用于印染廢水處理高效復(fù)合吸附絮凝劑及制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于印染廢水處理的高效復(fù)合吸附絮凝劑及制備方法和應(yīng)用。該高效復(fù)合吸附絮凝劑是由為絮凝劑、吸附劑和助凝劑組成。絮凝劑為硫酸鋁鉀，吸附劑為粉末活性炭，助凝劑為可溶性稀土鹽類。具體制備過(guò)程為：首先將硫酸鋁鉀配成10%~20%的溶液，按照活性炭：稀土元素：鋁（質(zhì)量比）=?0.2~2:?0.5~0.8:?1，向硫酸鋁鉀溶液中加入粉末活性炭和稀土鹽，在50~70℃溫度條件下，按硫酸鋁鉀與堿的質(zhì)量比5～20：1加入堿液，復(fù)合反應(yīng)2~4小時(shí)，得到高效復(fù)合吸附絮凝劑。本發(fā)明的高效復(fù)合吸附絮凝劑制備簡(jiǎn)單，使用方便，沉降速度快，可應(yīng)用于印染廢水的處理，CODcr的去除率和脫色率高。
【專利說(shuō)明】用于印染廢水處理高效復(fù)合吸附絮凝劑及制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合吸附絮凝劑及制備方法和應(yīng)用，特別是涉及一種用于印染廢水處理的復(fù)合吸附絮凝劑及制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)印染行業(yè)的快速發(fā)展，一系列環(huán)境問(wèn)題也隨之產(chǎn)生，其中之一就是大量印染廢水的產(chǎn)生。由于染整的整個(gè)過(guò)程中都需要大量的水用于輸送、洗滌、分散物料及冷卻設(shè)備等等，因此產(chǎn)生的廢水量很大，一般可達(dá)印染企業(yè)用水量的70%~90%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年在全國(guó)各工業(yè)行業(yè)中，紡織印染行業(yè)廢水排放量為12.75噸，居全國(guó)工業(yè)廢水排放量的第五位，約占全國(guó)工業(yè)廢水排放量的6%。據(jù)有關(guān)資料顯示，太湖流域工業(yè)廢水化學(xué)需氧量(CODcr)排放量中約30%來(lái)源于紡織印染行業(yè)。印染廢水的污染問(wèn)題已成為廣泛關(guān)注的社會(huì)問(wèn)題。印染廢水具有水量大、色度深、成分復(fù)雜、生物降解性差，脫色處理困難等特點(diǎn)，因此物理化學(xué)方法仍然是處理印染廢水的重要手段。物理化學(xué)方法的關(guān)鍵是絮凝劑的使用，絮凝效果好壞往往決定后續(xù)流程的運(yùn)行工況，最終出水質(zhì)量以及運(yùn)行成本。
[0003]常用的絮凝劑主要分為無(wú)機(jī)高分子絮凝劑和有機(jī)高分子絮凝劑，由于有機(jī)高分子絮凝劑的成本較高且對(duì)水質(zhì)波動(dòng)大的廢水處理適應(yīng)性較差等原因，因此在印染廢水處理中并不適合。目前應(yīng)用于印染廢水的絮凝劑多為無(wú)機(jī)絮凝劑，主要是鐵系和鋁系，其中單純的鋁鹽絮凝沉降速度慢，色度和CODcr的去除率較低，鐵鹽雖然沉降速度有所改善，但是其對(duì)管道的腐蝕性強(qiáng)，工程應(yīng)用困難。因此，在鋁鹽中加入助劑以提高其沉降性能和脫色性能是目前絮凝劑研制的一個(gè)重要方向。無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的絮凝脫色機(jī)制是以膠體化學(xué)理論為基礎(chǔ)，包括凝聚與絮凝，絮凝劑發(fā)生水解和聚合反應(yīng)，生成高價(jià)聚羥陽(yáng)離子，通過(guò)壓縮雙電層吸附與架橋作用，并輔以卷掃、網(wǎng)捕作用來(lái)完成對(duì)水中懸浮物及膠體類非溶解性物質(zhì)的脫穩(wěn)凝聚，從而達(dá)到脫色目的。單純的鋁鹽絮凝劑在吸附、脫色方面較差，因此考慮在鋁系絮凝劑中引入高效的吸附劑和助凝劑，以吸附作用和絮凝作用互補(bǔ)，復(fù)合得到具有較強(qiáng)的吸附和絮凝能力的高效吸附絮凝劑。目`前粉末活性炭因其比表面積大，吸附性能良好，同時(shí)其來(lái)源廣泛、價(jià)格相對(duì)低廉，已作為一種高效吸附劑在凈水方面應(yīng)用普遍。另外我國(guó)豐富的稀土資源，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于材料等方面，在水處理方面的應(yīng)用很少。稀土元素具有特殊的外層電子結(jié)構(gòu)(4f)，4f有7個(gè)后備價(jià)電子軌道具有成鍵能力，在絮凝過(guò)程中形成類似化學(xué)鍵的反應(yīng)，可以增強(qiáng)吸附和絮凝效果。據(jù)這一機(jī)理，本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于把傳統(tǒng)的鋁系絮凝劑和活性炭相結(jié)合，再與稀土元素復(fù)配得到了兼具吸附和絮凝作用的高效復(fù)合吸附絮凝劑，不僅加快絮凝沉降速度，而且提高了 CODcr去除率和脫色率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種制備簡(jiǎn)單，使用方便，沉降速度快，CODcr的去除率和脫色率高的用于印染廢水處理的高效復(fù)合吸附絮凝劑。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述高效復(fù)合吸附絮凝劑的制備方法。[0006]本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供上述高效復(fù)合吸附絮凝劑的應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明提供一種用于印染廢水處理的高效復(fù)合吸附絮凝劑，其特征在于，由絮凝劑、吸附劑和助凝劑復(fù)合而成；其中:絮凝劑為硫酸鋁鉀，吸附劑為粉末活性炭，助凝劑為可溶性稀土鹽類。
[0008]所述的粉末活性炭的粒徑為200目以下。
[0009]所述的可溶性稀土鹽類為鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、欽、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔的硝酸鹽、硫酸鹽、鹽酸鹽中的一種或其組合。
[0010]本發(fā)明提供一種用于印染廢水處理的高效復(fù)合吸附絮凝劑的制備方法，其特征在于，將硫酸招鉀配成10%~20%的溶液,粉末活性炭:稀土元素:招質(zhì)量比為0.2~2: 1.5~5: 1，向硫酸鋁鉀溶液中加入粉末活性炭和稀土鹽，在50~70°C溫度條件下，攪拌，按硫酸招鉀與堿的質(zhì)量比5~20:1加入堿液,復(fù)合反應(yīng)2~4小時(shí)。
[0011]所述的攪拌是采用恒溫磁力攪拌器，以100-200轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0~20分鐘，并在攪拌條件下加入堿液后再攪拌5~10分鐘。
[0012]所述的堿液為25%的氫氧化銨溶液。
[0013]本發(fā)明提供一種用于印染廢水處理的高效復(fù)合吸附絮凝在印染廢水處理方面的應(yīng)用。
[0014]本發(fā)明的用于印染廢水處理的高效復(fù)合吸附絮凝劑的使用方法如下:用酸或堿調(diào)節(jié)印染廢水PH為5~9 (堿可選氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鈣，酸可選醋酸、鹽酸)，按I升廢水量投加20~50毫升的體積比例，攪拌2~5分鐘，靜置10~30分鐘。測(cè)定沉降速度，并取上清液測(cè)定CODcr和色度·，計(jì)算CODcr的去除率和脫色率，CODcr的去除率達(dá)80%以上，脫色率達(dá)90%以上。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]I)本發(fā)明的高效復(fù)合吸附絮凝劑，在鋁系絮凝劑的基礎(chǔ)上，采用粉末活性炭作為吸附劑，稀土元素作為助凝劑，在絮凝初期，鋁鹽水解和聚合生成高價(jià)聚羥陽(yáng)離子，通過(guò)壓縮雙電層吸附與架橋作用，并輔以稀土元素的類似化學(xué)成鍵的絮凝機(jī)制，卷掃和網(wǎng)捕水中懸浮物及膠體類非溶解性物質(zhì)，同時(shí)粉末活性炭又將水中可溶性染料和微小顆粒物吸附富集與絮凝劑形成的絮體聚積成大絮體加速沉降，靜止10分鐘即可出現(xiàn)清晰界面，同時(shí)絮體體積小，剩余污泥量小。
[0017]2)高效復(fù)合吸附絮凝劑在絮凝的基礎(chǔ)上兼具了吸附的效果，顯著改善了鋁系絮凝劑的性能，藥劑投加量少，對(duì)印染廢水的處理效率高，CODcr的去除率達(dá)80%以上，脫色率可達(dá)90%以上，且制備工藝簡(jiǎn)單，原料豐富，成本低；
[0018]3)本發(fā)明的高效復(fù)合吸附絮凝劑可用于印染廢水的處理，還可用于其他工業(yè)廢水以及受污染的自然水體的處理，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明:本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0020]實(shí)施例1:[0021]將125克硫酸鋁鉀溶解于I升水中配成溶液，向硫酸鋁鉀溶液中加入20克200^300目之間的粉末活性炭和5克硝酸鑭，在恒溫磁力攪拌器中，以200轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?5分鐘，并在攪拌條件下加入25%氫氧化銨溶液后再攪拌5分鐘，靜置復(fù)合反應(yīng)2小時(shí)，得到高效復(fù)合吸附絮凝劑。
[0022]在I升印染廢水中滴加氫氧化鈉將pH調(diào)節(jié)到6，加入25毫升高效復(fù)合吸附絮凝劑，攪拌2分鐘，靜置20分鐘。測(cè)定絮體沉降時(shí)間為6分鐘，CODcr去除率為88.7%，脫色率為 95.3%ο
[0023]實(shí)施例2:
[0024]將150克硫酸鋁鉀溶解于I升水中配成溶液，向硫酸鋁鉀溶液中加入30克300^400目之間的粉末活性炭和6克硝酸鈰，在恒溫磁力攪拌器中，以200轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘，并在攪拌條件下加入25%氫氧化銨溶液后再攪拌10分鐘，靜置復(fù)合反應(yīng)4小時(shí)，得到高效復(fù)合吸附絮凝劑。
[0025]在I升印染廢水中滴加氫氧化鈣將pH調(diào)節(jié)到7，加入30毫升高效復(fù)合吸附絮凝劑，攪拌2分鐘，靜置30分鐘。測(cè)定絮體沉降時(shí)間為5分鐘，CODcr去除率為89.1%，脫色率為 95.6%ο
[0026]實(shí)施例3:
[0027]將125克硫酸鋁鉀溶解于I升水中配成溶液，向硫酸鋁鉀溶液中加入25克200^300目之間的粉末活性炭和5克氯化釹，在恒溫磁力攪拌器中，以200轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?5分鐘，并在攪拌條件下加入25%氫氧化銨溶液后再攪拌10分鐘，靜置復(fù)合反應(yīng)2小時(shí)，得到高效復(fù)合吸附絮凝劑。
[0028]在I升印染廢水中滴加氫氧化鈉將pH調(diào)節(jié)到6，加入30毫升高效復(fù)合吸附絮凝劑，攪拌2分鐘，靜置20分鐘。測(cè)定絮體沉降時(shí)間為9分鐘，CODcr去除率為86.7%，脫色率為 94.3%ο
[0029]實(shí)施例4:
[0030]將150克硫酸鋁鉀溶解于I升水中配成溶液，向硫酸鋁鉀溶液中加入30克200^400目之間的粉末活性炭、3克硝酸鑭和3克硝酸鈰，在恒溫磁力攪拌器中，以150轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?5分鐘，并在攪拌條件下加入25%氫氧化銨溶液后再攪拌10分鐘，靜置復(fù)合反應(yīng)3小時(shí)，得到高效復(fù)合吸附絮凝劑。
[0031]在I升印染廢水中滴加氫氧化鈣將pH調(diào)節(jié)到7，加入20毫升高效復(fù)合吸附絮凝劑，攪拌2分鐘，靜置20分鐘。測(cè)定絮體沉降時(shí)間為6分鐘，CODcr去除率為85.8%，脫色率為 96.4%ο
【權(quán)利要求】
1.一種用于印染廢水處理的高效復(fù)合吸附絮凝劑，其特征在于，由絮凝劑、吸附劑和助凝劑復(fù)合而成；其中:絮凝劑為硫酸鋁鉀，吸附劑為粉末活性炭，助凝劑為可溶性稀土鹽類。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于印染廢水處理的高效復(fù)合吸附絮凝劑，其特征在于，所述的粉末活性炭的粒徑為200目以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于印染廢水處理的高效復(fù)合吸附絮凝劑，其特征在于，所述的可溶性稀土鹽類為鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、欽、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔的硝酸鹽、硫酸鹽、鹽酸鹽中的一種或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，或2，或3所述用于印染廢水處理的高效復(fù)合吸附絮凝劑的制備方法，其特征在于，將硫酸鋁鉀配成10%~20%的溶液，粉末活性炭:稀土元素:鋁質(zhì)量比為0.2~2: 1.5~5:1，向硫酸鋁鉀溶液中加入粉末活性炭和稀土鹽，在50~70°C溫度條件 下，攪拌，按硫酸招鉀與堿的質(zhì)量比5~20:1加入堿液,復(fù)合反應(yīng)2~4小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于印染廢水處理的高效復(fù)合吸附絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述的攪拌是采用恒溫磁力攪拌器，以100-200轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0~20分鐘，并在攪拌條件下加入堿液后再攪拌5~10分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于印染廢水處理的高效復(fù)合吸附絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述的堿液為25%的氫氧化銨溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1，或2，或3所述用于印染廢水處理的高效復(fù)合吸附絮凝在印染廢水處理方面的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C02F1/28GK103570110SQ201210258567
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月24日
【發(fā)明者】董亞梅, 王婷, 何丹農(nóng) 申請(qǐng)人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心有限公司