废水净化制造技术

本公开内容涉及用于从废水中除去无机杂质的制剂和方法。所述制剂由预定比例的至少一种碱金属铝酸盐、至少一种阳离子有机凝结剂和任选的至少一种碱化剂的共混物组成。用于使用前述制剂进行净化的方法包括如混合、沉降、微滤和任选的酸化、超滤和反渗透的步骤。本公开内容还提供了用于从废水中除去无机杂质的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容涉及废水的净化。
技术介绍
在各种工业过程中产生的废水通常负载有各种各样的无机物质如Na+、Ca2+和Cl-，其妨碍了废水应用于不同的下游目的。因此，在将废水用于再循环的目的之前从其中除去无机污染物变得势在必行。常规地，无机污染物的除去通过石灰软化法来实现。该方法涉及多种化学品如石灰、苏打粉、白云石、氯化铁和阴离子聚电解质的使用，这使得该方法劳动强度大、复杂并且昂贵，因此难以承受。所述多种化学品的优化是非常具有挑战性的任务。此外，在从多种来源获得石灰的过程中，其品质可能变化，这可能导致无机污染物的次优的沉淀。此外，高水平的成垢无机污染物(如Ca2+、Mg2+和SiO2)可能被携带到下游的单元操作(如反渗透(RO))中，进而可能导致不良的回收率和重固体废物(污泥)的产生。已知多种化学品和方法用于废水净化的用途。例如，US 5,611,934公开了这样的方法，所述方法用于净化包含染料的流出物以使其适合于排放到泻湖或下水道中。然而，US 5,611,934的方法仅可用于从废水中除去着色成分。类似地，US 3,408,293公开了这样的净化方法，所述方法特别针对从选煤厂释放的水中除去煤粉和粘土。然而，前述方法的应用的特异性限制了其普遍使用。此外，净化过程中许多不同种类的化学品的使用增加了过程的复杂性同时使该过程劳动强度大且昂贵。因此，需要用于净化废水的有效方法，其使与现有技术方法有关的缺点减少。
技术实现思路
本公开内容提供了用于从废水中除去可溶性无机污染物的制剂，所述制剂包含以下的共混物：i.所述制剂总质量的约90％至约98％的量的至少一种碱金属铝酸盐；和ii.所述制剂总质量的约2％至约10％的量的至少一种阳离子有机凝结剂。本公开内容的制剂还包含至少一种碱化剂。根据本公开内容的制剂，碱化剂为选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一者。根据本公开内容的制剂，碱金属铝酸盐为选自铝酸钠和铝酸钾中的至少一者。在本公开内容的一个实施方案中，碱金属铝酸盐为铝酸钠。根据本公开内容的制剂，有机凝结剂为选自以下的至少一种阳离子改性的多糖：阳离子淀粉、阳离子瓜尔胶、阳离子纤维素、阳离子羧甲基纤维素(CMC)、阳离子纤维素衍生物、阳离子壳多糖、阳离子壳聚糖、阳离子聚糖、阳离子半乳聚糖、阳离子葡聚糖、阳离子黄原胶、阳离子果胶、阳离子甘露聚糖和阳离子糊精。在本公开内容的一个实施方案中，有机凝结剂为液体阳离子淀粉。本公开内容还提供了制备用于从废水中除去可溶性无机污染物的制剂的方法，所述方法包括在预定温度下和预定共混速度下使碱金属铝酸盐溶液、碱度与所述碱金属铝酸盐溶液相似的碱化阳离子有机凝结剂溶液共混以获得所述制剂。在本公开内容的方法的一个实施方案中，预定温度为约20℃至约50℃的温度。在本公开内容的方法的一个实施方案中，预定共混速度为约60rpm至约200rpm的共混速度。本公开内容还提供了用于从废水中除去可溶性无机污染物的方法，所述方法包括以下步骤：i.在约9至约11的pH下向含有无机污染物且化学需氧量(COD)值小于约100ppm的废水中引入制剂约2分钟至约5分钟的时间段以获得包含沉淀的无机污染物的第一分散体；ii.以约0.5ppm至约2ppm的量向所述第一分散体中并入至少一种絮凝剂以获得包含絮凝的无机污染物的第二分散体；iii.使所述第二分散体沉降不少于约30分钟的时间段以产生水的上清液层和包含沉降的絮凝无机污染物的污泥层；iv.分离所述上清液层以获得经分离的上清液层；以及v.对所述经分离的上清液层进行微滤以获得经微滤的水；其中所述制剂包含a.所述制剂总质量的约90％至约98％的量的至少一种碱金属铝酸盐；和b.所述制剂总质量的约2％至约10％的量的至少一种阳离子有机凝结剂。根据本公开内容的方法，含有无机污染物的废水的化学需氧量(COD)值可以为小于约50ppm。如果废水的永久Ca硬度大于约150ppm，则本公开内容的方法还包括向步骤(i)的废水中引入苏打粉的步骤。根据本公开内容的方法，絮凝剂为选自阳离子絮凝剂、阴离子絮凝剂和非离子絮凝剂中的至少一者。在本公开内容的方法的一个实施方案中，絮凝剂为阴离子聚合物，所述阴离子聚合物具有选自线性、支化和交联的结构、选自固体和液体的物理状态，并且所述阴离子聚合物的特征在于：a.分子量为约50万至约5000万；以及b.电荷密度为约0.1％至约100％。絮凝剂可以选自聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、和丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。本公开内容的方法还包括对所述经微滤的水进行酸化，随后进行超滤，然后进行反渗透(RO)以获得经净化的水。根据本公开内容的方法，酸化步骤包括用选自以下的至少一种酸将pH调节至约6.0至约7.0以使Al3+离子沉淀：盐酸、硫酸、硝酸、氢溴酸和高氯酸。本公开内容还提供了用于从废水中除去可溶性无机污染物的套件，所述套件包括：i.包含至少一种碱金属铝酸盐溶液的至少一个组成部分；ii.包含至少一种阳离子有机凝结剂溶液的至少一个组成部分；iii.包含至少一种碱化剂溶液的至少一个组成部分；iv.包含至少一种絮凝剂的至少一个组成部分；和v.包含苏打粉的至少一个组成部分。此外，本公开内容的方法还提供了用于从废水中除去可溶性无机污染物的装置，所述装置包括：i.选自快速混合器、静态混合器、环路混合器及其组合的反应罐(2)，所述反应罐(2)适合于接收制剂和含有无机污染物的废水以产生包含沉淀的无机污染物的第一分散体；ii.选自澄清器、管式沉降器及其组合的沉降罐(4)，所述沉降罐(4)适合于接收所述第一分散体和至少一种絮凝剂以获得包含絮凝的无机污染物的第二分散体，并且还适合于使所述第二分散体沉降以产生水的上清液层和包含沉降的絮凝无机污染物的污泥层；iii.选自双介质过滤器(DMF)、压砂过滤器(PSF)、多级过滤器(MGF)、筒式过滤器、可自动反冲洗过滤器及其组合的微滤装置(6)，所述微滤装置(6)适合于接收所述水的上清液层以产生经微滤的水；iv.超滤膜分子量截留值为约1,00,000道尔顿至约1,50,000道尔顿的超滤装置(8)，所述超滤装置(8)为选自内至外型配置、外至内型配置和浸没型配置中的至少一种配置，并且适合于接收所述经微滤的水和至少一种酸以产生经超滤的水；以及v.适合于接收所述经超滤的水以产生经净化的水的反渗透装置(10)。附图说明本公开内容现将参照非限制性附图进行描述：图1示出了根据本公开内容的用于从废水中除去可溶性无机污染物的装置的示意图，其中2表示反应罐；4表示沉降罐；6表示微滤装置；8表示超滤装置；10表示反渗透装置；流A表示含有无机污染物的废水；以及流B表示经净化的水。具体实施方式常规废水净化技术存在某些缺点，如复杂的处理次序、过多化学品的使用和劳动强度大的过程。此外，还有显著量的固体废物的产生。本公开内容提供了用于净化由多种工业来源产生的废水的制剂和方法，所述制剂和方法减少了前述缺点。根据本公开内容的一个方面，提供了用于从废水中除去可溶性无机污染物的制剂。该制剂包含至少一种碱金属铝酸盐与至少一种阳离子有机凝结剂的共混物。该制剂任选地包含至少一种碱化剂。本公开内容的碱金属铝酸盐为选自包括但不限于铝酸钠和铝酸钾的组中的至少一者。在一个实施方案中，碱金属铝酸盐为铝酸钠。碱金属铝酸盐以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从废水中除去可溶性无机污染物的制剂，所述制剂包含以下的共混物：i.所述制剂总质量的约90％至约98％的量的至少一种碱金属铝酸盐；和ii.所述制剂总质量的约2％至约10％的量的至少一种阳离子有机凝结剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.12 IN 830/MUM/20141.一种用于从废水中除去可溶性无机污染物的制剂，所述制剂包含以下的共混物：i.所述制剂总质量的约90％至约98％的量的至少一种碱金属铝酸盐；和ii.所述制剂总质量的约2％至约10％的量的至少一种阳离子有机凝结剂。2.根据权利要求1所述的制剂，还包含至少一种碱化剂。3.根据权利要求2所述的制剂，其中所述碱化剂包括选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一者。4.根据权利要求1所述的制剂，其中所述碱金属铝酸盐包括选自铝酸钠和铝酸钾中的至少一者。5.根据权利要求1所述的制剂，其中所述碱金属铝酸盐包括铝酸钠。6.根据权利要求1所述的制剂，其中所述有机凝结剂包括选自以下的至少一种阳离子改性的多糖：阳离子淀粉、阳离子瓜尔胶、阳离子纤维素、阳离子羧甲基纤维素(CMC)、阳离子纤维素衍生物、阳离子壳多糖、阳离子壳聚糖、阳离子聚糖、阳离子半乳聚糖、阳离子葡聚糖、阳离子黄原胶、阳离子果胶、阳离子甘露聚糖和阳离子糊精。7.根据权利要求1所述的制剂，其中所述有机凝结剂包括液体阳离子淀粉。8.一种制备用于从废水中除去可溶性无机污染物的制剂的方法，所述方法包括在预定温度下和预定共混速度下使碱金属铝酸盐溶液、碱度与所述碱金属铝酸盐溶液相似的碱化阳离子有机凝结剂溶液共混以获得所述制剂。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述预定温度包括约20℃至约50℃的温度。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述预定共混速度包括约60rpm至约200rpm的共混速度。11.一种用于从废水中除去可溶性无机污染物的方法，所述方法包括：i.在约9至约11的pH下向含有无机污染物且化学需氧量(COD)值小于约100ppm的废水中引入制剂约2分钟至约5分钟的时间段以获得包含沉淀的无机污染物的第一分散体；ii.以约0.5ppm至约2ppm的量向所述第一分散体中并入至少一种絮凝剂以获得包含絮凝的无机污染物的第二分散体；iii.使所述第二分散体沉降不少于30分钟的时间段以产生水的上清液层和包含沉降的絮凝无机污染物的污泥层；iv.分离所述上清液层以获得经分离的上清液层；以及v.对所述经分离的上清液层进行微滤以获得经微滤的水；其中所述制剂包含a.所述制剂总质量的约90％至约98％的量的至少一种碱金属铝酸盐；和b.所述制剂总质量的约2％至约10％的量的至少一种阳离子有机凝结剂。12.根据权利要求11所述的方法，其中含有无机污染物的所述废水的化学需氧量(COD)值小于约50p...

【专利技术属性】
技术研发人员：塔伦·库马尔·贝拉，马尼什·库马尔·辛格，约格什·博勒，
申请(专利权)人：艺康美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US