申请日2005.10.10
公开(公告)日2006.05.31
IPC分类号C02F1/52
摘要
本发明的污水复式处理剂，由混凝、反应剂和助凝剂两部分组成，复配使用。混凝、反应剂由下列重量份的原料制成：FeSO4·7H2O 2-30，H2SO41.2-8，NaClO3 0.5-4，粉煤灰8-24，HCl 12-55，母液用水200-600，配制用水600-1000;助凝剂由下列重量份的原料制成：电石渣8-20，配制用水600-1000。主要原料是工业生产中的废灰、废水或副产品，取材容易，成本低;制备工艺简单，采用通用设备即可实施;无三废产生。使用本发明处理剂处理城镇污水或工业污水，一般2～3分钟大部分污染物即可从水中析出，再经液固分离即可达到水质净化的目的。具有污水处理工艺简单、流程短、所需设备成本低、占地面积小、投资少、运行费用低、去除率高等优点，具有广泛的推广价值，实施后必将产生显著的社会效益和经济效益。
权利要求书
1、一种污水复式处理剂，其特征在于组成及重量配比如下：
(1)混凝、反应剂由下列重量份的原料制成：
FeSO4·7H2O 2-30份
H2SO4 1.2-8份
NaClO3 0.5-4份
粉煤灰 8-24份
HCl 12-55份
母液用水 200-600份
配制用水 600-1000份;
(2)助凝剂由下列重量份的原料制成：
电石渣 8-20份
配制用水 600-1000份。
2、根据权利要求1所述的污水复式处理剂，其特征在于所述的电石渣也 可选用石灰乳。
3、根据权利要求1或2所述的污水复式处理剂，其特征在于所述的 FeSO4·7H2O为轧钢厂酸洗废水冷却后纯度为98%的FeSO4·7H2O结晶物; H2SO4为化工生产中用过的无有害物的浓度为93%的H2SO4;粉煤灰为火力 发电厂的Al2O3含量在25%以上的粉煤灰;HCl为化工生产中用过的无有害 物的浓度为31%的HCl;电石渣为Ca(OH)2含量在70%以上的电石渣;石 灰乳为Ca(OH)2含量在70%以上的石灰乳;母液用水、配制用水为自来水。
4、权利要求1所述的一种污水复式处理剂的制备方法，其特征在于：
A、混凝、反应剂的制备方法包括下述步骤：
(1)将所述重量份的HCl置于可搅拌的容器A中，边搅拌边加入所述重 量份的粉煤灰，搅拌均匀反应升温后，静置反应到常温，再加入5-9倍所述 HCl和粉煤灰重量份的母液用水搅拌均匀，得铝盐母液备用;
(2)用1-3倍所述NaClO3重量份的母液用水溶解NaClO3，得NaClO3 水溶液备用;
(3)将2-3倍所述FeSO4·7H2O重量份的50℃母液用水置入可搅拌的 容器B中，再将所述重量份的H2SO4缓缓加入，升温至80-90℃后，将1/2 所述重量份的FeSO4·7H2O缓缓加入搅拌，再缓缓加入1/2(2)所得NaClO3 水溶液，搅拌使FeSO4·7H2O开始溶解反应变色，待大部分FeSO4·7H2O溶解后，再将剩余的1/2所述重量份的FeSO4·7H2O和剩余的1/2(2)所得 NaClO3水溶液，依次陆续缓缓加入继续搅拌反应，至溶液逐渐变成棕红色透 明溶液时，再加入3-6倍所述FeSO4·7H2O、H2SO4和NaClO3重量份的母液 用水搅拌均匀，得铁盐母液备用;
(4)在搅拌中向(1)所得铝盐母液中加入铝盐母液和铁盐母液2-3倍重 量份的配制用水，搅拌均匀得铝盐稀液后，在搅拌中再向铝盐稀液中加入(3) 所得铁盐母液，搅拌均匀即得;
B、助凝剂的制备方法包括下述步骤：
(1)将所述重量份的水加入可搅拌的容器C中;
(2)在搅拌中加入所述重量份的电石渣，搅拌均匀后即得。
5、根据权利要求4所述的一种污水复式处理剂的制备方法，其特征在于 所述的电石渣也可选用石灰乳。
6、权利要求1所述的一种污水复式处理剂的用途，其特征在于处理污水。
7、根据权利要求6所述的一种污水复式处理剂的用途，其特征在于污水 包括城镇污水或工业污水。
8、根据权利要求7所述的一种污水复式处理剂的用途，其特征在于城镇 污水指城镇居民生活污水，机关、学校、医院、商业服务机构及各种公共设施 排水，以及允许排入城镇污水收集系统的工业废水和初期雨水。
9、根据权利要求7所述的一种污水复式处理剂的用途，其特征在于工业 污水包括造纸废水、玉米淀粉生产工艺水、轮胎生产热水站溢流水、锅炉除渣 水、垃圾渗滤液。
说明书
一种污水复式处理剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及污水处理剂的改进，特别是一种污水复式处理剂及其制备方法 和应用，属污水处理领域。
背景技术
为保护受纳水体的生态安全和公共卫生安全，一些发达国家于20世纪后 期，已经在污水处理中采用建设投资少，运行费用低，可以有效限磷、限菌的 化学一级强化絮凝工艺(即CEPT法)。我国在2003年7月1日实施的国家 标准GB18918-2002“城镇污水处理厂污染物排放标准”中，才第一次将总 磷、粪大肠菌群数纳入基本控制项目之中，开始与国际接轨。
我国城镇污水处理厂过去大多采用二级生化处理工艺，虽然处理效果好， 可以满足当时标准要求，但生化处理除磷能力低，不能同步除菌，难以满足国 家标准GB18918-2002的要求。特别是采用生化处理工艺建厂投资大，运行 费用高，致使我国城镇污水处理建厂难，维持稳定运行更难，过重的经济负担 一直在拖水环境治理的后腿。为此，近年由国外最先兴起的强化絮凝工艺开始 在我国推广。
强化絮凝工艺处理水平及运行成本高低，关键在使用的处理剂。纵观国内 外采用强化絮凝工艺所用的处理剂多为低剂量的铁盐或铝盐与聚丙烯酰胺 (PAM)复配使用，虽然除磷能力有很大提高，但仍有一些不足之处影响国 家标准GB18918-2002的贯彻执行：
1.磷的去除率只有80%左右，原水总磷含量一旦偏高，就难以达到标准 要求，更多的去除总磷对控制水体富营养化更加有利;
2.除菌能力低，处理出水达不到再生回用的基本要求;
3.处理剂生产消耗大量的资源，成本高，不利于污水处理产业化运营。
发明内容
本发明的目的是提供一种去除污染物能力更强、除磷除菌更彻底、更为经 济的污水复式处理剂及其制备方法和应用。
本发明的一个目的是提供这种污水复式处理剂。
这种污水复式处理剂，由铁盐和铝盐按一定比例制备的混凝、反应剂和碱 性钙盐制备的助凝剂两部分组成，复配使用，其组成及重量配比如下：
(1)混凝、反应剂由下列重量份的原料制成：
FeSO4·7H2O 2-30份
H2SO4 1.2-8份
NaClO3 0.5-4份
粉煤灰 8-24份
HCl 12-55份
母液用水 200-600份
配制用水 600-1000份。
(2)助凝剂由下列重量份的原料制成：
电石渣 8-20份
配制用水 600-1000份。
所述的电石渣也可选用石灰乳。
为降低处理成本、提高资源利用水平，实现以废治污，本发明的污水复式 处理剂以工业生产中的废渣、废灰、废水、废酸为主要原料。
所述的FeSO4·7H2O为轧钢厂酸洗废水冷却后纯度为98%的 FeSO4·7H2O结晶物;
所述的H2SO4为化工生产中用过的无有害物的浓度为93%的H2SO4;
所述的粉煤灰为火力发电厂的Al2O3含量在25%以上的粉煤灰;
所述的HCl为化工生产中用过的无有害物的浓度为31%的HCl;
所述的电石渣为Ca(OH)2含量在70%以上的电石渣;
所述的石灰乳为Ca(OH)2含量在70%以上的石灰乳;
所述的母液用水、配制用水均为自来水。
本发明的另一目的是提供这种污水复式处理剂的制备方法。
A、混凝、反应剂的制备方法包括下述步骤：
(1)将所述重量份的HCl置于可搅拌的容器A中，边搅拌边加入所述重 量份的粉煤灰，搅拌均匀反应升温后，静置反应到常温，再加入5-9倍所述 HCl和粉煤灰重量份的母液用水搅拌均匀，得铝盐母液备用;
(2)用1-3倍所述NaClO3重量份的母液用水溶解NaClO3，得NaClO3 水溶液备用;
(3)将2-3倍所述FeSO4·7H2O重量份的50℃母液用水置入可搅拌的 容器B中，再将所述重量份的H2SO4缓缓加入，升温至80-90℃后，将1/2 所述重量份的FeSO4·7H2O缓缓加入搅拌，再缓缓加入1/2(2)所得NaClO3 水溶液，搅拌使FeSO4·7H2O开始溶解反应变色，待大部分FeSO4·7H2O溶解后，再将剩余的1/2所述重量份的FeSO4·7H2O和剩余的1/2(2)所得 NaClO3水溶液，依次陆续缓缓加入继续搅拌反应，至溶液逐渐变成棕红色透 明溶液时，再加入3-6倍所述FeSO4·7H2O、H2SO4和NaClO3重量份的母液 用水搅拌均匀，得铁盐母液备用;
(4)在搅拌中向(1)所得铝盐母液中加入铝盐母液和铁盐母液2-3倍重 量份的配制用水，搅拌均匀得铝盐稀液后，在搅拌中再向铝盐稀液中加入(3) 所得铁盐母液，搅拌均匀，得混凝、反应剂。
上述步骤中，其化学反应式为：
式1：Al2O3+6HCl+nH2O=Al2(OH)nCl6+H2O ，式中n>1的整数，
其中，聚合氯化铝含量：820-880mg/L。
式2：6FeSO4+NaClO3+3H2SO4+nH2O =3Fe(OH)n(SO4)3+3H2O+NaCl ，式中n>1的整数，
其中，全铁含量：2.2-2.8×104mg/L。
所得混凝、反应剂中，聚合氯化铝及全铁混合含量为1-9g/L。
B、助凝剂的制备方法包括下述步骤：
(1)将所述重量份的水加入可搅拌的容器C中;
(2)在搅拌中加入所述重量份的电石渣，搅拌均匀后得助凝剂。
所述的电石渣也可选用石灰乳。
本发明的又一目的是这种污水复式处理剂的应用。
本发明的污水复式处理剂的用途在于处理污水。
所述的污水包括城镇污水或工业污水。
所述的城镇污水指城镇居民生活污水，机关、学校、医院、商业服务机构 及各种公共设施排水，以及允许排入城镇污水收集系统的工业废水和初期雨 水。
所述的工业污水包括造纸废水、玉米淀粉生产工艺水、轮胎生产热水站溢 流水、锅炉除渣水、垃圾渗滤液等。
所述的造纸废水包括硫酸盐法针叶木浆废水、全麦草浆废水、化学棉浆废 水、漂白末端洗水等。
本发明的污水复式处理剂主要原料是工业生产中的废渣、废灰、废水或副 产品，取材容易，成本低(生产成本按目前市场价，每升混凝、反应剂仅在 0.015～0.025元);制备工艺简单，采用一般通用设备即可实施;无三废产生; 有利于推广应用。
使用本发明污水复式处理剂处理污水时，先将混凝、反应剂定量加入污水 中，使之与污染物进行充分的混合反应后，再将助凝剂定量加入与污染物进行 再反应。一般2～3分钟大部分污染物即可从水中析出，再经液固分离即可达到 水质净化的目的。具有污水处理工艺简单、流程短、所需设备成本低、占地面 积小、投资少、运行费用低、去除率高等优点，具有广泛的推广价值，实施后 必将产生显著的社会效益和经济效益。
具体实施方式
下面结合给出的实施例和试验例对本发明作进一步描述，但本发明并不限 于实施例，本专业普通技术人员所作的等效改变，均应在本发明保护范围之内。
实施1-5：污水复式处理剂的制备
实施例1-5所用各原料重量(kg)配比及所得处理剂(L)见表1。
制备方法以实施例3为例，其它实施例除原料用量不同外基本与实施例3 相同。各实施例中，混凝、反应剂制备各工艺步骤所用原料、生成反应物以及 混凝、反应剂所含有效组份详见表2，表中总母液用水为铝盐母液用水、50℃ 热水、溶解NaClO3用水和铁盐母液用水之和，总用水为总母液用水和配制用 水之和。
实施例3制备方法如下：
(1)将16.6kg HCl置入搅拌反应器A中，边搅拌边加入10kg粉煤灰， 搅拌均匀反应升温，升温停止后，停止搅拌静置降温到常温，再加入181kg的 母液用水搅拌均匀，得铝盐母液200L备用。
(2)用5.4kg母液用水溶解2.1kg NaClO3，得NaClO3水溶液备用。
(3)将36kg 50℃的母液用水置于搅拌反应器B中，再将4.1kg H2SO4 缓缓加入水中，搅拌升温到80～90℃后，将9kg FeSO4·7H2O缓缓加入搅拌， 再将NaClO3水溶液的1/2缓缓加入，边加边搅拌待大部分FeSO4·7H2O溶解 后，再将剩余的9kg FeSO4·7H2O和剩余的1/2NaClO3水溶液，依次陆续缓 缓加入继续搅拌反应，至溶液逐渐变成棕红色透明溶液时，再加入95.5kg的 母液用水搅拌均匀，得铁盐母液150L备用。
(4)在搅拌的铝盐母液中加入700kg配制用水，搅拌均匀得铝盐稀液后， 再在搅拌中加入所得铁盐母液，搅拌均匀后，得1050L混凝、反应剂。
