申请日2014.11.25
公开(公告)日2016.06.22
IPC分类号C02F1/52; C02F1/56; C02F1/40
摘要
本发明公开了一种用于处理港口含油废水的复合絮凝剂溶液，该絮凝剂溶液的配方为：硫酸铝4%-8%、硫酸铁4%-10%和壳聚糖0.5%-2.5%。本发明还公开了上述复合絮凝剂溶液的制备方法。采用本发明处理废水的效果远远高于单一型絮凝剂的处理效果，效率高，用量少，兼有铝盐絮凝剂与铁盐絮凝剂的优点，同时具有高分子絮凝剂用量少，絮体形成快，沉降性能好等的优点，并且弥补了各个组分单一使用的不足。特别适用于港口含油废水、压舱水、洗舱水的混凝处理。
权利要求书
1.一种用于处理港口含油废水的复合絮凝剂溶液，其特征在于，该絮凝剂溶液的配方(重量%)为：
硫酸铝4%-8%
硫酸铁4%-10%
壳聚糖0.5%-2.5%。
2.如权利要求1所述的用于处理港口含油废水的复合絮凝剂溶液的制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：
一)根据复合絮凝剂溶液的配方制备硫酸铝和硫酸铁的复合溶液：采用反应釜制备硫酸铝和硫酸铁的复合溶液，将固体硫酸铝和硫酸铁放入反应釜内，再向反应釜内加入水，控制反应釜的温度在60-70度之间，并搅拌20-25分钟，形成硫酸铝和硫酸铁的复合溶液;搅拌速度为250-350转/分钟;
二)按照复合絮凝剂溶液的配方将硫酸铝和硫酸铁的复合溶液滴加到壳聚糖溶液中，边滴加边搅拌，直至获得稳定均相的复合硫酸铝、硫酸铁和壳聚糖的絮凝剂溶液;搅拌速度为250-350转/分钟。
说明书
用于处理港口含油废水的复合絮凝剂溶液及其制备方法
技术领域
本发明涉及水处理混凝剂领域，特别涉及一种用于处理港口含油废水的复合高分子絮凝剂溶液及其制备方法。
背景技术
混凝沉淀法反应快、絮凝沉淀时间短、处理效果显著，操作简单，因而在含油废水处理中广泛应用。混凝剂作为混凝沉淀处理技术的核心，很自然就成为了科研工作者关注的焦点。
目前，使用较多的是无机絮凝剂聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)，但是PAC形成的絮体沉降速度慢，在低温低浊水处理中易造成“跑帆”现象，处理效果不理想，而且会给环境带来二次污染，进出管线、溶气缸等结垢严重，很难清除;而PFS虽然有许多优点，比如絮凝能力强、矾花大、沉降快、适用范围广、无二次污染等，但由于其生产工艺复杂、成本高、在水中残留色度，因而难以广泛推广。有机絮凝剂虽然用量小、絮凝能力强、产生浮渣量小、效率高，但是药剂费用一般较为昂贵，且以丙烯酰胺为基础的人造高分子聚合物在使用时会产生有毒物质，这样使其推广应用受到了一定的限制。因而研发新型高效的絮凝剂成为了近年来众多科学家的研究方向和重点。目前已研发的用于处理含油废水的絮凝剂主要包括：
(1)新型无机聚合絮凝剂：具有代表性的包括：聚磷氯化铝(PPAC)、聚磷硫酸铁(PFPS)、聚合氯化铝铁(PAFC)、聚硅硫酸铝(PASS)、聚硅氯化铝(PACS)、聚合硅酸硫酸铁(PFSS)、含铝离子的聚硅酸絮凝剂(PSAA)等。
(2)新型无机复合絮凝剂：由于含油废水种类复杂，成分多样，单一的无机混凝剂显然不能满足含油废水的处理要求。因此越来越多的新型无机复合混凝剂开始被研制。如以Al(OH)3、Fe2Mg络合剂、HCl及NaOH为原料，研制出的多金属核无机高分子聚合物混凝剂FMA，用于处理吐哈油田的废水。
(3)新型有机混凝剂及有机复合混凝剂：有机混凝剂凭借投药量少、处理效率高等优点迅速发展，形成了类型齐全、规格品种系列化的一个新兴的精细化工领域。吴芳云等用尿素和甲醛作为主要原料合成的脲醛树脂季铵盐和脲醛树脂叔铵盐，并与聚合铝复配用于处理辽河石化总厂污水。结果发现：除油率达83%，废水中絮体加大，沉降速度加快，浮渣量减少。
(4)新型有机-无机复合混凝剂：由于新型有机混凝剂的价格一般都较为昂贵，且聚合物、碱、表面活性剂的同时存在，使得处理后的含油废水不仅成分复杂，而且粘度大、乳化程度大，使用单一的混凝剂很难达到理想的效果。因此研究开发新型有机-无机的高效复合混凝剂处理油田含油废水已成为科研工作者的研究热点。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于处理港口含油废水的复合絮凝剂溶液及其制备方法，采用该复合絮凝剂溶液处理港口含油废水效率高，用量少，可弥补使用硫酸铝或硫酸铁等单一组分絮凝剂处理港口含油废水的不足。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是：一种用于处理港口含油废水的复合絮凝剂溶液，该絮凝剂溶液的配方为：
硫酸铝4%-8%
硫酸铁4%-10%
壳聚糖0.5%-2.5%。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的另一个技术方案是：上述复合絮凝剂溶液的制备方法，该方法采用以下步骤：
一)根据所述复合絮凝剂溶液的配方制备硫酸铝和硫酸铁的复合溶液;
二)按照所述复合絮凝剂溶液的配方将硫酸铝和硫酸铁的复合溶液滴加到壳聚糖溶液中，边滴加边搅拌，直至获得稳定均相的复合硫酸铝、硫酸铁和壳聚糖的絮凝剂溶液。
所述步骤一)的方法为：采用反应釜制备硫酸铝和硫酸铁的复合溶液，将固体硫酸铝和硫酸铁放入反应釜内，再向反应釜内加入水，控制反应釜的温度在60-70度之间，并搅拌20-25分钟，形成硫酸铝和硫酸铁的复合溶液。
所述步骤二)和所述步骤一)中的搅拌速度均为250-350转/分钟。
本发明具有的优点和积极效果是：处理废水的效果远远高于单一型絮凝剂的处理效果，效率高，用量少，兼有铝盐絮凝剂与铁盐絮凝剂的优点，同时具有高分子絮凝剂用量少，絮体形成快，沉降性能好等的优点，并且弥补了各个组分单一使用的不足。特别适用于港口含油废水、压舱水、洗舱水的混凝处理。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例予以说明：
实施例1：
采用反应釜制备硫酸铝和硫酸铁的复合溶液，在反应釜的外面接有冷凝回流装置，称量硫酸铝5.5克，硫酸铁12克，放入反应釜内，再向反应釜内加入水100克，控制反应釜的温度在60-70度之间，搅拌20分钟，搅拌速度为300转/分钟，形成硫酸铝和硫酸铁的复合溶液。然后慢慢将此复合溶液滴加到20克10%壳聚糖溶液中，在转速为300转/分钟的条件下搅拌直至获得稳定均相的复合硫酸铝、硫酸铁和壳聚糖的絮凝剂溶液。此时各组分的含量为：硫酸铝为4%，硫酸铁为8.7%，壳聚糖为1.5%;上述各比例为质量百分比。
实施例2：
采用反应釜制备硫酸铝和硫酸铁的复合溶液，在反应釜的外面接有冷凝回流装置，称量硫酸铝12克，硫酸铁10克，放入反应釜内，再向反应釜内加入水100克，控制反应釜的温度在60-70度之间，搅拌25分钟，搅拌速度为350转/分钟，形成硫酸铝和硫酸铁的复合溶液。然后慢慢将此复合溶液滴加到30克10%壳聚糖溶液中，在转速为250转/分钟的条件下搅拌直至获得稳定均相的复合硫酸铝、硫酸铁和壳聚糖絮凝剂溶液。此时各组分的含量为：硫酸铝为8%，硫酸铁为6.7%，壳聚糖为2.0%;上述各比例为质量百分比。
实施例3：
采用反应釜制备硫酸铝和硫酸铁的复合溶液，在反应釜的外面接有冷凝回流装置，称量硫酸铝9.5克，硫酸铁5.8克，放入反应釜内，再向反应釜内加入水100克，控制反应釜的温度在60-70度之间，搅拌20分钟，搅拌速度为350转/分钟，形成硫酸铝和硫酸铁的复合溶液。然后慢慢将此复合溶液滴加到30克10%壳聚糖溶液中，在转速为300转/分钟的条件下搅拌直至获得稳定均相的复合硫酸铝、硫酸铁和壳聚糖的絮凝剂溶液。此时各组分的含量为：硫酸铝为6.5%，硫酸铁为4%，壳聚糖为2.1%;上述各比例为质量百分比。
实施例4：
采用反应釜制备硫酸铝和硫酸铁的复合溶液，在反应釜的外面接有冷凝回流装置，称量硫酸铝6克，硫酸铁14克，放入反应釜内，再向反应釜内加入水100克，控制反应釜的温度在60-70度之间，搅拌25分钟，搅拌速度为250转/分钟，形成硫酸铝和硫酸铁的复合溶液。然后慢慢将此复合溶液滴加到20克10%壳聚糖溶液中，在转速为350转/分钟的条件下搅拌直至获得稳定均相的复合硫酸铝、硫酸铁和壳聚糖的絮凝剂溶液。此时各组分的含量为：硫酸铝为4.3%，硫酸铁为10%，壳聚糖为1.4%;上述各比例为质量百分比。
实施例5：
采用反应釜制备硫酸铝和硫酸铁的复合溶液，在反应釜的外面接有冷凝回流装置，称量硫酸铝7克，硫酸铁7克，放入反应釜内，再向反应釜内加入水100克，控制反应釜的温度在60-70度之间，搅拌25分钟，搅拌速度为350转/分钟，形成硫酸铝和硫酸铁的复合溶液。然后慢慢将此复合溶液滴加到20克10%壳聚糖溶液中，在转速为250转/分钟的条件下搅拌直至获得稳定均相的复合硫酸铝、硫酸铁和壳聚糖的絮凝剂溶液。此时各组分的含量为：硫酸铝为5.8%，硫酸铁为5.8%，壳聚糖为0.5%;上述各比例为质量百分比。
实施例6：
采用反应釜制备硫酸铝和硫酸铁的复合溶液，在反应釜的外面接有冷凝回流装置，称量硫酸铝10克，硫酸铁10克，放入反应釜内，再向反应釜内加入水100克，控制反应釜的温度在60-70度之间，搅拌25分钟，搅拌速度为300转/分钟，形成硫酸铝和硫酸铁的复合溶液。然后慢慢将此复合溶液滴加到40克10%壳聚糖溶液中，在转速为300转/分钟的条件下搅拌直至获得稳定均相的复合硫酸铝、硫酸铁和壳聚糖的絮凝剂溶液。此时各组分的含量为：硫酸铝为6.3%，硫酸铁为6.3%，壳聚糖为2.5%;上述各比例为质量百分比。
实施例7：
采用反应釜制备硫酸铝和硫酸铁的复合溶液，在反应釜的外面接有冷凝回流装置，称量硫酸铝8克，硫酸铁12克，放入反应釜内，再向反应釜内加入水100克，控制反应釜的温度在60-70度之间，搅拌25分钟，搅拌速度为350转/分钟，形成硫酸铝和硫酸铁的复合溶液。然后慢慢将此复合溶液滴加到20克10%壳聚糖溶液中，在转速为350转/分钟的条件下搅拌直至获得稳定均相的复合硫酸铝、硫酸铁和壳聚糖的絮凝剂溶液。此时各组分的含量为：硫酸铝为5.7%，硫酸铁为8.6%，壳聚糖为1.4%;上述各比例为质量百分比。
实施例8：
采用反应釜制备硫酸铝和硫酸铁的复合溶液，在反应釜的外面接有冷凝回流装置，称量硫酸铝12克，硫酸铁12克，放入反应釜内，再向反应釜内加入水100克，控制反应釜的温度在60-70度之间，搅拌25分钟，搅拌速度为250转/分钟，形成硫酸铝和硫酸铁的复合溶液。然后慢慢将此复合溶液滴加到40克10%壳聚糖溶液中，在转速为250转/分钟的条件下搅拌直至获得稳定均相的复合硫酸铝、硫酸铁和壳聚糖的絮凝剂溶液。此时各组分的含量为：硫酸铝为7.3%，硫酸铁为7.3%，壳聚糖为2.4%;上述各比例为质量百分比。
实施例9：
采用反应釜制备硫酸铝和硫酸铁的复合溶液，在反应釜的外面接有冷凝回流装置，称量硫酸铝6克，硫酸铁6克，放入反应釜内，再向反应釜内加入水100克，控制反应釜的温度在60-70度之间，搅拌20分钟，搅拌速度为350转/分钟，形成硫酸铝和硫酸铁的复合溶液。然后慢慢将此复合溶液滴加到20克10%壳聚糖溶液中，在转速为350转/分钟的条件下搅拌直至获得稳定均相的复合硫酸铝、硫酸铁和壳聚糖的絮凝剂溶液。此时各组分的含量为：硫酸铝为4.5%，硫酸铁为4.5%，壳聚糖为1.5%;上述各比例为质量百分比。
在上述实施例中，控制搅拌时间、速度以及温度，是为了使固体物质更好的溶解，以及生成均相的化学物质。
将上述9个实施例得到的复合高分子絮凝剂与常用的港口含油废水处理用絮凝剂进行对比试验，采用的水样为天津港口某废水处理站含油废水，处理结果如下：
表1不同絮凝剂对某港口含油废水的处理数据
表1的数据表明本发明复合高分子絮凝剂对港口含油废水的处理效果远远高于单一型絮凝剂的处理效果，不但兼有了铝盐絮凝剂与铁盐絮凝剂的优点，同时具有高分子絮凝剂用量少，絮体形成快，沉降性能好等的优点。本发明复合型高分子絮凝剂弥补了各个组分单一使用的不足。
尽管上面对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
