公布日：2022.03.08
申请日：2021.11.10
分类号：C02F9/04(2006.01)I;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本发明提供了一种焦化废水深度处理复合药剂，包括脱碳软化剂和组合混凝剂。其中，所述脱碳软化剂由粉末活性炭和熟石灰按1～5:1的质量比混合而成，所述组合混凝剂由铝盐和铁盐按6～50:1的质量比混合而成。利用该复合药剂对焦化废水进行处理，能够发挥脱碳软化剂和组合混凝剂的协同作用，在低药剂配比量的前提下，获得更好的絮凝效果，确保了出水COD及浊度稳定。使用该复合药剂对焦化废水膜系统前端进水进行处理，水质可达以下指标：COD稳定小于100mg/L，硬度稳定小于100mg/L，浊度稳定小于1NTU。此外，工程实际运行情况显示，膜污堵现象明显改善，膜污染清洗周期延长至3个月以上，清洗频次下降90％，延长了膜系统的使用寿命，降低了膜系统的运行费用。
权利要求书
1.一种焦化废水深度处理复合药剂，其特征在于，包括脱碳软化剂和组合混凝剂；所述脱碳软化剂由粉末活性炭和熟石灰按1～5:1的质量比混合而成；所述组合混凝剂由铝盐和铁盐按6～50:1的质量比混合而成。
2.根据权利要求1所述的焦化废水深度处理复合药剂，其特征在于，所述脱碳软化剂中，粉末活性炭的碘吸附值为700～950mg/g，粉末活性炭的亚甲基蓝吸附值为120～200mg/g。
3.根据权利要求1所述的焦化废水深度处理复合药剂，其特征在于，所述铝盐为聚合氧化铝，聚合氧化铝中氧化铝含量大于26％，聚合氧化铝的盐基度为50～70％。
4.根据权利要求3所述的焦化废水深度处理复合药剂，其特征在于，所述铁盐为聚合硫酸铁、聚合磷酸铁、聚合硫酸铝铁、聚合氯化铝铁中的一种或多种的组合。
5.权利要求1-4中任一项所述的焦化废水深度处理复合药剂在处理焦化废水膜系统前端进水中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：S1、向焦化废水中加入脱碳软化剂，搅拌0.45～2.0h，得到第一产物；S2、向所述第一产物中加入组合混凝剂，搅拌0.15～0.5h，得到第二产物；S3、向所述第二产物中加入絮凝剂，经沉淀和过滤，得到深度处理后的焦化废水。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述步骤S1中，脱碳软化剂与焦化废水的质量体积比为0.6～1.2mg/L。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述脱碳软化剂的加入量与所述组合混凝剂的加入量的质量比为1:0.7～1.2。
9.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述步骤S3中，絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺，絮凝剂的加入量为1.2mg/L。
10.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述焦化废水为生化处理后的二沉淀池出水。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种焦化废水深度处理复合药剂，该药剂能够去除出水硬度、降低出水COD值和浊度、减少悬浮物，且有利于混凝沉淀。
本发明的目的之二在于提供一种上述焦化废水深度处理复合药剂在在处理焦化废水膜系统前端进水中的应用，能够减轻膜污染、提高膜分离出水效果、延长膜系统的使用寿命。
本发明实现目的之一采用的技术方案是：一种焦化废水深度处理复合药剂，包括脱碳软化剂和组合混凝剂；
所述脱碳软化剂由粉末活性炭和熟石灰按1～5:1的质量比混合而成；所述组合混凝剂由铝盐和铁盐按6～50:1的质量比混合而成。
在上述焦化废水深度处理复合药剂中，脱碳软化剂中的粉末活性炭对难降解的有机物具有强吸附特性，熟石灰用于去除水中的碳酸盐等硬度，并降低出水COD值、减少悬浮物，有利于混凝沉淀；组合混凝剂中的铁盐和铝盐在水中水解形成层状双氢氧化物(氢氧化铝铁)，得到共沉淀。本发明的复合药剂将脱碳软化剂和组合混凝剂配合使用，发挥两者的协同作用，能够在低药剂配比量的前提下，获得更好的絮凝效果，确保了出水COD及浊度稳定。
在脱碳软化剂中，粉末活性炭与熟石灰质量比为1～5:1，这样设置的能够最大程度的降低焦化废水的COD值，并去除废水的硬度。在组合混凝剂中，铝盐和铁盐的质量比为6～50:1，相对于使用纯铁盐或高铁盐含量的混凝剂，本发明中，铁盐的含量明显更低，这样能够减少处理过程中铁盐产生的胶体物质，同时保证沉淀池在高负荷运行工况下，出水浊度更低，既能避免混凝剂的使用对膜系统造成污染，又能延长膜系统的使用寿命。优选地，粉末活性炭与熟石灰质量比为1～1.5:1，铝盐和铁盐的质量比为30～35:1。
在上述技术方案的基础上，所述脱碳软化剂中，粉末活性炭的碘吸附值为700～950mg/g，粉末活性炭的亚甲基蓝吸附值为120～200mg/g。上述原料选择能够在成本控制范围内，获得更好的COD吸附效率。
在上述技术方案的基础上，所述铝盐为聚合氧化铝，其氧化铝含量大于26％，其盐基度为50～70％。组合混凝剂中的铝盐能够保证絮凝沉淀效果，并降低膜的清洗频次，延长膜系统的使用寿命。
在上述技术方案的基础上，所述铁盐为聚合硫酸铁、聚合磷酸铁、聚合硫酸铝铁、聚合氯化铝铁中的一种或多种的组合。
本发明实现目的之二采用的技术方案是：提供一种上述焦化废水深度处理复合药剂在处理焦化废水膜系统前端进水中的应用。具体地，该应用包括以下步骤：
S1、向焦化废水中加入所述脱碳软化剂，搅拌0.45～2.0h，得到第一产物；
S2、向所述第一产物中加入所述组合混凝剂，搅拌0.15～0.5h，得到第二产物；
S3、向所述第二产物中加入絮凝剂，经沉淀和过滤，得到深度处理后的焦化废水。
在本发明中，先将脱碳软化剂加入焦化废水中，使其中的熟石灰和粉末活性炭在搅拌作用下，与废水充分接触并反应形成沉淀；再投入组合混凝剂，利用铝盐和铁盐的配合作用，稳定水的浊度，进一步降低膜污染率。本发明将两种药剂以先后顺序加入焦化废水中，能够确保每种药剂与焦化废水充分接触和反应，提高处理效果。一般而言，在步骤S1和S2中，焦化废水与脱碳软化剂和组合混凝剂的接触时间越久，搅拌越充分，则处理效果越好。在实际工程运行中，需要兼顾建设成本、运行成本，并控制废水处理时间，因此，本发明限定了步骤S1和S2的搅拌时间分别为0.45～2.0h和0.15～0.5h，这样既能确保废水的吸附处理效果，又能降低施工和运行成本。
在上述技术方案的基础上，所述步骤S1中，脱碳软化剂与焦化废水的质量体积比为0.6～1.2mg/L。
在上述技术方案的基础上，所述脱碳软化剂的加入量与所述组合混凝剂的加入量的质量比为1:0.7～1.2。在该范围内，能够使脱碳软化剂和组合混凝剂更好的发挥配合效果，产生协同作用。
在上述技术方案的基础上，所述步骤S3中，絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺，其投加量为1.2mg/L。
在上述技术方案的基础上，所述焦化废水为生化处理后的二沉淀池出水。
进一步的，所述步骤S3之后，还包括：对深度处理后的焦化废水进行超滤和反渗透处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的一种焦化废水深度处理复合药剂，包括脱碳软化剂和组合混凝剂组成的复合药剂。其中，脱碳软化剂中的粉末活性炭对难降解的有机物具有强吸附特性，熟石灰用于去除水中的碳酸盐等硬度，并降低出水COD值、减少悬浮物，有利于混凝沉淀；组合混凝剂中的铁盐和铝盐在水中水解形成层状双氢氧化物，得到共沉淀。本发明将脱碳软化剂和组合混凝剂配合使用，发挥两者的协同作用，能够在低药剂配比量的前提下，获得更好的絮凝效果，确保了出水COD及浊度稳定。
(2)本发明提供的一种焦化废水深度处理复合药剂用于处理焦化废水膜系统前端进水，处理后的水质在三个月内均可达到以下指标：COD稳定小于100mg/L，硬度稳定小于100mg/L，浊度稳定小于1NTU。
(3)本发明提供的复合药剂的使用中不会造成对膜造成额外的污染或堵塞，经过本发明提供的焦化废水深度处理复合药剂对膜系统前端进水处理后，膜污堵现象明显改善，膜污染清洗周期延长至3个月以上，清洗频次下降90％，有效延长了膜系统的使用寿命，降低了膜系统的运行费用。
(4)本发明提供的焦化废水的深度处理方法，能够在一套处理单元中完成投加操作，不需要增加特殊设备和构筑物。同时，由于组合混凝剂较强的混凝絮凝效果，可增加沉淀池的设计上升流速，减少沉淀池沉淀容积，从而使基建投资降低。此外，该处理方法不需要采用高能耗动力系统，系统的维护和运行更方便，且费用更低。
（发明人：冯驰;孙勇;高智荣;吴朝阳;龚浩;陈涛;胡正茂;张春杰）
