CN109354142A - 一种用于高效污水处理的无机复合混凝剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于高效污水处理的无机复合混凝剂及其制备方法，按质量分数计算，由以下组分制得：LDHs 20‑25份，Mg(OH)25‑30份，CaCO3 70‑150份，滚珠微粒1‑2份，其制备方法包括如下步骤：步骤1、称取各组分，混合均匀后得到混凝剂主剂；步骤2、称取滚珠微粒，与所述混凝剂主剂进行充分混合；步骤3、将所述步骤2得到的混合物进行研磨；步骤4、将所述步骤3过筛粉体进行包装后，在干燥常温下进行保存。本发明无机复合絮凝剂不但能够达到分步投加无机和有机絮凝剂同等甚至更好的絮凝效果，而且由于一次性加药简化了操作工艺，在提高处理效率的基础上降低了设备投资成本和水处理成本。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种用于高效污水处理的无机复合混凝剂的制备方法。
背景技术
混凝过程是水处理工程中应用最广泛、最普通的单元操作技术，混凝处理效果直接决定后续处理流程的运行工序、最终出水质量和成本费用。絮凝效果好坏很大程度上取决于絮凝剂。絮凝剂经历了金属盐絮凝剂(铝盐、铁盐等)、有机高分子絮凝剂(聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯基氯化铵等)、无机高分子絮凝剂(聚铝、聚铁等)、无机复合絮凝剂(聚硅铝、聚硅铁等)、无机-有机复合絮凝剂(铝或铁絮凝剂与有机絮凝剂的混合物)等发展阶段，其中，无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂是当前水处理中应用较多的絮凝剂。无机高分絮凝剂价格相对便宜，但具有分子量低，在水中稳定性差，投入量高，产生污泥量大等缺点；有机高分子絮凝剂具有官能团多，分子量大，用量少，沉降速度快，适用范围广污泥量少且易于脱水等优点。
为综合以上二者的优点，水处理过程中常釆用分步投加的方法，将无机和有机高分子絮凝剂联用以达到较好的处理效果，这虽然在一定程度上达到了优势互补的目的，但随之而来的是操作工艺繁琐，设备投资大，使用成本相对偏高等。
有鉴于上述现有的水处理混凝剂存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种用于高效污水处理的无机复合混凝剂的制备方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的水处理混凝剂存在的缺陷，而提供一种用于高效污水处理的无机复合混凝剂的制备方法，不但能够达到分步投加无机和有机絮凝剂同等甚至更好的絮凝效果，而且由于一次性加药简化了操作工艺，在提高处理效率的基础上降低了设备投资成本和水处理成本，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一种用于高效污水处理的无机复合混凝剂，按质量分数计算，由以下组分制得：LDHs 20-25份，Mg(OH)2 5-30份，CaCO3 70-150份，滚珠微粒1-2份。
进一步的，所述滚珠微粒为活性硅土或活性白土。
进一步的，LDHs是Fe-Ni-Fe-LDHs、Zn-Mg-Al-LDHs、Zn-Al-Ce-LDHs或纳米MgAl-LDHs中的任意一种或两种的混合物。
一种用于高效污水处理的无机复合混凝剂的制备方法包括如下步骤：
步骤1、称取LDHs、Mg(OH)2、CaCO3，混合均匀后得到混凝剂主剂；
步骤2、称取滚珠微粒，与步骤1得到所述混凝剂主剂进行充分混合；
步骤3、将所述步骤2得到的混合物进行研磨；
步骤4、将所述步骤3过筛粉体进行包装后，在干燥常温下进行保存。
进一步的，滚珠微粒在混凝剂主剂搅拌状态下逐渐加入。
进一步的，步骤3中在研磨机中进行研磨，且研磨时间为1-3h。
进一步的，步骤3中经过研磨的粉体过200目标准筛，去除大颗粒物质。
采用上述技术方案，能够实现以下技术效果：
1)、本发明无机复合絮凝剂不但能够达到分步投加无机和有机絮凝剂同等甚至更好的絮凝效果，而且由于一次性加药简化了操作工艺，在提高处理效率的基础上降低了设备投资成本和水处理成本；
2)、本发明无机复合絮凝剂应用范围较宽，除浊脱色效果良好，可广泛应用于给水净化、废水处理中的除浊、脱色、固液分离等过程，pH值适应性大，对于多种废水具有良好的净化效果，能够实现最低成本、最简工序和快速治理，实现达标排放；
3)、本发明无机复合絮凝剂在水中具有很高的稳定性，这种结构是本发明无机复合絮凝剂区别于其他絮凝剂的最大特点，可充分发挥无机复合絮凝剂的优点，显著的提高了絮凝效果，从而大大提高了絮凝能力，具有快速、高效的絮凝效果，根据净水剂配方不同，可以达到分别去除COD、BOD、SS、TP、NH；-N等污染物的目的，也可以同时对多种物质达到有效去除，单级分离后COD去除率可达80-92％，出水COD从5000-12000mg/L下降到400-1500mg/L；
4)、在废水混凝分相与富集反应时，采用了针对性强、分相迅速、固-液分配比大、固相富集度高，以及投加量与富集度具有良好线性依存关系的Fe-Ca-Mg系复合凝聚剂，该凝聚剂制备原料易得，操作简单，可以针对废水波动进行分质配方与制备，另外为了消除投加时的粉尘污染，保护劳动环境，还可将其制备成一种无尘易崩解的粒状体使用。
5)、容易实施：无需使用特殊处理设施和设备，使设备选型常规化，同时能够大幅度降低后续生化处理负荷，使生化设施的投资减小和运行费用降低。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的用于高效污水处理的无机复合混凝剂的制备方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
一种用于高效污水处理的无机复合混凝剂，其特征在于，按质量分数计算，由以下组分制得：LDHs 20-25份，Mg(OH)2 5-30份，CaCO3 70-150份，滚珠微粒1-2份。滚珠微粒为活性硅土或活性白土。LDHs是Fe-Ni-Fe-LDHs、Zn-Mg-Al-LDHs、Zn-Al-Ce-LDHs或纳米MgAl-LDHs中的任意一种或两种的混合物。
一种用于高效污水处理的无机复合混凝剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、称取LDHs、Mg(OH)2、CaCO3各组分，混合均匀后得到混凝剂主剂；
步骤2、称取滚珠微粒，与步骤1得到所述混凝剂主剂进行充分混合；
步骤3、将所述步骤2得到的混合物进行研磨；
步骤4、将所述步骤3过筛粉体进行包装后，在干燥常温下进行保存。
作为一种优选方案，活性硅土或所述活性白土在混凝剂主剂搅拌状态下逐渐加入。
作为一种优选方案，步骤3中在研磨机中进行研磨，且研磨时间为1-3h。
作为一种优选方案，步骤3中经过研磨的粉体过200目标准筛，去除大颗粒物质。
为了进一步说明本发明，下面结合具体实施例对本发明提供的用于高效污水处理的无机复合混凝剂及其制备方法进行详细的描述，但不应将其理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
Fe-Ni-Fe-LDHs20份，Mg(OH)2 5份，CaCO3 70份，活性白土1份；
按以下步骤制备无机复合混凝剂：
步骤1、按照质量分数计算，称取20份Fe-Ni-Fe-LDHs，5份Mg(OH)2，70份CaCO3，混合均匀后得到混凝剂主剂；
步骤2、称取1份活性白土，与混凝剂主剂进行充分混合；
步骤3、将步骤2得到的混合物进行研磨，研磨时间为2h；
步骤4、将步骤3过筛粉体进行包装后，在干燥常温下进行保存。
实施例2
Zn-Mg-Al-LDHs20份，Mg(OH)2 5份，CaCO3 70份，活性白土2份；
按以下步骤制备无机复合混凝剂：
步骤1、按照质量分数计算，称取25份Zn-Mg-Al-LDHs，30份Mg(OH)2，150份CaCO3，混合均匀后得到混凝剂主剂；
步骤2、称取2份活性白土，与混凝剂主剂进行充分混合；
步骤3、将步骤2得到的混合物进行研磨，研磨时间为3h；
步骤4、将步骤3过筛粉体进行包装后，在干燥常温下进行保存。
实施例3
Zn-Al-Ce-LDHs23份，Mg(OH)220份，CaCO3 90份，活性硅土2份；
按以下步骤制备无机复合混凝剂：
步骤1、按照质量分数计算，称取23份Zn-Al-Ce-LDHs，20份Mg(OH)2，90份CaCO3，混合均匀后得到混凝剂主剂；
步骤2、称取2份活性硅土，与混凝剂主剂进行充分混合；
步骤3、将步骤2得到的混合物进行研磨，研磨时间为1h；
步骤4、将步骤3过筛粉体进行包装后，在干燥常温下进行保存。
实施例4
纳米MgAl-LDHs25份，Mg(OH)220份，CaCO3 80份，活性硅土2份；
按以下步骤制备无机复合混凝剂：
步骤1、按照质量分数计算，称取25份纳米MgAl-LDHs，20份Mg(OH)2，80份CaCO3，混合均匀后得到混凝剂主剂；
步骤2、称取2份活性硅土，与混凝剂主剂进行充分混合；
步骤3、将步骤2得到的混合物进行研磨，研磨时间为2.5h；
步骤4、将步骤3过筛粉体进行包装后，在干燥常温下进行保存。
对比实施例1
对常州新溢纺织有限公司印染废水进行处理，废水由该公司水处理段提供，为筒染和印花生产废水。分别采用Fe系中的PFS、Al系中的PAC、Al-Fe复合系中的PAFS、硅藻土以及膨润土与本发明制备的Fe-Ca-Mg系复合凝聚剂进行平行对比评价分离效果。
分离操作平行条件为：各处理水量2000ml，各物料按同等投加量投加，调整pH＝10-11.6进行混凝反应，由于本发明制备的用剂自含碱剂，无需外加剂调整。
上述反应完成后，使用中速定性滤纸进行真空抽滤分离。之后，获得的固相泥饼干燥后，并测定干泥量以及可提取物量等指标，抽滤出的液相废水比对颜色和测定COD指标。上述投加物料，如以凝聚作用原理为主导的用剂给予8-12min反应时间，如为吸附作用原理为主导的用剂给予60min反应时间，操作均在室温条件下进行。
对比实施例2
所用废水为江苏新光印染有限公司，面料染色废水，分别对比了固体吸附剂，高岭土、陶土、活性白土、4A沸石、苦土粉、氢氧化镁、氢氧化铝。
处理水量1000ml，混合相反应调整pH＝11，混凝富集反应40min。需特别说明的是，本发明制备的用剂自含碱剂，无需外加剂调整。
待上述反应完成后，使用中速定性滤纸进行真空抽滤分离，获得的固相泥饼干燥后进行烟碱提取，并测定干泥量以及可提取物量等指标，抽滤出的液相废水比对颜色和测定COD等指标。
测试结果如下表
对比实施例1测试结果
对比实施例2测试结果
通过上述测试说明，本发明提供的絮凝剂，不但能够达到有机絮凝剂的效果，还能够达到无机絮凝剂的效果，并且在COD的指标上，更加低于有机絮凝剂和无机絮凝剂，具有更好的污水处理效果，且更加经济适用，具有极好的产业价值。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种用于高效污水处理的无机复合混凝剂，其特征在于，按质量分数计算，由以下组分制得：LDHs 20-25份，Mg(OH)25-30份，CaCO3 70-150份，滚珠微粒 1-2份。
2.根据权利要求1所述的用于高效污水处理的无机复合混凝剂，其特征在于，所述步骤2中所述滚珠微粒为活性硅土或活性白土。
3.根据权利要求1所述的用于高效污水处理的无机复合混凝剂，其特征在于，所述LDHs是Fe-Ni-Fe-LDHs、Zn-Mg-Al-LDHs、Zn-Al-Ce-LDHs或纳米MgAl-LDHs中的任意一种或两种的混合物。
4.一种用于高效污水处理的无机复合混凝剂的制备方法，其特征在于，
步骤1、称取LDHs、Mg（OH）2、CaCO3，混合均匀后得到混凝剂主剂；
步骤2、称取滚珠微粒，与步骤1得到所述混凝剂主剂进行充分混合；
步骤3、将所述步骤2得到的混合物进行研磨；
步骤4、将所述步骤3过筛粉体进行包装后，在干燥常温下进行保存。
5.根据权利要求4所述的用于高效污水处理的无机复合混凝剂的制备方法，其特征在于，所述滚珠微粒在混凝剂主剂搅拌状态下逐渐加入。
6.根据权利要求4所述的用于高效污水处理的无机复合混凝剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3中在研磨机中进行研磨，且研磨时间为1-3h。
7.根据权利要求4所述的用于高效污水处理的无机复合混凝剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3中经过研磨的粉体过200目标准筛，去除大颗粒物质。
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