申请日2010.03.31
公开(公告)日2010.12.01
IPC分类号C02F1/52
摘要
本发明公开了一种造纸法再造烟叶生产废水深度处理混凝剂的合成方法。该方法先将氧化钙和三氧化二铝混匀后，在1000-1300℃温度下煅烧反应2～3小时;然后按每克煅烧产物加入磷酸溶液12～16mL，在水浴加热沸腾条件下反应1-2小时后，冷却熟化24小时以上，取上清液得到高效混凝剂。本发明获得的高效混凝剂用于造纸法再造烟叶生产废水深度处理，在1mL/100mL废水用量条件下，可将废水CODCr由220mg/L左右降至国家污水综合排放二级标准规定的100mg/以下，色度由900CU左右降至规定的80CU以下，深度处理效果非常明显。
权利要求书
1.一种造纸法再造烟叶生产废水深度处理混凝剂的合成方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将氧化钙和三氧化二铝混匀后，在1000～1300℃温度下煅烧2～3小时;氧化钙和三氧化二铝均为市售分析纯试剂，氧化钙和三氧化二铝质量比为：2∶1～1∶1;
(2)按每克步骤(1)获得的煅烧产物加入磷酸溶液12～16mL，所述磷酸溶液为市售分析纯试剂;在水浴加热沸腾条件下反应1-2小时后，冷却熟化24小时以上，取上清液，得到造纸法再造烟叶生产废水深度处理混凝剂。
2.根据权利要求1的造纸法再造烟叶生产废水深度处理混凝剂的合成方法，其特征在于：步骤(1)中氧化钙和三氧化二铝质量比为：2∶1或1∶1。
3.根据权利要求1的造纸法再造烟叶生产废水深度处理混凝剂的合成方法，其特征在于：步骤(1)中煅烧温度为1100～1200℃。
4.根据权利要求1的造纸法再造烟叶生产废水深度处理混凝剂的合成方法，其特征在于：步骤(1)中煅烧时间为2.0～2.5小时。
5.根据权利要求1的造纸法再造烟叶生产废水深度处理混凝剂的合成方法，其特征在于：步骤(2)中磷酸溶液的加入量为每克步骤(1)获得的煅烧产物加入盐酸溶液14～15mL。
说明书
造纸法再造烟叶生产废水深度处理用混凝剂的合成方法
技术领域
本发明涉及一种烟草废水深度处理混凝剂的合成方法，本发明获得的高效混凝剂用于造纸法再造烟叶生产废水的深度处理，可将废水CODCr和色度分别由220mg/L和900CU左右降至国家污水综合排放二级标准规定的100mg/L和80CU以下。
背景技术
近年来在大量的二级生化工程中的好氧生物处理后，增加了深度处理单元，这些处理单元一般为混凝、膜分离、MBR膜分离、电化学或超临界水氧化等技术，但这些处理单元除了混凝技术外大部分都具有一次性投资高、维护使用成本相对偏高的限制，目前许多企业仍将混凝单元作为处理废水的最后一道“保险”单元，而且实践也证明，该单元为保证废水达标排放起到了非常重要的作用。
混凝剂混凝废水中的有机物质或成色物质沉淀而进行脱除，其作用机理可认为依靠中和粒子上的电荷或架桥作用而使粒子沉降。目前用于处理工业废水的混凝剂主要有两大类：第一类为无机混凝剂，无机混凝剂包括金属盐类和无机高分子混凝剂。广泛使用的金属盐类有铝盐和铁盐;无机高分子混凝剂是在传统的金属盐混凝剂的基础上发展起来的一类新型水处理药剂，无机混凝剂具有适应性强、相对价廉受到了迅速发展和广泛应用。近年来对无机-有机复合混凝剂的研究是一大热点。第二类为有机混凝剂，有机高分子混凝剂一般是水溶性的线性聚合物，分子呈链状，由大量的链节组成，同无机高分子相比，具有用量少、混凝速度快，受共存盐类、pH值及温度的影响小，生成污泥量少等优点，目前有机高分子混凝剂主要有人工合成和天然两大类，在合成的有机高分子混凝剂中聚丙烯酰胺(PAM)的应用最多，它有非离子型、阳离子型和阴离子型三种。天然高分子混凝剂目前主要的品种有：改性阳离子淀粉的衍生物、木质素衍生物和甲壳素衍生物等。人工合成的高分子混凝剂由于聚丙烯酰胺的单体有神经毒性和“三致”效应，具有一定毒性，而天然有机高分子混凝剂的作用针对性还有待进一步研究，无机混凝剂混凝效果好、价格低的优点，使得无机高分子混凝剂已呈现出水处理主流药剂的发展趋势。
中国发明专利申请CN1623922公布了一种由聚合氯化铝、聚合硫酸铁、硫酸镁与聚二甲基二烯丙基氯化铵复配而成的新型水处理脱色混凝剂;具有高效的脱色、除浊功能，适用于处理高COD、高色度的染料废水。中国发明专利申请CN101254970公布了一种高效脱色混凝剂的制备方法，在催化剂的作用下，将木质素、双氰胺和部分甲醛在一定条件下进行初步缩聚反应，待反应放热稳定后，再加入部分甲醛，控制温度在65-95℃，保温2-6h后得到产品，适用于染料、印染及制浆造纸工业等高色度废水的深度处理，脱色率可达95%以上。但是上述专利技术合成过程中都使用了具有一定毒性的有机物。
20世纪70年代末，随着人们对吸烟安全性的重视，国外烟草商开始系统研究造纸法薄片工艺技术，并在20世纪80年代进行了大范围的推广应用，目前主要应用于美国、西欧和日本等国，将其作为降低卷烟产品焦油量的一个有效手段。目前全球每年使用再造烟叶产品33万吨以上，我国造纸法薄片的应用生产也已从最初的年产100吨达到目前的4000多吨，累计使用折合废烟叶近1.75万吨，按亩产150公斤烟叶计算可节省耕地11万亩，发挥了节约资源、降低消耗的重要作用。
传统的卷烟生产过程直接对烟草进行加工，产生的有机废水量很少，不会对环境造成严重污染。而造纸法再造烟叶技术与传统卷烟生产技术最大的区别就在于其生产过程吸收了制浆造纸工艺及纸加工工艺工程的特点，会产生大量高浓度难降解彻底有机废水，其污染特点也与高浓度制浆造纸废水具有趋同性，具有废水排放量大、色度高、化学需氧量高，废水中纤维悬浮物多等特点，工业污水的深度处理达标排放对工业可持续发展具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可对造纸法再造烟叶生产废水生物出水进行深度处理的高效混凝剂。
为达到上述目的，本发明采用的以下的技术方案：
一种造纸法再造烟叶生产废水深度处理混凝剂的合成方法，包括如下步骤：
(1)将氧化钙和三氧化二铝混匀后，在1000～1300℃温度下煅烧反应2～3小时;碳酸钙和三氧化二铝均为市售分析纯试剂，其质量配比为：2∶1～1∶1;
(2)按每克步骤(1)获得的煅烧产物加入磷酸溶液12～16mL，所述磷酸溶液为市售分析纯试剂;在水浴加热沸腾条件下反应1～2小时后，冷却熟化24小时以上，取上清液得到高效混凝剂。
为了进一步实现本发明的目的，所述步骤(1)中氧化钙和三氧化二铝质量配比优选为：2∶1或1∶1。
所述步骤(1)中煅烧反应温度优选为1100～1200℃。
所述步骤(1)中煅烧反应时间优选为2.0～2.5小时。
所述步骤(2)中磷酸溶液的加入量优选为每克步骤(1)获得的煅烧产物加入磷酸溶液13～15mL。
本发明与现有的混凝技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明获得的高效混凝剂用于造纸法再造烟叶生产废水深度处理，可直接对生物处理出水进行混凝深度处理(无需调节废水pH值)，在1mL/100mL废水用量条件下，可将废水的CODCr和色度降至国家污水综合排放二级标准规定以下，实现达标排放。其经济成本较低，实用前景可观
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
用本发明的高效混凝剂对某造纸法再造烟叶生产厂家废水处理系统的生物段出水进行深度处理。生产废水水样偏酸性，废水pH值在4.6-5.2之间，废水中有机污染物的含量较高，CODCr在3000-10000mg/L之间波动，经絮凝和厌氧-好氧生物处理后，生物段出水外观呈淡黄色，色度为900-1000C.U，pH值为7.0左右，CODCr为220-300mg/L，仍需要进行深度处理，尤其是脱色处理，以实现达标排放的目的。工厂现采用一种有机絮凝剂进行深度处理，其投加成本较高约为1.2元/吨。
实施例1
造纸法再造烟叶生产废水深度处理混凝剂的合成方法：取氧化钙(CaO)和三氧化二铝(Al2O3)各2g，混匀后置于马弗炉中，于1200℃下高温煅烧2小时，冷却后取1g煅烧产物，加入磷酸溶液15mL，于水浴锅中加热至沸腾，反应1小时后取出，冷却熟化24小时后，取上清液，得到造纸法再造烟叶生产废水深度处理混凝剂。其中氧化钙和三氧化二铝均为市售分析纯试剂，磷酸溶液为市售分析纯试剂。
取上清液进行深度处理实验：取造纸法再造烟叶生产厂家废水处理站生物段出水100mL，色度为970C.U，pH值7.01，CODCr为236mg/L。加入深度处理混凝剂1.0mL，于摇床上150r/min转速振摇10min后，静置20min，取上清液按照国家标准规定进行测定，测 定结果表明，废水的CODCr可由236mg/L降至94，色度可由970CU降至38CU。
