申请日2009.04.07
公开(公告)日2009.09.02
IPC分类号C02F1/52
摘要
本发明提供了一种焦化废水处理剂和焦化废水的处理工艺，该焦化废水处理剂包括活性转化剂、高效分散剂和聚凝剂;焦化废水处理剂的工艺：向焦化废水中加入活性转化剂搅拌均匀，向上述溶液加入高效分散剂搅拌均匀，向上述溶液加入聚凝剂至搅拌均匀，将溶液静置分层，上层为轻油，中层为处理后的水，下层为固体沉淀物。本发明提供的焦化废水处理剂对焦化废水中高浓度石油类、悬浮物和COD的焦化污水有独特效果，焦化废水处理剂使用受温度影响小。本发明提供的焦化废水处理工艺稳定可靠，便于管理，确保了污水处理场的稳定运行和废水的达标排放，对原设备进行小幅改造就可以处理焦化废水，降低处理成本。
权利要求书
1.一种焦化废水处理剂，其特征在于：该焦化废水处理剂包括活性转化剂、 高效分散剂和聚凝剂，所述活性转化剂按重量百分比由以下组分组成
氧化钙 35%～50%
高铁酸钠 15%～25%
硅酸钠 1%～5%
碳酸钠 1%～3.5%
硫酸(98%) 2%～4%
水 12.5%～64%
所述高效分散剂按重量百分比由以下组分组成
硫酸铝胺 10%～25%
聚硅氯化铝 30%～45%
硼酸 1%～15%
异辛烷 0.1%～1%
高锰酸钾 0.01%～0.1%
水 13.8%～58.89%
所述聚凝剂按重量百分比由以下组分组成
二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物 15%～65%
黄原胶 0.42%～2%
硅酸钠 0.01%～0.1%
水 32.9%～84.57%
2.根据权利要求1所述一种焦化废水处理剂，其特征在于：该废水处理剂 的活性转化剂由以下步骤制得
i.将水打入反应釜中，向水中边搅拌边投入定量的氧化钙、高铁酸钠和 硫酸后将溶液搅拌至少30分钟;
ii.10分钟内向上述溶液中边搅拌边缓慢加入定量的硅酸钠及碳酸钠;
iii.将上述溶液加热至60℃～80℃持续搅拌至少1个小时后冷却至室温。
3.根据权利要求1所述一种焦化废水处理剂，其特征在于：该废水处理剂 的高效分散剂由以下步骤制得
i.将水打入反应釜后向水中边搅拌边加入定量聚硅氯化铝和硼酸持续 搅拌至少2小时;
ii.向上述溶液中依次加入定量硫酸铝胺、异辛烷和高锰酸钾后加热在 80℃～100℃至少搅拌3小时后冷却至室温。
4.根据权利要求1所述一种焦化废水处理剂，其特征在于：该废水处理剂 的聚凝剂由以下步骤制得
i.将水打入反应釜后加热至至少30℃边搅拌边加入定量黄原胶，持续搅 拌至少1小时;
ii.向上述溶液中加入定量二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物和硅 酸钠，加热至90℃～110℃持续搅拌至少1小时后冷却至室温。
5.一种使用如权利要求1至4任一方案制备焦化废水处理剂的处理焦化废 水工艺，其特征在于：该工艺包括以下步骤
i.向焦化废水中边搅拌边加入活性转化剂至搅拌均匀;
ii.向步骤i中溶液边搅拌边加入高效分散剂至搅拌均匀;
iii.向步骤ii中溶液边搅拌边加入聚凝剂至搅拌均匀;
iv.将上述溶液静置分层，上层为轻油，中层为处理后的水，下层为固体 沉淀物。
6.一种使用如权利要求1至4任一方案制备焦化废水处理剂的处理焦化废 水工艺，其特征在于：该工艺包括以下步骤
i.向工装设备焦化废水管道中加入活性转化剂;
ii.在距离步骤i中活性转化剂投料口至少10米处加入高效分散剂;
iii.在距离步骤ii中活性转化剂投料口至少10米处加入聚凝剂;
iv.将步骤iii所述溶液静置分层，上层为轻油，中层为处理后的水，下层 为固体沉淀物。
说明书
一种焦化废水处理剂及使用方法
技术领域
本发明涉及一种工业废水处理剂及生产工艺，特别涉及一种焦化废水处理 剂及使用方法。
背景技术
焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机 废水。其组成复杂，含有大量的酚类、联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染物， 还含有氰、无机氟离子和氨氮等有毒有害物质，污染物色度高，属较难生化降 解的高浓度有机工业废水。不达标排放，对环境造成严重污染同时也直接威胁 到人类的健康。为此，因此焦化废水的处理，一直是国内外废水处理领域的一 大难题。如何改善和解决焦化废水对环境的污染问题，已成为摆在人们面前的 一个迫切需要解决的课题。
目前焦化废水一般按常规方法先进行预处理，然后进行生物脱酚二次处理。 但是，焦化废水经上述处理后，外排废水中氰化物、COD及氨氮等指标仍然很难 达标。针对这种状况，近年来国内外学者开展了大量的研究工作，国内采用较 多而有效的焦化废水治理技术大致分为生物法、化学法、物化法和循环利用等4 类。近年来，工业污水化学药剂投加处理的方法逐渐完善，由于其原理科学， 操作简单，在各大中型工业企业中占据了污水处理的一定比例，焦化厂家一般 采用聚合硫酸铁，但它对有机物的去除不是很理想。并且处理焦化废水需要附 加很多专用设备，占地面积大，处理费用偏高。
发明内容
本发明的目的就是要消除上述技术方案的不足和缺点，提供一种焦化废水 处理剂，和一种简单、高效的焦化废水处理工艺。
为了达到上述目的，本发明提供了一种焦化废水处理剂，该焦化废水处理 剂包括活性转化剂、高效分散剂和聚凝剂，各剂型配方如下：
所述活性转化剂按重量百分比由氧化钙(35%～50%)、高铁酸钠(15%～ 25%)、硅酸钠(1%～5%)、碳酸钠(1%～3.5%)、98%硫酸(2%～4%)和水 (12.5%～64%);
所述高效分散剂按重量百分比由硫酸铝胺(10%～25%)、聚硅氯化铝(30% ～45%)、硼酸(1%～15%)、异辛烷(0.1%～1%)、高锰酸钾(0.01%～0.1%) 和水(13.8%～58.89%);
所述聚凝剂按重量百分比由二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物(15% ～65%)、黄原胶(0.42%～2%)、硅酸钠(0.01%～0.1%)和水(32.9%～84.57%);
各剂型制备工艺如下：
活性转化剂：将水打入反应釜中，向水中边搅拌边投入定量的氧化钙、高 铁酸钠和硫酸后将溶液搅拌至少30分钟，在10分钟内向上述溶液中边搅拌边 缓慢加入定量的硅酸钠及碳酸钠，将上述溶液加热至60℃～80℃持续搅拌至少 1个小时后冷却至室温，成品目测为白色液体，pH值5.5～7.0。
高效分散剂：将水打入反应釜后向水中边搅拌边加入定量聚硅氯化铝和硼 酸持续搅拌至少2小时，向上述溶液中依次加入定量硫酸铝胺、异辛烷和高锰 酸钾加热在80℃～100℃至少搅拌3小时后冷却至室温，成品目测为淡黄色液 体，pH值2.5～4.5。
聚凝剂：将水打入反应釜后加热至至少30℃边搅拌边加入定量黄原胶，持 续搅拌至少1小时，向上述溶液中加入定量二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共 聚物和硅酸钠，加热至90℃～110℃持续搅拌至少1小时后冷却至室温，成品 目测为白色液体，pH值6.0～7.0。
使用焦化废水处理剂处理焦化废水的工艺，该工艺包括以下步骤：向焦化 废水中边搅拌边加入活性转化剂至搅拌均匀，向上述步骤中溶液边搅拌边加入 高效分散剂至搅拌均匀，向上述步骤中溶液边搅拌边加入聚凝剂至搅拌均匀， 将上述溶液静置分层，上层为轻油，中层为处理后的水，下层为固体沉淀物。 在设备工装当中使用时，保证3个药剂投料口间隔10米以上，可依靠焦化废水 流动搅拌均匀，当投料口间距满足不了10米时，需在投料口增设搅拌装置，使 溶液充分搅拌混合。
本发明的有益效果：
①.本发明所提供的焦化废水处理剂对焦化废水中高浓度石油类、悬浮物 和COD的焦化污水有独特效果，去除后水中石油类浓度、悬浮物、COD、硫化 物、石油类含量明显大幅减少，经处理后的焦化可达到焦化洗焦和切焦用水指 标。焦化废水处理剂使用受温度影响小。
②.本发明提供的焦化废水处理剂使用工艺稳定可靠，便于管理，具有抗 冲击能力，对焦化废水进行源头处理后，解决了对终端污水处理场的冲击，确 保了污水处理场的稳定运行和废水的达标排放，对原设备进行小幅改造就可以 处理焦化废水，降低处理成本。
具体实施方式
焦化废水处理剂中活性转化剂制备：
活性转化剂组分配比表(单位克)
活性转化剂制备实施例1：按上表配方1中数据，取40克水打入反应釜中， 向水中边搅拌边投入36克氧化钙、16.2克高铁酸钠和98%硫酸2.5克后将溶液 搅拌30分钟，在10分钟内向上述溶液中边搅拌边缓慢加入4克硅酸钠和1.3克 碳酸钠，加热溶剂控制温度60℃～80℃内，持续搅拌1小时后冷却至室温，成 品目测为白色液体，pH值6.6。
活性转化剂制备实施例2：按上表配方2取各组分重复活性转化剂制备实施 例1步骤，成品目测为白色液体，pH值6.8。
活性转化剂制备实施例3：按上表配方3取各组分重复活性转化剂制备实施 例1步骤，成品目测为白色液体，pH值5.9。
活性转化剂制备实施例4：按上表配方4取各组分重复活性转化剂制备实施 例1步骤，成品目测为白色液体，pH值6.0。
活性转化剂制备实施例5：按上表配方5取各组分重复活性转化剂制备实施 例1步骤，成品目测为白色液体，pH值6.3。
活性转化剂制备实施例6：按上表配方6取各组分重复活性转化剂制备实施 例1步骤，成品目测为白色液体，pH值5.7。
高效分散剂组分配比表(单位克)
高效分散剂制备实施例1：按上表配方1中数据，取42.03克水打入反应釜 后向水中边搅拌边加入40克聚硅氯化铝和5克硼酸持续搅拌2小时，向上述溶 液中依次加入12克硫酸铝胺、0.9克异辛烷和0.07克高锰酸钾后加热在80℃～ 100℃至少3小时后冷却至室温，成品目测为淡黄色液体，pH值2.7。
高效分散剂制备实施例2：按上表配方2取各组分重复高效分散剂制备实施 例1步骤，成品目测为白色液体，pH值3.6。
高效分散剂制备实施例3：按上表配方3取各组分重复高效分散剂制备实施 例1步骤，成品目测为白色液体，pH值2.4。
高效分散剂制备实施例4：按上表配方4取各组分重复高效分散剂制备实施 例1步骤，成品目测为白色液体，pH值4.0。
高效分散剂制备实施例5：按上表配方5取各组分重复高效分散剂制备实施 例1步骤，成品目测为白色液体，pH值3.2。
高效分散剂制备实施例6：按上表配方6取各组分重复高效分散剂制备实施 例1步骤，成品目测为白色液体，pH值3.8。
聚凝剂组分配比表(单位克)
聚凝剂制备实施例1：按上表配方1中数据，取42.03克水打入反应釜后向 水中边搅拌边加入40克聚硅氯化铝和5克硼酸持续搅拌2小时，向上述溶液中 依次加入12克硫酸铝胺、0.9克异辛烷和0.07克高锰酸钾后加热在80℃～100℃ 至少3小时后冷却至室温，成品目测为淡黄色液体，pH值6.3。
聚凝剂制备实施例2：按上表配方2取各组分重复聚凝剂制备实施例1步骤， 成品目测为白色液体，pH值6.1。
聚凝剂制备实施例3：按上表配方3取各组分重复聚凝剂制备实施例1步骤， 成品目测为白色液体，pH值6.5。
聚凝剂制备实施例4：按上表配方4取各组分重复聚凝剂制备实施例1步骤， 成品目测为白色液体，pH值6.9。
聚凝剂制备实施例5：按上表配方5取各组分重复聚凝剂制备实施例1步骤， 成品目测为白色液体，pH值6.8。
聚凝剂制备实施例6：按上表配方6取各组分重复聚凝剂制备实施例1步骤， 成品目测为白色液体，pH值6.5。
焦化废水处理工艺：选取活性分散剂制备实施例4制得的活性转化剂、高 效分散剂制备实施例6制得的高效分散剂和聚凝剂制备实施例3制得的聚凝剂 作为以下实施例的药剂。
以下实施例数据当中脱除率按以下公式得出。
取某石化厂焦化废水1000ml于烧杯中，启动旋转搅拌器，用移液管加入定 量的活性转化剂于废水中搅拌，搅拌3秒钟后，加入定量的高效分散剂搅拌， 搅拌3秒钟后，再加入聚凝剂溶液搅拌，当废水中生成矾花与废水分离时，关 闭搅拌器，静置30分钟，观察矾花大小、絮凝效果、沉降速度、矾花的密实度， 并取上清液做pH;COD;硫化物;挥发酚;含油;氨氮;悬浮物的项目分析。 处理焦化废水处理结果分析选用正交表L9(34)，3水平，4因素对焦化废水做9 次处理，结果见下表
因素水平表
焦化废水处理结果正交表L9(34)
从上表可以得出焦化废水处理结果中A2 B2 C3;A3 B3 C2;的处理效果较 好，即通过正交表的交互试验，筛选出1000mL的焦化废水的活性转化剂加入 量在9.5mL～10mL，高效分散剂加入量在7.5mL～8mL，聚凝剂加入量4.5 mL～5mL废水中油相均匀，生成的矾花大与水分离快速沉降，上清液清透，无 悬浮物界面清晰。
根据以上结果确定活性转化剂、高效分散剂、聚凝剂加入量，对该焦化废 水在80℃、60℃、40℃、30℃、25℃的条件下进行药剂稳定性处理试验，其处 理结果见下表：
从上表可得出以下结论：
(1)焦化废水中加入活性转化9.5mL+高效分散剂7.5mL+聚凝剂5.0mL。
·80℃时试验：COD脱除率94%、油脱除率97.3%、悬浮物脱除率87%;
·25℃时试验：COD脱除率94%、油脱除率97%、悬浮物脱除率92%，处 理效果波动不大，处理药剂稳定性比较好。
(2)D116乳化废水中加入活性转化剂10mL+高效分散剂8mL+聚凝剂 4.5mL。
·高温80℃，COD脱除率94%、油脱除率95%、悬浮物脱除率92%;
·低温25℃时试验COD脱除率94%、油脱除率95%、悬浮物92%，处理 效果波动不大，处理药剂稳定性比较好。
对焦化废水选取加入活性转化剂9.5mL+高效分散剂7.5mL+聚凝剂 5.0mL;进行7天的药剂处理试验，其试验结果如下：
通过试验数据显示焦化废水经处理后COD平均脱除率94.8%;NH3-N平均 脱除率95.5%;油平均脱除率96.9%;酚平均脱除率34%;硫平均脱除率88.9; 悬浮物平均脱除率96.9%，处理效果比较明显。
对焦化废水中选取加入活性转化剂10mL+高效分散剂8.0mL+聚凝剂 4.5mL，进行7天的药剂处理试验，试验结果见下表
通过实验结果可看出焦化废水处理后COD含量最高825mg/l;最低240 mg/l;平均脱除率95.5%;NH3-N含量最高91mg/l;最低2.05mg/l;平均脱除率 96.5%;油含量最高108mg/l;最低30mg/l;平均脱除率96.9%;酚平均脱除率 41.3%;硫平均脱除率89.9;悬浮物含量最高180mg/l;最低60mg/l，平均脱除 率97.9%，处理效果明显。
以上试验在废水中加入活性转化剂、高效分散剂、聚凝剂后1秒钟内快速 絮凝形成大的矾花，在3秒钟内全部下沉于烧杯底部，放置2分钟后上清液水 质清透明，烧杯中的上清液与底部的絮凝物分界线非常清晰，并且形成的絮凝 物中包裹着大量的油渣、煤粉成团状有很好的密实度。经过试验可得出1000mL 的该焦化废水需加活性转化剂10mL～9.5mL+高效分散剂8.0mL～7.5mL+ 聚凝剂4.5mL～5.0mL可达到的脱除率COD95.2%;NH3-N96.5%;油96.9%; 酚41.3%;硫89.9%;悬浮物97.4%，1吨该焦化废水需加活性转化剂10.5kg～ 9.9kg;高效分散剂8.24kg～7.7kg;聚凝剂4.5kg～5.03kg。
将活性转化剂、高效分散剂和聚凝剂的投放在焦化废水管道中依次分段投 放，投料口间隔10米，经分离器各出料口检测处理前水质颜色为黄棕色乳状， 且含油大，含大量硫化氢气体，气味刺鼻，投加三种药剂处理后，水质颜色显 微黄色清透或无色清透水质，从外观和颜色看处理效果比较明显。特别是对焦 化污水中含高悬浮物、高油的污水水质处理效果尤为明显，即焦化废水处理前 换热器取样口污水中最高含油类为7420mg/L，最低为6980mg/L，平均为7252 mg/L，处理后最高含油类为1843mg/L，最低为716mg/L，平均为991mg/L， 脱出率平均为86.3%，合格率达100%;处理前水体中COD最高为39600mg/L， 最低为9700mg/L，平均为22760mg/L，通过药剂处理后的污水中COD降为最 高为7500mg/L，最低为2580mg/L，平均为5458mg/L，COD平均去除率74.9%， 合格率达100%，处理前水体中SS最高为6684mg/L，最低为496mg/L，平均为 2110mg/L，通过药剂处理后的污水中SS降为最高为262mg/L，最低为150mg/L， 平均为192mg/L，SS平均去除率80.9%。
以上所述的仅是本发明的优选实例，应当指出对于本领域的普通技术人员 来说，在本实用新型所提供的技术启示下，作为机械领域的公知常识，还可以 做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。
本发明所提供的焦化废水处理剂对焦化废水中高浓度石油类、悬浮物和COD 的焦化污水有独特效果，去除后水中石油类浓度、悬浮物、COD、硫化物、石 油类含量明显大幅减少，经处理后的焦化废水可达到焦化洗焦和切焦用水指标。 焦化废水处理剂使用受温度影响小。
本发明提供的焦化废水处理剂使用工艺稳定可靠，便于管理，具有抗冲击 能力，对焦化废水进行源头处理后，解决了对终端污水处理场的冲击，确保了 污水处理的稳定运行和废水的达标排放，在原设备的基础上增加药剂储罐、储 渣罐、泵就可以处理焦化废水，可降低处理成本。
