申请日2012.07.24
公开(公告)日2014.02.12
IPC分类号C02F1/52; B01J20/30; B01J20/20; C02F1/28
摘要
本发明公开了一种用于印染废水处理的高效复合吸附絮凝剂及制备方法和应用。该高效复合吸附絮凝剂是由为絮凝剂、吸附剂和助凝剂组成。絮凝剂为硫酸铝钾，吸附剂为粉末活性炭，助凝剂为可溶性稀土盐类。具体制备过程为：首先将硫酸铝钾配成10%~20%的溶液，按照活性炭：稀土元素：铝(质量比)= 0.2~2: 0.5~0.8: 1，向硫酸铝钾溶液中加入粉末活性炭和稀土盐，在50~70℃温度条件下，按硫酸铝钾与碱的质量比5～20：1加入碱液，复合反应2~4小时，得到高效复合吸附絮凝剂。本发明的高效复合吸附絮凝剂制备简单，使用方便，沉降速度快，可应用于印染废水的处理，CODcr的去除率和脱色率高。
权利要求书
1.一种用于印染废水处理的高效复合吸附絮凝剂，其特征在于，由絮凝 剂、吸附剂和助凝剂复合而成;其中：絮凝剂为硫酸铝钾，吸附剂为 粉末活性炭，助凝剂为可溶性稀土盐类。
2.根据权利要求1所述用于印染废水处理的高效复合吸附絮凝剂，其特征 在于，所述的粉末活性炭的粒径为200目以下。
3.根据权利要求1所述用于印染废水处理的高效复合吸附絮凝剂，其特征 在于，所述的可溶性稀土盐类为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、 铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇的硝酸盐、硫酸盐、盐酸盐中 的一种或其组合。
4.根据权利要求1，或2，或3所述用于印染废水处理的高效复合吸附絮凝 剂的制备方法，其特征在于，将硫酸铝钾配成10%~20%的溶液，粉末活 性炭：稀土元素：铝质量比为0.2～2: 1.5～5: 1，向硫酸铝钾溶 液中加入粉末活性炭和稀土盐，在50～70℃温度条件下，搅拌，按硫 酸铝钾与碱的质量比5～20：1加入碱液，复合反应2～4小时。
5.根据权利要求4所述用于印染废水处理的高效复合吸附絮凝剂的制备方 法，其特征在于，所述的搅拌是采用恒温磁力搅拌器，以100~200转/ 分搅拌10～20分钟，并在搅拌条件下加入碱液后再搅拌5～10分钟。
6.根据权利要求4所述用于印染废水处理的高效复合吸附絮凝剂的制备方 法，其特征在于，所述的碱液为25%的氢氧化铵溶液。
7.根据权利要求1，或2，或3所述用于印染废水处理的高效复合吸附絮凝 在印染废水处理方面的应用。
说明书
用于印染废水处理高效复合吸附絮凝剂及制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种复合吸附絮凝剂及制备方法和应用，特别是涉及一种 用于印染废水处理的复合吸附絮凝剂及制备方法和应用。
背景技术
随着我国印染行业的快速发展，一系列环境问题也随之产生，其中之 一就是大量印染废水的产生。由于染整的整个过程中都需要大量的水 用于输送、洗涤、分散物料及冷却设备等等，因此产生的废水量很大 ，一般可达印染企业用水量的70%~90%。据统计，2010年在全国各工 业行业中，纺织印染行业废水排放量为12.75吨，居全国工业废水排放 量的第五位，约占全国工业废水排放量的6%。据有关资料显示，太湖 流域工业废水化学需氧量(CODcr)排放量中约30%来源于纺织印染行 业。印染废水的污染问题已成为广泛关注的社会问题。印染废水具有 水量大、色度深、成分复杂、生物降解性差，脱色处理困难等特点， 因此物理化学方法仍然是处理印染废水的重要手段。物理化学方法的 关键是絮凝剂的使用，絮凝效果好坏往往决定后续流程的运行工况， 最终出水质量以及运行成本。
常用的絮凝剂主要分为无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂，由于 有机高分子絮凝剂的成本较高且对水质波动大的废水处理适应性较差 等原因，因此在印染废水处理中并不适合。目前应用于印染废水的絮 凝剂多为无机絮凝剂，主要是铁系和铝系，其中单纯的铝盐絮凝沉降 速度慢，色度和CODcr的去除率较低，铁盐虽然沉降速度有所改善，但 是其对管道的腐蚀性强，工程应用困难。因此，在铝盐中加入助剂以 提高其沉降性能和脱色性能是目前絮凝剂研制的一个重要方向。无机 高分子絮凝剂的絮凝脱色机制是以胶体化学理论为基础，包括凝聚与 絮凝，絮凝剂发生水解和聚合反应，生成高价聚羟阳离子，通过压缩 双电层吸附与架桥作用，并辅以卷扫、网捕作用来完成对水中悬浮物 及胶体类非溶解性物质的脱稳凝聚，从而达到脱色目的。单纯的铝盐 絮凝剂在吸附、脱色方面较差，因此考虑在铝系絮凝剂中引入高效的 吸附剂和助凝剂，以吸附作用和絮凝作用互补，复合得到具有较强的 吸附和絮凝能力的高效吸附絮凝剂。目前粉末活性炭因其比表面积大 ，吸附性能良好，同时其来源广泛、价格相对低廉，已作为一种高效 吸附剂在净水方面应用普遍。另外我国丰富的稀土资源，已经广泛应 用于材料等方面，在水处理方面的应用很少。稀土元素具有特殊的外 层电子结构(4f)，4f有7个后备价电子轨道具有成键能力，在絮凝过程 中形成类似化学键的反应，可以增强吸附和絮凝效果。据这一机理， 本发明的创新点在于把传统的铝系絮凝剂和活性炭相结合，再与 稀土元素复配得到了兼具吸附和絮凝作用的高效复合吸附絮凝剂，不 仅加快絮凝沉降速度，而且提高了CODcr去除率和脱色率。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺点，提供一种制备简单，使用 方便，沉降速度快，CODcr的去除率和脱色率高的用于印染废水处理的 高效复合吸附絮凝剂。
本发明的另一个目的是提供上述高效复合吸附絮凝剂的制备方法。
本发明的进一步目的是提供上述高效复合吸附絮凝剂的应用。
本发明提供一种用于印染废水处理的高效复合吸附絮凝剂，其特征在 于，由絮凝剂、吸附剂和助凝剂复合而成;其中：絮凝剂为硫酸铝钾 ，吸附剂为粉末活性炭，助凝剂为可溶性稀土盐类。
所述的粉末活性炭的粒径为200目以下。
所述的可溶性稀土盐类为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝 、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇的硝酸盐、硫酸盐、盐酸盐中的一种 或其组合。
本发明提供一种用于印染废水处理的高效复合吸附絮凝剂的制备方法 ，其特征在于，将硫酸铝钾配成10%~20%的溶液，粉末活性炭：稀土元 素：铝质量比为0.2～2: 1.5～5: 1，向硫酸铝钾溶液中加入粉末 活性炭和稀土盐，在50～70℃温度条件下，搅拌，按硫酸铝钾与碱的 质量比5～20：1加入碱液，复合反应2～4小时。
所述的搅拌是采用恒温磁力搅拌器，以100~200转/分搅拌10～20分钟 ，并在搅拌条件下加入碱液后再搅拌5～10分钟。
所述的碱液为25%的氢氧化铵溶液。
本发明提供一种用于印染废水处理的高效复合吸附絮凝在印染废水处 理方面的应用。
本发明的用于印染废水处理的高效复合吸附絮凝剂的使用方法如下： 用酸或碱调节印染废水pH为5～9(碱可选氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧 化钙，酸可选醋酸、盐酸)，按1升废水量投加20～50毫升的体积比例 ，搅拌2～5分钟，静置10～30分钟。测定沉降速度，并取上清液测定 CODcr和色度，计算CODcr的去除率和脱色率，CODcr的去除率达80%以 上，脱色率达90%以上。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明的高效复合吸附絮凝剂，在铝系絮凝剂的基础上，采用粉末 活性炭作为吸附剂，稀土元素作为助凝剂，在絮凝初期，铝盐水解和 聚合生成高价聚羟阳离子，通过压缩双电层吸附与架桥作用，并辅以 稀土元素的类似化学成键的絮凝机制，卷扫和网捕水中悬浮物及胶体 类非溶解性物质，同时粉末活性炭又将水中可溶性染料和微小颗粒物 吸附富集与絮凝剂形 成的絮体聚积成大絮体加速沉降，静止10分钟即可出现清晰界面，同 时絮体体积小，剩余污泥量小。
2)高效复合吸附絮凝剂在絮凝的基础上兼具了吸附的效果，显著改善 了铝系絮凝剂的性能，药剂投加量少，对印染废水的处理效率高，CO Dcr的去除率达80%以上，脱色率可达90%以上，且制备工艺简单，原料 丰富，成本低;
3)本发明的高效复合吸附絮凝剂可用于印染废水的处理，还可用于其 他工业废水以及受污染的自然水体的处理，具有较大的推广应用价值 。
