一种复合海绵材料及其制备方法和在处理高盐、高热值废水中的应用技术

本发明专利技术涉及一种复合海绵材料及其制备方法和在处理高盐、高热值废水中的应用，该复合海绵材料由无机的干化剂和有机固化凝结剂混合而成，能高效固化废水，解决特殊废水难处理、处理成本高、二次污染等问题。本发明专利技术的使用步骤为将废水与复合海绵材料混合均匀成半固态后，干燥，制得固废；将所述固废焚烧。本发明专利技术适用于高盐、高热值废水处理，效果好、焚烧条件温和、时间短、焚烧后的固废为粉末状，可以有效解决高热值废水直接焚烧过程中熔融盐损坏焚烧设备的问题，且该材料组合中的干化剂可回收利用，处理成本低。处理成本低。处理成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种复合海绵材料及其制备方法和在处理高盐、高热值废水中的应用


[0001]本专利技术涉及污染水体修复及治理的
，具体涉及一种复合海绵材料及其制备方法和在处理高盐、高热值废水中的应用。
技术背景
[0002]高盐废水高热值废水指来源于工业废水的总含盐量大于10％的排放废水，含有较高的如Cl
‑
，SO
42
‑
，Na
+
，Ca
2+
等无机离子，且含有大量有毒有害且不容易生物降解的有机盐如酚钠等。由于其成分复杂多样，盐分高，对微生物生长具有较强的抑制作用，因此该废水处理技术难度远比普通污水处理要大得多。我国高盐废水产生数量在总废水中达5％，每年仍以2％的速率增长。因此，高盐废水处理在污水处理中有重要地位，是废水处理研究的重点，也是难点。
[0003]高热值废水是指热值高于3000kca/kg的废水。
[0004]随着社会发展、工业进步，许多行业存在难处理的高浓废水，比如制药废水、乳化液废水、退镀浓液等，它们普遍具有盐分高、色度高、有机物含量高、生物毒性大等问题，常规的化学药剂法、微生物法在药剂成本、时间成本、基建成本上难以承受，并且难以达到逐渐提高的排放标准。
[0005]现有技术通常是将高盐分、高热值废水直接进行燃烧，会使焚烧炉中温度过高，导致炉温远超过1000℃，导致熔融盐生成，停机冷却时会结块粘于焚烧炉底部，缩短设备使用寿命提高处理成本。
[0006]因此，开发出新的高盐、高热值废水治理途径和手段具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0007]针对上述存在的拘束局限性，本专利技术提出的一种复合海绵材料及其制备方法和在处理高盐、高热值废水中的应用。本专利技术的复合海绵材料能够快速吸收废水，与之反应并固化废水；固化废水后不易反渗出来，稳定燃烧，产物无污染，可作为高效、低成本的处理众多行业高盐、高热值的高浓废水的处理方法。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0009]本专利技术目的之一是提供一种复合海绵材料，包括以下质量分数的物质：
[0010]无机干化剂80％
‑
95％；
[0011]有机固化凝结剂5％
‑
20％；
[0012]所述无机干化剂包括钙盐、铝盐和矿石粉；
[0013]所述有机固化凝结剂是能够快速吸收水分发生溶胀黏结固化作用的有机高分子材料。
[0014]其中，无机干化剂不仅可以迅速与水发生物理化学反应将游离水分子转变成结晶水分子或者晶格水分子，将废水减量；同时在吸水的过程中也吸附了大量废水中的可溶有
机物，这部分可溶有机物是我们重点关注的点，这一吸附过程大大降低了有机物的实际浓度减小了热值。另外，利用吸水后的干化剂高温会分解吸热的特性进一步降低了其燃烧时的宏观放热量。
[0015]有机固化凝结剂能够快速吸收水分发生溶胀黏结固化作用迅速将分散的吸水干化剂固体成分固化成一个整体。
[0016]优选的，所述无机干化剂中各物质的质量分数如下：
[0017]钙盐35％
‑
45％；
[0018]铝盐5％
‑
20％；
[0019]矿石粉40％
‑
60％。
[0020]本申请的钙盐铝盐吸水后化学形态会发生转变，钙盐吸水后容易形成带结晶水的产物，这些物质在较低温度下600℃左右便会受热分解会吸收大量的热。铝盐遇水反应后变成具有吸附能力较强的吸附絮凝材料可以吸附大量有机盐，矿石粉吸水率较大吸水后会形成无机凝胶具有一定的粘附力，吸附饱和的铝盐混合物将在机械力作用下分散于无机胶体中，成分相对均一使燃烧时不存在局部过热的现象。
[0021]优选的，所述钙盐为氧化钙、硫酸钙、半水硫酸钙、氢氧化钙或碳酸钙中的一种或多种；
[0022]铝盐为氧化铝、硫酸铝或水洗赤铝泥中的一种或多种；
[0023]矿石粉为蒙脱石、高岭土、膨润土、粉煤灰或凹凸棒土中的一种或多种。
[0024]优选的，所述有机固化凝结剂为多糖、改性纤维素中的一种或者几种；具体为聚合多糖、聚氨酯、纤维素、改性纤维素、聚丙烯酸钠、淀粉中的一种或者几种；其中改性纤维素主要是亲水性改性，亲水性改性有助于其吸水溶胀。
[0025]优选的，所述有机固化凝结剂的吸水量与自身质量比≥1.0；一般的分子量选择在100000～2500000。
[0026]本专利技术目的之二是提供本专利技术目的之一的复合海绵材料的制备方法，将有机固化凝结剂和无机干化剂混合均匀，即得所述复合海绵材料。本专利技术的复合海绵材料是指吸水后成海绵状的材料，具有较强的吸水能力，吸水后，再干燥不是粉末会形成新的固体形态。
[0027]本专利技术目的之三是提供本专利技术目的之一的复合海绵材料在处理高盐、高热值废水中的应用，包括以下步骤：
[0028]将废水与复合海绵材料混合均匀成半固态后，干燥，制得固废；将所述固废焚烧，从而完成高盐、高热值废水的处理；焚烧的温度在600
‑
1000℃；一般引燃温度都是很高，超过600摄氏度；本专利技术采用复合海绵材料吸收、稀释高热值废水将其转变成中低热值的固废，从而使焚烧温度降低，在1000℃以下就能实现废水的处理，焚烧后炉内没有明显的熔融盐产生。焚烧时间15
‑
30min，根据废水性质而定；混合均匀的方式优选为搅拌混合，根据废水水样性质的不同，搅拌时长不同，搅拌至体系成为均一的半固态即可。
[0029]优选的，所述复合海绵材料的加入量为废水质量的0.8
‑
1.6倍，焚烧后回收的灰分可以完全替代干化剂。焚烧后回收的灰分可以完全替代干化剂；清洗水蒸馏处理，蒸馏水回收利用，剩余盐分作为废盐处理。经多次回用后如果发现吸水效果有明显下降需要1000摄氏度高温灼烧去除部分残留碳粒后再进行使用。
[0030]优选的，所述的干燥为烘干或晾干；所述烘干的温度为45
‑
60℃。烘干时间为3h左
右与实际处理的物料有关烘干标准为没有明显的水渍残留为宜；晾干为常温，晾干标准也相同。
[0031]优选的，所述焚烧后的灰分使用低盐水进行清洗，干燥后作为无机干化剂回用；清洗水蒸馏处理，蒸馏水回收利用，剩余盐分作为废盐处理。
[0032]优选的，所述低盐水为蒸馏水、河水、中水、自来水中的一种或多种。
[0033]更优选的，处理高盐、高热值废水的复合海绵材料的使用方法，如图1所示，具有以下步骤：
[0034]步骤一，将废水排放至一个有机械搅拌反应池中(普通搅拌器即可)，通过计量泵向反应池中加入水样后再投入计算量的复合海绵材料(每一种水样需要通过小试确定投加比例)；
[0035]步骤二，反应池包含螺旋机械搅拌，搅拌均匀，使废水样与复合海绵材料充分反应，反应完全后再晾干或利用烘干机等干燥器烘干至无明显水渍残留，得到固废；
[0036]步骤三，晾本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合海绵材料，其特征在于，包括以下质量分数的物质：无机干化剂80％
‑
95％；有机固化凝结剂5％
‑
20％；所述无机干化剂包括钙盐、铝盐和矿石粉；所述有机固化凝结剂是能够快速吸收水分发生溶胀黏结固化作用的有机高分子材料。2.根据权利要求1所述的复合海绵材料，其特征在于，所述无机干化剂中各物质的质量分数如下：钙盐35％
‑
45％；铝盐5％
‑
20％；矿石粉40％
‑
60％。3.根据权利要求1所述的复合海绵材料，其特征在于，所述钙盐为氧化钙、硫酸钙、半水硫酸钙、氢氧化钙或碳酸钙中的一种或多种；铝盐为氧化铝、硫酸铝或水洗赤铝泥中的一种或多种；矿石粉为蒙脱石、高岭土、膨润土、粉煤灰或凹凸棒土中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的复合海绵材料，其特征在于，所述有机固化凝结剂为多糖、改性纤维素、聚氨酯或聚丙烯酸钠中的一种或者几种。5.根据权利要求1所述的复合海绵材料，其特征在于，所述有机固化凝结剂的吸水量与自身质...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱成成，沈琰彦，刘兹敏，孟莉蓉，
申请(专利权)人：南京乐透思环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：