專利名稱：一種用于焦化廢水深度處理的復(fù)合礦物吸附劑及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于焦化廢水深度處理的復(fù)合礦物吸附劑及其制法。
背景技術(shù)：
焦化廢水是在原煤高溫干餾、煤氣凈化和化工產(chǎn)品精制過程中產(chǎn)生的廢水，其成分復(fù)雜，含有大量的酚類、聯(lián)苯、吡啶、吲哚和喹啉等有機污染物，還含有氰、無機氟離子和氨氮等有毒有害物質(zhì)，污染物色高，屬較難生化降解的高濃度有機工業(yè)廢水。因此焦化廢水的處理是較難解決且急需解決的一大難題。根據(jù)有害物質(zhì)濃度(主要是酚的濃度)可將焦化廢水處理分為三級，一級處理方法主要有溶劑萃取法脫酚和蒸汽循環(huán)法脫酚，主要是處理高濃度酚水；二級處理方法主要是生化處理法，也叫活性污泥法，主要處理是中等濃度的酚水；三級處理方法主要有活性炭吸附法和臭氧氧化法。三級處理的廢水來源于二級處理后的水，是隨著環(huán)保要求日益提高而設(shè)置的水處理設(shè)施，但廢水的三級處理具有投資大，操作費用高的特點，大多數(shù)焦化廠未進行三級處理，排放的廢水生化需氧量(BOD)能達到國家廢水二級排放標準，但氰化物、化學(xué)需氧量COD值及氨氮等普遍超標，達不到國家要求的排放標準。因此，尋求工藝簡單、成本低廉的三級深度處理技術(shù)是目前焦化廢水處理迫切需要解決的問題。針對活性炭吸附法深度處理焦化廢水過程中操作成本高的問題，可采用粉煤灰、 磺化煤、粘土礦物及其它天然多孔礦物等來解決。以礦物、廢渣等為吸附劑深度處理焦化廢水還具有成本低廉、以廢治廢的特點。如湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司等發(fā)明了一種采用工業(yè)焦粉替代活性炭處理焦化廢水的方法(中國專利，專利號200810143469. 5)，將焦化廢水酸化處理后，利用工業(yè)焦粉吸附處理焦化廢水，吸附飽和的工業(yè)焦粉經(jīng)高溫加熱后再生回用或不經(jīng)再生利用直接替代普通焦粉摻入煉鐵燒結(jié)礦原料中利用。表明，經(jīng)處理后焦化廢水出水水質(zhì)中色度和COD值的脫除率分別達到65%和85%，可達污水綜合排放標準(GB8978-96)中一級排放標準。Sun 等(W. L. Sun, et al. Journal of Hazardous Materials, 2008, 154(1-3) : 595-60L )采用粉煤灰深度對生化處理后焦化廢水進行深度處理，研究結(jié)果表明粒徑小于O. 074 mm的粉煤灰，用量為10 g/100 mL時，焦化廢水色度和COD去除率分別達到76%和45%。目前國內(nèi)外關(guān)于焦化廢水深度處理大多集中于單一礦物吸附劑，處理效果往往不理想。如粉煤灰對于焦化廢水中酚類等有機污染物具有較好的吸附效果，但是對于氨氮等無機離子的處理效果不夠理想；而沸石等礦物對于氨氮等無機離子具有很好的吸附效果， 但對一些有機污染物吸附效果卻不理想。將幾種礦物復(fù)合后制備復(fù)合礦物吸附劑用于處理焦化廢水是解決上述問題的有效途徑。如周靜等(周靜等.中國資源綜合利用，2007， 25 (10) : 19-21.)利用粉煤灰作吸附劑，結(jié)合石灰對焦化廢水進行深度處理，結(jié)果表明廢水pH值為5左右時，每100 mL廢水中加入粒徑為100目以上的粉煤灰15 g，生石灰O. 25 g，吸附時間為I h。處理后焦化廢水的COD的含量降至100 mg/L，低于國家二級排放標準的要求，對焦化廢水表現(xiàn)出比單一粉煤灰更好的處理效果。但所用的吸附劑用量過大，吸附時間過長，處理后焦化廢水的COD值相較國家一級排放標準的要求60 mg/L仍偏高，而且其并未考察吸附劑對焦化廢水色度的去除效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于焦化廢水深度處理的復(fù)合礦物吸附劑及其制法，該復(fù)合礦物吸附劑具有成本低廉、易回收、可循環(huán)處理焦化廢水等的特點，其成本低、易操作， 有較大的社會經(jīng)濟效益和工業(yè)化應(yīng)用前景。本發(fā)明采取的技術(shù)方案
技術(shù)方案一
一種用于焦化廢水深度處理的復(fù)合礦物吸附劑，其由如下質(zhì)量百分比的組分制成粉煤灰40-80%、膨潤土 5-30%、石灰5-30%和碳酸鈣10_40%。技術(shù)方案二
一種用于焦化廢水深度處理的復(fù)合礦物吸附劑的制法，其特征在于包含如下步驟
I)各原料經(jīng)粉碎、過200目篩，于80°C干燥3 h ;
2 )按質(zhì)量百分比稱取各組分粉煤灰40-80%、膨潤土 5-30%、石灰5-30%、碳酸鈣 10-40% ；
3)將各組分混合均勻，在20(rc-70(rc焙燒1-3 h后，再經(jīng)研磨粉碎制得所述復(fù)合礦物吸附劑。本發(fā)明的積極效果是本發(fā)明復(fù)合礦物吸附劑中的礦物經(jīng)復(fù)合焙燒后，結(jié)構(gòu)發(fā)生變化和重組，產(chǎn)生協(xié)同作用，形成的復(fù)合礦物吸附劑對焦化廢水的深度處理效果較單一礦物顯著提高；用量少，50mL焦化廢水中加入Ig本發(fā)明吸附劑即可達到較好的處理效果；成本低廉、易回收、可循環(huán)利用，有很大的社會經(jīng)濟效益和工業(yè)化應(yīng)用前景。
具體實施例方式
結(jié)合實例進一步闡述本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。實例I
一種用于焦化廢水深度處理的復(fù)合礦物吸附劑，由如下質(zhì)量百分比的組分制成粉煤灰50%、膨潤土 10%、石灰10%、碳酸鈣30% ；
本實施例復(fù)合礦物吸附劑的制法，它包括如下步驟
(I)各原料經(jīng)粉碎、過200目篩，于80°C干燥3 h。(2)按質(zhì)量百分比稱取各組分粉煤灰50%、膨潤土 10%、石灰10%、碳酸鈣30%。(3)將各組分混合均勻，在500°C焙燒2 h后，再經(jīng)研磨粉碎至200目，制得所述復(fù)合礦物吸附劑。取I g本實施例復(fù)合礦物吸附劑加入50 mL焦化廢水，攪拌15 min，測得焦化廢水的脫色率為55. 36% ；C0D從原水的76. 01 mg/L降低至34. 73 mg/L，低于國家一級排放標準要求的60 mg/L。而相同條件下，單一粉煤灰對焦化廢水的脫色效果為30. 45% ；C0D從原水的 76. 01 mg/L 降低至 64. 25 mg/L。實例2
一種用于焦化廢水深度處理的復(fù)合礦物吸附劑，由如下質(zhì)量百分比的組分制成粉煤灰50%、膨潤土 10%、石灰20%、碳酸鈣20% ；
本實施例復(fù)合礦物吸附劑的制法，它包括如下步驟
(I)各原料經(jīng)粉碎、過200目篩，于80°C干燥3 h。(2)按質(zhì)量百分比稱取各組分粉煤灰50%、膨潤土 10%、石灰20%、碳酸鈣20%。(3)將各組分混合均勻，在500°C焙燒2 h后，再經(jīng)研磨粉碎至200目，制得所述復(fù)合礦物吸附劑。取I g復(fù)合礦物吸附劑加入50 mL焦化廢水，攪拌15 min，測得焦化廢水的脫色率為65. 05% ；C0D從原水的76. 01 mg/L降低至34. 73 mg/L，低于國家一級排放標準要求的 60 mg/L。而相同條件下，單一粉煤灰對焦化廢水的脫色效果為30. 45% ；C0D從原水的76. 01 mg/L 降低至 64. 25 mg/L。實例3 :
一種用于焦化廢水深度處理的復(fù)合礦物吸附劑，由如下質(zhì)量百分比的組分制成粉煤灰60%、膨潤土 10%、石灰20%、碳酸鈣10% ；
本實施例復(fù)合礦物吸附劑的制法，它包括如下步驟
(I)各原料經(jīng)粉碎、過200目篩，于80°C干燥3 h。(2)按質(zhì)量百分比稱取各組分粉煤灰60%、膨潤土 10%、石灰20%、碳酸鈣10%。(3)將各組分混合均勻，在500°C焙燒2 h后，再經(jīng)研磨粉碎至200目，制得所述復(fù)合礦物吸附劑。取I g復(fù)合礦物吸附劑加入50 mL焦化廢水，攪拌15 min,測得焦化廢水的脫色率為68. 51% ；C0D從原水的76. 01 mg/L降低至24. 92% mg/L，低于國家一級排放標準要求的 60 mg/L。而相同條件下，單一粉煤灰對焦化廢水的脫色效果為30. 45% ；C0D從原水的76. 01 mg/L 降低至 64. 25 mg/L。實例4
一種用于焦化廢水深度處理的復(fù)合礦物吸附劑，由如下質(zhì)量百分比的組分制成粉煤灰60%、膨潤土 10%、石灰20%、碳酸鈣10% ；
本實施例復(fù)合礦物吸附劑的制法，它包括如下步驟
(I)各原料經(jīng)粉碎、過200目篩，于80°C干燥3 h。(2)按質(zhì)量百分比稱取各組分粉煤灰60%、膨潤土 10%、石灰20%、碳酸鈣10%。(3)將各組分混合均勻，在500°C焙燒I h后，再經(jīng)研磨粉碎至200目，制得所述復(fù)合礦物吸附劑。取I g復(fù)合礦物吸附劑加入50 mL焦化廢水，攪拌15 min,測得焦化廢水的脫色率為63. 79% ；C0D從原水的76. 01 mg/L降低至28. 44% mg/L，低于國家一級排放標準要求的 60 mg/L。而相同條件下，單一粉煤灰對焦化廢水的脫色效果為29. 38% ；C0D從原水的76. 01 mg/L 降低至 65. 04 mg/L。實例5
一種用于焦化廢水深度處理的復(fù)合礦物吸附劑，由如下質(zhì)量百分比的組分制成粉煤灰60%、膨潤土 10%、石灰20%、碳酸鈣10% ；
本實施例復(fù)合礦物吸附劑的制法，它包括如下步驟
(I)各原料經(jīng)粉碎、過200目篩，于80°C干燥3 h。
(2)按質(zhì)量百分比稱取各組分粉煤灰60%、膨潤土 10%、石灰20%、碳酸鈣10%。(3)將各組分混合均勻，在500°C焙燒3 h后，再經(jīng)研磨粉碎至200目，制得所述復(fù)合礦物吸附劑。取I g復(fù)合礦物吸附劑加入50 mL焦化廢水，攪拌15 min,測得焦化廢水的脫色率為69. 04% ；C0D從原水的76. 01 mg/L降低至24. 53% mg/L，低于國家一級排放標準要求的 60 mg/L。而相同條件下，單一粉煤灰對焦化廢水的脫色效果為30. 76% ；C0D從原水的76. 01 mg/L 降低至 63. 95 mg/L。實例6
一種用于焦化廢水深度處理的復(fù)合礦物吸附劑，由如下質(zhì)量百分比的組分制成粉煤灰60%、膨潤土 10%、石灰20%、碳酸鈣10% ；
本實施例復(fù)合礦物吸附劑的制法，它包括如下步驟
(I)各原料經(jīng)粉碎、過200目篩，于80°C干燥3 h。(2)按質(zhì)量百分比稱取各組分粉煤灰60%、膨潤土 10%、石灰20%、碳酸鈣20%。(3)將各組分混合均勻，在200°C焙燒2 h后，再經(jīng)研磨粉碎至200目，制得所述復(fù)合礦物吸附劑。取I g復(fù)合礦物吸附劑加入50 mL焦化廢水，攪拌15 min,測得焦化廢水的脫色率為48. 79% ；C0D從原水的76. 01 mg/L降低至39. 62% mg/L，低于國家一級排放標準要求的 60 mg/L。而相同條件下，單一粉煤灰對焦化廢水的脫色效果為27. 34% ；C0D從原水的76. 01 mg/L 降低至 69. 74 mg/L。實例I
一種用于焦化廢水深度處理的復(fù)合礦物吸附劑，由如下質(zhì)量百分比的組分制成粉煤灰60%、膨潤土 10%、石灰20%、碳酸鈣10% ；
本實施例復(fù)合礦物吸附劑的制法，它包括如下步驟
(I)各原料經(jīng)粉碎、過200目篩，于80°C干燥3 h。(2)按質(zhì)量百分比稱取各組分粉煤灰60%、膨潤土 10%、石灰20%、碳酸鈣10%。(3)將各組分混合均勻，在700°C焙燒2 h后，再經(jīng)研磨粉碎至200目，制得所述復(fù)合礦物吸附劑。取I g復(fù)合礦物吸附劑加入50 mL焦化廢水，攪拌15 min,測得焦化廢水的脫色率為65. 09% ；C0D從原水的76. 01 mg/L降低至27. 47 mg/L。而相同條件下，單一粉煤灰對焦化廢水的脫色效果為24. 22% ；C0D從原水的76. 01 mg/L降低至71. 48 mg/L。實例8
一種用于焦化廢水深度處理的復(fù)合礦物吸附劑，由如下質(zhì)量百分比的組分制成粉煤灰40%、膨潤土 30%、石灰20%、碳酸鈣10% ；
本實施例復(fù)合礦物吸附劑的制法，它包括如下步驟
(I)各原料經(jīng)粉碎、過200目篩，于80°C干燥3 h。(2)按質(zhì)量百分比稱取各組分粉煤灰40%、膨潤土 30%、石灰20%、碳酸鈣10%。(3)將各組分混合均勻，在500°C焙燒2 h后，再經(jīng)研磨粉碎至200目，制得所述復(fù)合礦物吸附劑。取I g復(fù)合礦物吸附劑加入50 mL焦化廢水，攪拌15 min,測得焦化廢水的脫色率為60. 36% ；C0D從原水的76. 01 mg/L降低至31. 00 mg/L。而相同條件下，單一粉煤灰對焦化廢水的脫色效果為30. 45% ；C0D從原水的76. 01 mg/L降低至64. 25 mg/L。實例9
一種用于焦化廢水深度處理的復(fù)合礦物吸附劑，由如下質(zhì)量百分比的組分制成粉煤灰80%、膨潤土 5%、石灰5%、碳酸鈣10% ；
本實施例復(fù)合礦物吸附劑的制法，它包括如下步驟
(I)各原料經(jīng)粉碎、過200目篩，于80°C干燥3 h。(2)按質(zhì)量百分比稱取各組分粉煤灰80%、膨潤土 5%、石灰5%、碳酸鈣10%。(3)將各組分混合均勻，在500°C焙燒2 h后，再經(jīng)研磨粉碎至200目，制得所述復(fù)合礦物吸附劑。取I g復(fù)合礦物吸附劑加入50 mL焦化廢水，攪拌15 min,測得焦化廢水的脫色率為51.27% ;C0D從原水的76. 01 mg/L降低至37. 78 mg/L。而相同條件下，單一粉煤灰對焦化廢水的脫色效果為30. 45% ；C0D從原水的76. 01 mg/L降低至64. 25 mg/L。實例10
一種用于焦化廢水深度處理的復(fù)合礦物吸附劑，由如下質(zhì)量百分比的組分制成粉煤灰40%、膨潤土 10%、石灰30%、碳酸鈣20% ；
本實施例復(fù)合礦物吸附劑的制法，它包括如下步驟
(I)各原料經(jīng)粉碎、過200目篩，于80°C干燥3 h。(2)按質(zhì)量百分比稱取各組分粉煤灰40%、膨潤土 10%、石灰30%、碳酸鈣20%。(3)將各組分混合均勻，在500°C焙燒2 h后，再經(jīng)研磨粉碎至200目，制得所述復(fù)合礦物吸附劑。取I g復(fù)合礦物吸附劑加入50 mL焦化廢水，攪拌15 min,測得焦化廢水的脫色率為69. 57% ；C0D從原水的76. 01 mg/L降低至23. 76 mg/L。而相同條件下，單一粉煤灰對焦化廢水的脫色效果為30. 45% ；C0D從原水的76. 01 mg/L降低至64. 25 mg/L。實例11
一種用于焦化廢水深度處理的復(fù)合礦物吸附劑，由如下質(zhì)量百分比的組分制成粉煤灰50%、膨潤土 5%、石灰5%、碳酸鈣40% ；
本實施例復(fù)合礦物吸附劑的制法，它包括如下步驟
(I)各原料經(jīng)粉碎、過200目篩，于80°C干燥3 h。(2)按質(zhì)量百分比稱取各組分粉煤灰40%、膨潤土 30%、石灰20%、碳酸鈣10%。(3)將各組分混合均勻，在500°C焙燒2 h后，再經(jīng)研磨粉碎至200目，制得所述復(fù)合礦物吸附劑。取I g復(fù)合礦物吸附劑加入50 mL焦化廢水，攪拌15 min,測得焦化廢水的脫色率為48. 89% ；C0D從原水的76. 01 mg/L降低至47. 58 mg/L。而相同條件下，單一粉煤灰對焦化廢水的脫色效果為30. 45% ；C0D從原水的76. 01 mg/L降低至64. 25 mg/L。
權(quán)利要求
1.一種用于焦化廢水深度處理的復(fù)合礦物吸附劑，其特征在于其由如下質(zhì)量百分比的組分制成粉煤灰40-80%、膨潤土 5-30%、石灰5-30%和碳酸鈣10_40%。
2.權(quán)利要求I所述的用于焦化廢水深度處理的復(fù)合礦物吸附劑的制法，其特征在于包含如下步驟(I)各原料經(jīng)粉碎、過200目篩，于80°C干燥3 h;(2 )按質(zhì)量百分比稱取各組分粉煤灰40-80%、膨潤土 5-30%、石灰5-30%、碳酸鈣 10-40% ；(3)將各組分混合均勻，在20(TC -70(TC焙燒1-3 h后，再經(jīng)研磨粉碎制得所述復(fù)合礦物吸附劑。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于焦化廢水深度處理的復(fù)合礦物吸附劑及其制法，涉及焦化廢水處理。其特征在于復(fù)合礦物吸附劑，由粉煤灰、膨潤土、石灰和碳酸鈣經(jīng)200℃-700℃焙燒1-3h制得，各原料的質(zhì)量百分比為粉煤灰40-80%、膨潤土5-30%、石灰5-30%、碳酸鈣10-40%。本發(fā)明的積極效果是礦物經(jīng)復(fù)合焙燒后，結(jié)構(gòu)發(fā)生變化和重組，產(chǎn)生協(xié)同作用，形成的復(fù)合礦物吸附劑對焦化廢水的深度處理效果較單一礦物顯著提高；用量少，50mL焦化廢水中加入1g本發(fā)明吸附劑即可達到較好的處理效果；復(fù)合礦物吸附劑成本低廉、易回收、可循環(huán)利用，有很大的社會經(jīng)濟效益和工業(yè)化應(yīng)用前景。
文檔編號C02F1/28GK102580667SQ20121005148
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月1日
發(fā)明者于開寧, 李艷, 王程 申請人:石家莊經(jīng)濟學(xué)院