复合混凝剂的制备方法技术

本发明专利技术是一种能代替硫酸铝等常规混凝剂在应用物化法对工业废水进行处理时采用的复合混凝剂的制备方法。该方法采用煤烧后的废弃物（包括烟道灰、烟尘、烟气、炉渣）为原料，用硫酸对煤燃烧后的废弃物进行酸化，酸化后析出的上清液即构成了液体复合混凝剂，将上清液蒸发烘干后可制得固体复合混凝剂。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种处理废水时使用的化学混凝剂的制备方法。目前国内对工业废水处理，废水处理量，从100米3/日到1万米3/日规模的均有，处理方法有生化法、物化法或生化-物化(物化-生化)联合处理等几种方法。在生物法处理中，多采用活性污泥法，华东和中南地区多采用表面加速曝气、西南地区多采用延时曝气。另外还采用生物炭法、塔式深层曝气、接触氧化、射流曝气、塔滤、生物转盘等方法处理废水。目前，用生物法处理废水的装置，有不少运行不正常，问题较多，仅有部分纺织印染厂处理出水水质能稳定地达到80～90以上的BOD去除率。由于单纯的生物法处理，脱色能力有限，再加以其它氧化或脱色目的的处理，如臭氧氧化、液氯接触、活性炭吸附、紫外线照射氧化等，可以达到国家工业“废水”排放标准。物化法处理，主要是采用化学混凝沉淀(或汽浮)，也有用电解法的，电解法具有反应速度快，脱色率高，泥渣量少等优点。但由于电耗、铁耗量大，对某些亲水性染料脱色效果较差、出水中易带水解不全产物而呈色等缺点，从而限制了它的应用。国内还有利用电场效应和催化剂加氢催化反应的一种装置-静电吸附滤柱，这种电化学处理装置，应用在纺织印染废水的脱色试验中获得了较好的脱色效果，其处理成本比电解法低，但上述成套废水净化设备(装置)，都只限于日处理废水较小的中、小厂采用。通常的化学混凝沉淀(或汽浮)处理，药剂费(包括混凝剂、石灰乳和有机高分子助凝剂，主要为混凝剂)占处理成本的50%，由于药剂费用较高，很多厂家难以承担。利用煤燃烧后的废弃物(包括炉渣、烟道灰、烟尘、烟气)处理印染废水，是近年来颇受注意的研究课题之一。据文献报导，人们在利用烟道灰处理印染废水时，多将烟道灰再生为活性炭的形式应用，或者是将烟道灰或炉渣作为滤床，废水和灰渣混合称为吸附法，吸附用的灰渣与废水分离称为过滤法。吸附过滤需要较大的灰水比，处理每一米3废水需用灰渣10公斤以上，替换频繁，当地利条件不充分时倒运尤为不便，在使用上要受到一定的限制。本专利技术的目的是采用来源广泛，价廉易得的煤燃烧后的废弃物制作一种兼有和集中了目前各种无机混凝剂优点的高效复合混凝剂，以代替常规的混凝剂，降低利用物化法处理工业废水时的运行成本。煤燃烧后的废弃物(包括烟道灰、烟尘、烟气、炉渣)是一种生产和生活中的废弃物，来源极为丰富，以烟道灰为例，其主要成份为SiO248.40～52.76%AL2O325.27～28.32%Fe2O34.25～8.9%CaO2.37～7.94%MgO1.32～3.69%由于煤燃烧后的废弃物中含有多种金属氧化物(铝、铁、钙、镁等)，当与硫酸溶液混合时，会发生下列反应SiO2与H2O形成水合硅酸(SiO2nH2O)，水合硅酸是制取复合混凝剂后的副产品，可以作助凝剂，吸附剂，用作工业废水的深度处理(代替活性炭)。煤燃烧后的废弃物和硫酸溶液混合后，反应产物有多种，其中最主要的有AL2(SO4)3·nH2O、FeSO4·7H2O、Fe2(SO4)3·9H2O。煤燃烧后的废弃物经硫酸酸化处理后析出的上清液中含有硫酸铝、硫酸铁、硫酸钙、硫酸镁等产物，这些产物都是常用的无机混凝剂，混合在上清液中则构成了液体复合混凝剂。当采用混凝气浮工艺时，可直接取用上清液，沉淀部份可作吸附剂;当采用混凝沉淀工艺时，可将上清液和沉淀物一并加入到废水中。将上述步骤制得的上清液蒸发烘干可制得固体复合混凝剂。这种复合混凝剂兼有和集中了各种常规无机混凝剂的优点，在废水中经水解作用，形成了混凝作用很强的聚合物，从而成为一种高效的混凝剂。本专利技术可采用浓度不小于1%的废硫酸洗液对煤燃烧后的废弃物进行酸化处理。用硫酸对煤燃烧后的废弃物进行酸化处理的时间应根据硫酸的浓度和加热搅拌的程度灵活掌握，以煤燃烧后的废弃物中大部份金属氧化物溶出为准。用煤燃烧后的废弃物制备的复合混凝剂含有多价金属离子，这些金属化合物都是电解质能在水中电离产生能导电的溶液物质，它们产生出高价的阳离子和阴离子，并同碱液反应形成不溶解的水合化合物沉淀。阳离子使负电荷胶体的稳定性破坏，阴离子使正电荷的水合氧化铁或氧化铝稳定性破坏，从而进行分离。煤燃烧后的废弃物中的SiO2呈酸性状态，PH值4.5～5之间变化。SiO2一般情况下不溶于酸，由于金属氧化物的溶出而大大增加了颗粒的孔隙，也就相应地增加了颗粒的比表面积，比表积越大，吸附能力也就越强，从而增强了煤燃烧后的废弃物的吸附作用。采用本专利技术制作的复合混凝剂已实际应用于处理毛纺工业废水，处理后水质显著低于国家排放标准，利用烟道灰制作的复合混凝剂处理后水质(取平均值)COD26.16毫克/升、PH7.3、硫化物小于0.2毫克/升、六价铬化合物小于0.004毫克/升、色度小于20，废水经处理后还可回用于生产，中试出水完全达到回用要求，实际处理回用可达40～60%。本专利技术利用煤燃烧后的废弃物和硫酸配制液代替常规混凝剂，由于煤燃烧后的废弃物是一种最普通常见的环境污染物，可以就地取材，廉价获得，且用来对废弃物进行酸化处理的硫酸亦可采用生产中废弃的硫酸，因而可以将利用物化法处理各种废水的药剂费用大幅度降低。此外，从煤燃烧的废弃物中提取了复合混凝剂后，剩下的灰渣(水合硅酸)完全可以代替活性炭使用，利用这种灰渣作吸附剂可以取得与活性炭的同样处理效果，而制造成本大大低于活性炭。下面用烟道灰为原料生产复合凝剂为例，对本专利技术进一步描述如下 将0.63吨除尘器截留下的烟道灰和100%的硫酸0.6吨投入耐酸的反应锅中，通入3at的蒸汽0.42吨加热至110℃搅拌30分钟，停止通蒸汽后继续搅拌5分钟，取样检验当H+≤0.1%时，静置，除去沉淀，吹入空气使溶液降温，当反应锅中料液温度至85℃时，将料液倒入冷却台上，加2%硫酸铝为晶种，物料在台上结晶50分钟后，刮下产品，送入粉碎的设备中粉碎，最后产品包装。利用废硫酸时，由于废硫酸含量低，反应时间需6～8小时，液体需蒸发浓缩至饱和状态才能结晶。由于烟道灰中含有多种金属氧化物，废硫酸(洗液)中含有FeSO4，因此这种产品必然含有多种金属盐，因此称为复合混凝剂。制取固状的复合混凝剂操作技术较为复杂，但制取液体的复合混凝剂则比较方便，尤其适合于污水处理站自制自用，勿需要求固定的含量(投加量可根据临时试验确定)。利用烟道灰和硫酸制取混凝剂后的副产是品水合硅酸(SiO2·nH2O)，为白色高度分散的无定形粉末或絮状粉末，不溶于水及酸，在空气中吸收水分后成聚集的细粒，能溶于苛性钠，成为硅酸钠。水合硅酸，可以作助凝剂、吸附剂，用作工业废水的深度处理(代替活性炭)。权利要求1.一种制备复合混凝剂的方法，其特征在于采用煤燃烧后的废弃物(包括烟道灰、烟尘、烟气、炉渣)作原料，用硫酸对煤燃烧后的废弃物进行酸化处理，经硫酸溶液酸化后析出的上清液中含有硫酸铝、硫酸铁、硫酸钙、硫酸镁等产物，这些常用的无机混凝剂混合在上清液中构成了液体复合混凝剂。2.据权利要求1所述的方法，其特征在于将上清液蒸发烘干后可制得固体复合混凝剂。3.据权利要求1或2所述的方法，其特征在于可采用浓度不小于1%的废硫酸洗液对煤燃烧后的废弃物进行酸化处理。4.据权利要求1或2所述的方法，其特征在于从煤燃烧的废弃物中提取了复合混凝剂后，剩下的灰渣(水合硅酸)可以代替活性炭使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备复合混凝剂的方法，其特征在于采用煤燃烧后的废弃物（包括烟道灰、烟尘、烟气、炉渣）作原料，用硫酸对煤燃烧后的废弃物进行酸化处理，经硫酸溶液酸化后析出的上清液中含有硫酸铝、硫酸铁、硫酸钙、硫酸镁等产物，这些常用的无机混凝剂混合在上清液中构成了液体复合混凝剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李显才，李成中，刘广怀，庄磊，马正富，
申请(专利权)人：国营成都市环保科技公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]