專利名稱：鋼廠、電廠焦化廢水專用混凝劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種鋼廠、電廠焦化廢水專用混凝劑。

背景技術(shù)：
通常廢水中CN-的去除是采用氧化法，使之以氣體的形式從廢水中逸出，雖然廢水中CN-的含量已降低，但逸出的氣體毒性更甚，對大氣環(huán)境造成二次污染，同時(shí)會對現(xiàn)場工作人員人身造成一定的危害。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鋼廠、電廠焦化廢水專用混凝劑，主要解決上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的技術(shù)問題，特別是處理焦化廢水，能有效去除焦化廢水中的CODcr，總氰、氟離子和色度，尤其是在COD、總氰較高時(shí)處理效果尤為明顯。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種鋼廠、電廠焦化廢水專用混凝劑，其特征在于它由兩個(gè)部分組成，其中 第一部分由硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸鋁、三氯化鐵、調(diào)節(jié)共聚物復(fù)配而成，其重量百分比組成是，硫酸亞鐵20-50％，硫酸鋅1-10％，硫酸鋁20-50％，三氯化鐵1-5％，調(diào)節(jié)共聚物1-5％； 第二部分由過氧化氫、過硫酸銨、磷酸聚合物、調(diào)節(jié)劑等復(fù)配而成；其重量百分比組成是，過氧化氫30-60％，過硫酸銨5-20％，磷酸聚合物5-10％，調(diào)節(jié)劑2-8％。
所述的鋼廠、電廠焦化廢水專用混凝劑，其特征在于第一部分的重量百分比組成是，硫酸亞鐵25-40％，硫酸鋅3-6％，硫酸鋁30-40％，三氯化鐵2-5％，調(diào)節(jié)共聚物1-3％；第二部分的重量百分比組成是過氧化氫40-50％，過硫酸銨30-50％，磷酸聚合物1-10％，調(diào)節(jié)劑1-5％。
所述的鋼廠、電廠焦化廢水專用混凝劑，其特征在于第-部分的重量百分比組成是，硫酸亞鐵20-30％，硫酸鋅1-3％，硫酸鋁20-45％，三氯化鐵1-5％，調(diào)節(jié)共聚物1-4％；第二部分的重量百分比組成是過氧化氫45-60％，過硫酸銨30-35％，磷酸聚合物1-5％，調(diào)節(jié)劑1-8％。

具體實(shí)施例方式 焦化廢水中大量的氰化物和有機(jī)物是采用生物氧化法去除的，從生化反應(yīng)室出來的水還需要進(jìn)行物化處理才能夠外排，本發(fā)明是在物化處理中是利用絮凝劑、亞鐵離子和氧化劑協(xié)同作用，經(jīng)絮凝-氧化降低水中的有機(jī)物(COD)、總氰、氟離子和色度； ①此廢水體系中有機(jī)組分復(fù)雜，在廢水體系加入一定量的Fe2+和H2O2(FENTON試劑)，在Fe2催化作用下，過氧化氫分解產(chǎn)生大量·OH(羥基自由基Hydroxyl Free Redical)從而降低廢水中的有機(jī)污染物 Fe2++H2O2→Fe3++·OH+OH (1) Fe3++H2O2→Fe2++HO2·+H+ (2) (1)式是快速反應(yīng)。(2)式中Fe3+被還原為Fe2+，又迅速與H2O2反應(yīng)生成羥基自由基，F(xiàn)e2+在反應(yīng)中起激發(fā)傳遞作用，使鏈反應(yīng)能持續(xù)進(jìn)行直至H2O2消耗貽盡，過程中將廢水中的部分有機(jī)物分解成CO2、H2O等小分子的無機(jī)物，有效降低其COD值。
②由廢水中的氟化物和石灰乳液可生成的氟化鈣沉淀去除水中的F-； Ca2++2F-＝CaF2↓ 但室溫下CaF2↓溶解度約為8％，該沉淀會部分溶解、致使水中F-值反復(fù)升高，須使其生成溶度積更小的難溶化合物，故在加石灰的同時(shí)，加入適量磷酸鹽，與水中氟形成難溶的磷灰石沉淀而去除之。
3H2PO4-+5Ca2++6OH-+F-＝Ca5(PO4)3F↓+6H2O ③廢水中的氰通常以游離的CN-、HCN及穩(wěn)定性不同的各種金屬絡(luò)合物如[Ni(CN)4]2-·[Fe(CN)6]4-·[Fe(CN)6]3-等型式存在。在其廢水中加入一定量的Fe2+、Fe3+，通過調(diào)節(jié)體系pH，使其與上述絡(luò)合物易形成難溶的氰絡(luò)合物沉淀Fe(MeL)Fe(CN)6·H2O，并因在堿性條件下不分解而從廢水中去除(MeL代表鉀或銨)。
④在其廢水中加入一定量的多羥基鋁鹽和鐵鹽，水解生成類似于雙親分子的絡(luò)合離子和多核絡(luò)離子，其離子能進(jìn)入液固界面，被電位離子牢固地吸附，壓縮雙電層并中和電位、卷帶網(wǎng)捕從而使膠體脫穩(wěn)或卷帶網(wǎng)羅除去。再加入具有能被膠粒吸附的鏈狀高分子聚合物(如聚丙烯酰胺)，通過吸附橋連作用的過程，形成微粒-高分子-微粒的結(jié)構(gòu)，各高分子再互相搭接，形成大的絮凝體共沉淀，降低水中的有機(jī)物(COD)、總氰、氟離子和色度。
靜態(tài)試驗(yàn)條件 試驗(yàn)在六聯(lián)絮凝攪拌儀和1000mL燒杯中進(jìn)行。
模擬一段反應(yīng)取1000mL原水，在攪拌條件下連續(xù)加入已溶解為25％的A試劑和B試劑，反應(yīng)10分鐘后取下； 模擬一段反應(yīng)在空氣鼓泡的狀態(tài)下加入10％的石灰乳液，調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的PH值在6.5～7.0，繼續(xù)空氣攪拌，使二段反應(yīng)總時(shí)間控制在15分鐘。停止空氣攪拌后，加入濃度為4‰的PAM溶液，用玻璃棒攪拌后靜置。
檢測靜置30分鐘后，取上層清夜，進(jìn)行主要污染因子分析。
水質(zhì)指標(biāo)分析根據(jù)國家環(huán)保局規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行，其中COD采用重鉻酸鉀法，F(xiàn)-采用離子選擇電極法，總CN-采用分光光度法，色度采用稀釋倍數(shù)法。
靜態(tài)試驗(yàn)情況 針對廢水中污染因子含量的分析結(jié)果，逐一進(jìn)行了藥劑組成對不同污染因子去除率影響的試驗(yàn)，在藥劑組成配比調(diào)整過程中，注重藥劑作用的配伍協(xié)調(diào)性。尤其是在總CN-和F-的去除與COD的去除兩者之間的協(xié)調(diào)方面，進(jìn)行了一些對比性的試驗(yàn)，并取得了一定的經(jīng)驗(yàn)。
A組分藥劑由多種無機(jī)成份化合物組成，該組分主要是去除廢水中污染因子中的CN-與COD。A組分藥劑由A1、A2、A3、A4、A5組成，其中A1和A2、主要是調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)的PH值、降解廢水中的有機(jī)物；A3和A4可增強(qiáng)反應(yīng)后期的絮凝作用，A5的作用主要是去除廢水中污染因子中的CN-。B組分藥劑也是由幾種無機(jī)成份化合物組成，與A組分藥劑一起作用于廢水中污染因子中的COD，該組分另一主要作用是去除廢水中污染因子中的F-。
這樣進(jìn)行藥劑成分組合，是為了提高各組分間的配伍性，避免因去F-的組分與其他組分之間產(chǎn)生反應(yīng)，相互干擾，降低藥劑整體效能。
鑒于廢水中CN-的特殊性，對A5含量對的CN-的去除率的影響進(jìn)行了試驗(yàn)； 表一 A5含量對的CN-的去除率的影響


圖1是T-CN-去除率％——A5含量％折線圖，如圖所示隨著A5含量的增加，廢水中CN-的去除率呈上升的趨勢，但含量達(dá)到3％后其去除率的增加趨于平緩，同時(shí)考慮到成本因素，在配比確定時(shí)采用4％的加入量。
A3、A4組份含量對絮凝狀況的影響(A5含量為5％不變) 表二 A3、A4組份含量對絮凝狀況的影響 圖2是A3、A4含量——?dú)飧r(shí)間折線圖，如圖所示A3、A4組份含量在大于10％后，由于礬花大，反應(yīng)過程中氧化劑分解有機(jī)物產(chǎn)生的大量氣體難以較快釋放出來，造成氣浮。A3、A4組份含量在小于5％時(shí)，形成的礬花較小，沉降速度慢，且不利于形成的污泥的清除。根據(jù)現(xiàn)場條件和試驗(yàn)結(jié)果，藥劑配比A3、A4組份含量選定為6～8％。
A1、A2組分含量對廢水中污染因子中的COD去除率的影響；(A3、A4組份含量為8％不變) 表三 A1、A2含量對廢水中污染因子中的COD去除率的影響
圖3是A1、A2組份含量——COD去除率％折線圖，如圖所示A1、A2組分含量在85～91％變化時(shí)對廢水中污染因子中的COD去除率沒有影響。
B組分藥劑由B1、B2、B3組成，其中B1、B2的作用是與A組分藥劑一起降解廢水中的有機(jī)物，B3的作用主要是去除廢水中污染因子中的F-。
鑒于廢水中污染因子中的F-的特殊性，B3含量對的F-的去除率的影響 表四 B3含量對廢水中F-去除率的影響

圖4是B3含量——F-去除率折線圖，如圖所示隨著B3含量的增加，廢水中F-的去除率呈上升的趨勢，但含量達(dá)到7～8％后，其去除率的增加趨于平緩，同時(shí)考慮到成本因素，在配比確定時(shí)采用8％的加入量。
B1、B2組分加入量對廢水中污染因子中的COD去除率的影響(B3組份加入量保持不變) 表五 B1B2組分加入量對廢水中COD去除率的影響
圖5是B1B2組分——COD去除率折線圖，如圖所示考慮到采用重鉻酸鉀回流法本身帶來的偏差，B1、B2組分加入量在6～10mL時(shí)，對廢水中污染因子中的COD去除率影響很小。
在綜合考慮了藥劑組成對廢水中各污染因子的去除效果的影響后，確定了藥劑的配比。
在前述藥劑配比確定條件下，進(jìn)行了試驗(yàn)條件PH控制對廢水中污染因子和絮凝的影響。
表六 PH對廢水中污染因子去除率及絮凝的影響 原水分析數(shù)據(jù)T-CN5.31mg/L；F-39mg/L；COD462mg/L 圖6是PH——COD、F-、T-CN去除率折線圖，如圖所示PH控制對廢水中污染因子的影響主要體現(xiàn)在對F的去除上，當(dāng)PH值≥7.2后，影響十分明顯，因此在廢水處理時(shí)要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。其次是對絮凝效果的影響。再次是對T-CN-的去除的影響。對COD的去除影響沒有前兩者嚴(yán)重。對色度的影響甚為微，在PH稍高時(shí)，處理后的水色度反而較低。
由于采用的試驗(yàn)方式是靜態(tài)條件下進(jìn)行的，在動態(tài)試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行了三個(gè)不同配比別的試驗(yàn)。
動態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)情況 動態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)條件 原水流量0.54m3/h 本發(fā)明藥劑A組分配制成濃度為25％的溶液，根據(jù)處理量，藥劑A組分加入流量為55～60mL/min，相當(dāng)于1300～1500ppm。
本發(fā)明藥劑B組分為液體，根據(jù)處理量，藥劑B組分加入流量為10～12mL/min，相當(dāng)于230～260ppm。
第一反應(yīng)池的PH值控制在2.5～3.0； 第二反應(yīng)池的PH值控制在6.5～7.0； 第二反應(yīng)池末端加入PAM(濃度為4‰的溶液)，加入量為1～1.5mL/L 圖7是混凝反應(yīng)模擬試驗(yàn)裝置流程圖。
混凝藥劑質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(以小試裝置為準(zhǔn))
配方處理后分析數(shù)據(jù)(PH為6.1) 取樣分析時(shí)間2006年5月9日14:00 圖8是配方效能比較，如圖所示根據(jù)初選試驗(yàn)的結(jié)果，對配方進(jìn)行了微調(diào)，以平衡對各污染因子的去除率。并進(jìn)行了復(fù)選試驗(yàn)。
復(fù)選試驗(yàn)數(shù)據(jù) 取樣分析時(shí)間2006年5月11日 A配方處理后分析數(shù)據(jù)(PH為6.8) 取樣分析時(shí)間2006年5月11日11:00 B配方處理后分析數(shù)據(jù)(PH為6.9) 取樣分析時(shí)間2006年5月11日12:30 動態(tài)試驗(yàn)與靜態(tài)試驗(yàn)的比較 從上面動態(tài)試驗(yàn)與靜態(tài)試驗(yàn)的的數(shù)據(jù)可以看出，由于藥劑作用時(shí)間和環(huán)境的不同，在動態(tài)試驗(yàn)條件下，廢水中COD的去除率要高于靜態(tài)試驗(yàn)的去除率。T-CN-和F-的去除率基本上是相近的。
試驗(yàn)結(jié)論 本發(fā)明藥劑用于鋼廠、電廠焦化廢水處理是非常有效的，對廢水中總氰、氟離子、有機(jī)物耗氧量的去除率基本平衡，能夠達(dá)到環(huán)保排放要求。尤其在原水中污染因子含量較高時(shí)去除效果更為突出。本發(fā)明藥劑性能能滿足該系統(tǒng)工況條件以及設(shè)備防腐上的要求。無須增加設(shè)備投資和工藝管線更改。
權(quán)利要求
1.一種鋼廠、電廠焦化廢水專用混凝劑，其特征在于它由兩個(gè)部分組成，其中
第一部分由硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸鋁、三氯化鐵、調(diào)節(jié)共聚物復(fù)配而成，其重量百分比組成是，硫酸亞鐵20-50％，硫酸鋅1-10％，硫酸鋁20-50％，三氯化鐵1-5％，調(diào)節(jié)共聚物1-5％；
第二部分由過氧化氫、過硫酸銨、磷酸聚合物、調(diào)節(jié)劑等復(fù)配而成；其重量百分比組成是，過氧化氫30-60％，過硫酸銨5-20％，磷酸聚合物5-10％，調(diào)節(jié)劑2-8％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼廠、電廠焦化廢水專用混凝劑，其特征在于第一部分的重量百分比組成是，硫酸亞鐵25-40％，硫酸鋅3-6％，硫酸鋁30-40％，三氯化鐵2-5％，調(diào)節(jié)共聚物1-3％；第二部分的重量百分比組成是過氧化氫40-50％，過硫酸銨30-50％，磷酸聚合物1-10％，調(diào)節(jié)劑1-5％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼廠、電廠焦化廢水專用混凝劑，其特征在于第一部分的重量百分比組成是，硫酸亞鐵20-30％，硫酸鋅1-3％，硫酸鋁20-45％，三氯化鐵1-5％，調(diào)節(jié)共聚物1-4％；第二部分的重量百分比組成是過氧化氫45-60％，過硫酸銨30-35％，磷酸聚合物1-5％，調(diào)節(jié)劑1-8％。
全文摘要
一種鋼廠、電廠焦化廢水專用混凝劑，其特征在于它由兩個(gè)部分組成，其中第一部分由硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸鋁、三氯化鐵、調(diào)節(jié)共聚物復(fù)配而成；第二部分由過氧化氫、過硫酸銨、磷酸聚合物、調(diào)節(jié)劑等復(fù)配而成。它能有效去除焦化廢水中的CODcr，總氰、氟離子和色度，尤其是在COD、總氰較高時(shí)處理效果尤為明顯，由A、B兩種組份復(fù)合作用，A劑為固體，由多種無機(jī)成份化合物組成，投加前配制成25％的水溶液；B劑為液體，是一種環(huán)境友好型氧化劑；兩者均有一定的氧化性，分別對廢水中的污染因子協(xié)同作用，以達(dá)到去除目的。
文檔編號C02F1/52GK101209872SQ200610148098
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月27日
發(fā)明者鄧文燕, 唐衛(wèi)東, 郝玉鳳, 慶 付, 孫曉瓏, 楊永平, 鄭志宏, 榮 楊 申請人:上海久安水質(zhì)穩(wěn)定劑廠