泥的加入量來調(diào)節(jié)PH值至1. 5，在常溫下攪拌反應(yīng)lh，使所述干污泥完全反應(yīng)溶解得到高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑A。(4)在上述高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑A中加入DTCR重金屬捕集劑0. 5份， 繼續(xù)攪拌0. 5h后為反應(yīng)好的液體。DTCR重金屬捕集劑購自蘇州普銳德新材料開發(fā)有限公司。(5)用防腐泵將反應(yīng)好的液體打入沉淀池后用壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，液相為高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑B，固相為不溶的重金屬絡(luò)合物和不溶物雜質(zhì)的殘?jiān)?。?shí)施例3 —種生產(chǎn)高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑的方法，步驟如下其配方比例按重量份數(shù)計(jì)(1)取含有多種金屬的鋁合金污泥100份，加入10-30份的循環(huán)濾液和3_10份的調(diào)質(zhì)劑，充分混合，通過隔膜泵打入可變?yōu)V室壓濾機(jī)內(nèi)初濾保壓后，得到含固率為15%的濾餅，再通過濾板液壓裝置液壓過濾，形成含固率為60%的干污泥濾餅，濾液作為循環(huán)濾液重復(fù)使用，最后經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎得干污泥；所述調(diào)質(zhì)劑購自由杭州鯨王壓濾機(jī)有限公司。(2)在防腐的反應(yīng)釜(池)中用防腐泵打入含酸量為30%的工業(yè)鹽酸60份。(3)攪拌反應(yīng)液的同時(shí)用裝載機(jī)將39. 5份的干污泥加入到反應(yīng)釜，控制污泥的加入量來調(diào)節(jié)PH值至0. 5，在常溫下攪拌反應(yīng)0.證，使所述干污泥完全反應(yīng)溶解得到高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑A ；(4)將上述高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑A中加入重金屬捕集劑N，N-雙(二硫代羧基)二乙烯三胺乙基聚合物0. 5份，繼續(xù)攪拌0. 5h后為反應(yīng)好的液體；(5)用防腐泵將反應(yīng)好的液體打入沉淀池后用壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，液相為高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑B，固相為不溶的重金屬絡(luò)合物和不溶物雜質(zhì)的殘?jiān)?。?yīng)用實(shí)施例4鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑A與凈水劑聚合氯化鋁PAC、凈水劑聚合硫酸鐵PFS、凈水劑聚合硅酸氯化鋁PASC比較，處理含油廢水500mL水樣1和洗毛廢水500mL水樣2，各凈水劑添加量同樣為0. 2%，COD去除率見表1及表2所示。表1含油廢水COD去除率
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑的方法，其特征是生產(chǎn)步驟如下其配方比例按重量份數(shù)計(jì)(1)取含有多種金屬的鋁合金污泥100份，加入10-30份的循環(huán)濾液和3-10份的調(diào)質(zhì)劑，充分混合，通過隔膜泵打入可變?yōu)V室壓濾機(jī)內(nèi)初濾保壓后，得到含固率為10% -20%的濾餅，再通過濾板液壓裝置液壓過濾，形成含固率為50% -70%的干污泥濾餅，濾液作為循環(huán)濾液重復(fù)使用，最后經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎得干污泥；(2)在防腐反應(yīng)釜/池中用防腐泵打入質(zhì)量濃度為10%-90%的酸10-50份；(3)攪拌反應(yīng)液的同時(shí)用裝載機(jī)將49.5-89份步驟(1)所得干污泥加入到反應(yīng)釜/池， 控制所述污泥的加入量來調(diào)節(jié)PH值至0. 5-2. 5 ；常溫下繼續(xù)攪拌反應(yīng)1. 5-2h，使所述干污泥完全溶解，得到鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑A ；(4)向步驟C3)所得鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑A中加入0.5-1份重金屬捕集劑，繼續(xù)攪拌 0. 5h ；(5)用防腐泵將步驟(4)所得液體打入沉淀池用壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，液相即為鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑B，固相為不溶的重金屬絡(luò)合物和不溶物雜質(zhì)的殘?jiān)?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種生產(chǎn)高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑的方法，其特征是 步驟( 中所述酸為質(zhì)量濃度20% -31%的工業(yè)鹽酸、質(zhì)量濃度70% -90%的工業(yè)硫酸、質(zhì)量濃度10% -30%的廢鹽酸或質(zhì)量濃度50% -90%的廢硫酸中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種生產(chǎn)高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑的方法，其特征是 所述含有多種金屬的鋁合金污泥中含有一水軟鋁石Y-AW0H、氫氧化鋅、氫氧化鎂，以及重金屬化合物氫氧化鎳、氫氧化鉻和氫氧化銅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種生產(chǎn)高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑的方法，其特征是 所述重金屬捕集劑為無機(jī)硫化物或有機(jī)硫化物中的一種或多種；無機(jī)硫化物硫化鈉、多硫化鈉、硫化鉀或硫化銨；有機(jī)硫化物乙二胺四乙酸二鈉、乙二胺四乙酸、二甲基二硫代氨基甲酸鈉、N，N-二甲氨基二硫代甲酸鈉、二乙基二硫代氨基甲酸鈉、N，N-雙(二硫代羧基)二乙烯三胺乙基聚合物或DTCR重金屬捕集劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種生產(chǎn)高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑的方法，其特征是 所述鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑A是含有重金屬離子，Al3+、Zn2\ Mg2+金屬離子以及Cl—、 SO42"的混合液，pH值在0. 5-2. 5之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種生產(chǎn)高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑的方法，其特征是 所述鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑B是含有Al3+、Zn2\ Mg2+金屬離子以及Cl_、S042_的混合液， pH值在0. 5-2. 5之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)高濃度鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑的方法，特征是生產(chǎn)步驟如下在含有多種金屬的鋁合金污泥中加入循環(huán)濾液和調(diào)質(zhì)劑，充分混合，通過濾板液壓裝置液壓過濾，形成干污泥濾餅，經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎得干污泥；在干污泥中加入酸；控制所述污泥的加入量來調(diào)節(jié)pH值；常溫下繼續(xù)攪拌反應(yīng)，使所述干污泥完全溶解，得到鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑A；在所得鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑A中加入重金屬捕集劑，繼續(xù)攪拌沉淀池后用壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，液相即為鋁鋅鎂多離子復(fù)合凈水劑B，固相為不溶的重金屬絡(luò)合物和不溶物雜質(zhì)的殘?jiān)?。本發(fā)明有效地解決了處理這種污泥的難題，并且創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，消除了重金屬污泥對(duì)環(huán)境的污染風(fēng)險(xiǎn)。
文檔編號(hào)C02F1/52GK102276031SQ201110135839
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者童益 申請人:童益