申请日2016.03.30
公开(公告)日2016.06.08
IPC分类号C02F1/52; C02F103/36
摘要
本发明涉及一种高效乳化油废水处理专用混凝剂及其制备方法，其原料组分及各组分占原料总量的质量百分比分别为：硫酸亚铁8%～18%、硫酸铝16%～37%、氯酸钠1%～6%、锰盐2%～19%、酸20%～30%、硅酸钠溶液16%～28%、氢氧化钠1%～3%。本发明混凝剂的制备先以硅酸钠和酸为原料制备活化硅酸，然后将硫酸铝、硫酸亚铁、锰盐等溶解在酸中，并与活化硅酸聚合反应，最终生成专用高效乳化油废水专用混凝剂。本发明混凝剂用于处理各种浓度乳化油废水，也适用于其它废水处理，与同类产品相比具有投药量小、除油效率高，同时还具备处理效果稳定、制备过程简单、安全无污染等优点。
摘要附图
权利要求书
1.一种高效乳化油废水处理专用混凝剂，其特征在于其原料组分及各组分占原料总量的质量百分比分别为：硫酸亚铁8%～18%、硫酸铝16%～37%、氯酸钠1%～6%、锰盐2%～19%、酸20%～30%、硅酸钠溶液16%～28%、氢氧化钠1%～3%。
2.根据权利要求1所述的高效乳化油废水处理专用混凝剂，其特征在于所述的锰盐为硫酸锰或氯化锰。
3.根据权利要求1所述的高效乳化油废水处理专用混凝剂，其特征在于所述的酸为盐酸、硫酸或硝酸;酸的质量浓度为10%～30%。
4.根据权利要求1所述的高效乳化油废水处理专用混凝剂，其特征在于所述的硅酸钠溶液的浓度为0.3～0.5mol/L。
5.一种制备如权利要求1所述的高效乳化油废水专用混凝剂的方法，其具体步骤如下：(1)将硅酸钠溶液逐渐加入到酸溶液中，并调节活化后硅酸pH值至1.0～3.0，搅拌后静置;(2)取硫酸铝、硫酸亚铁、氯酸钠固体粉剂混合后加入至酸溶液中，搅拌至完全溶解;(3)称取锰盐加入到步骤(2)溶液中搅拌;(4)将步骤(3)制备的溶液加入到步骤(1)制备的活化硅酸中搅拌;(5)称取氢氧化钠加入到步骤(4)制备的溶液中搅拌，静置后得到高效乳化油废水处理专用混凝剂溶液;(6)将其在烘箱中熟化后制备成粉末状混凝剂。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤(1)中的搅拌转速为200～400r/min，搅拌时间为20～40min;静置时间为24～48h。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤(2)中的搅拌转速为200～400r/min。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤(3)中的搅拌转速为200～400r/min，搅拌时间为20～40min。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤(4)和(5)中的搅拌转速均为200～400r/min，搅拌时间均为30～60min;步骤(5)中的静置时间为24～48h。
10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤(1)、(2)、(3)、(4)和(5)的操作温度均为20～40℃。
说明书
一种高效乳化油废水专用混凝剂及其制备方法
技术领域
本发明一种高效乳化油废水处理专用混凝剂及其制备方法，属于水处理技术领域。
背景技术
乳化油废水一般由重油和轻质油、乳化剂和水等混合组成，由于含油工业废水中使用大量的表面活性剂，形成难以分离的油水混合物乳化油，增加了废水处理的难度。如果不对其妥善处理排入自然水体，会阻隔水体和大气的气体交换、影响光合作用的进行，进而破坏水体生态的平衡，对环境造成严重危害。
混凝法作为一种高效的化学预处理法能够有效去除含油废水中的乳化油、悬浮固体、COD、浊度等，混凝剂选择是混凝法处理废水的关键技术。废水处理中常用混凝剂可分为无机混凝剂、有机混凝剂、生物混凝剂、复配混凝剂，其中无机高分子混凝剂絮凝效果好、价格低廉且使用方便等优点，被广泛应用于在水处理行业。
聚硅酸盐混凝剂是一种新型无机高分子混凝剂，通过铁离子和铝离子作为偶联金属离子与具有絮凝作用的活化硅酸按不同摩尔比配制而成。其在水处理中的混凝机理主要有压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥和网捕卷扫等。它具有高效、经济、工艺简单的特点，在水处理行业普遍应用。由于乳化油废水水质条件复杂、浊度高、杂质多、要求混凝剂对其先进行破乳处理难度大，现有的聚硅酸铝铁混凝剂存在用量大、不稳定的问题，因此，为提高聚硅酸盐的混凝除油效率并增强其稳定性，研究者开始研究用金属离子对其进行改性以及优化其制备工艺，如采用硼、镁、锌等金属离子对聚硅酸盐混凝剂进行改性，发现其对浊度的去除率有明显的提高，但将其应用到含乳化油废水中时容易残留较多细小的絮体。而本专利采用锰盐为改性剂制备混凝剂，对含油废水的浊度有较强的去除能力，还能有效除去废水中的乳化油，处理后的清水中絮体颗粒残存少，效果明显。
在类似的研究中，“一种聚硅铁混凝剂及其制备方法”专利(CN101386435B)，公开了一种以水玻璃、稀酸溶液、硫酸亚铁和氯酸钠为原料制备聚合硅酸铁的方法，该混凝剂适用于低温低浊水质、制备成本低、方法简单、制备过程无污染等优点，但该混凝剂以铁离子为改性剂，但对废水浊度以及pH要求较高，应用范围受到局限。另外，“一种处理纺织废水的混凝剂”专利(CN104276699A)，公开了一种以硫酸铝、铝酸钠、活化硅酸、膨润土为原料混凝剂，该混凝剂具有生成的凝聚物结实、不易破坏、沉淀性能好、脱色除油效果好，但是该混凝剂没有引入偶联剂铁离子，对低温废水处理效果较差，而且该法以聚丙烯酰胺为改性剂对聚硅酸铝进行改性，增加了生产成本，同时反应条件复杂难以大规模工业生产，因此研发一种生产工艺简单、应用范围广、经济高效的聚硅酸盐混凝剂，对乳化油废水处理十分必要。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有混凝剂对乳化油废水处理效率低、生产工艺复杂、适用处理油含量范围有限等问题而提供一种高效乳化油废水处理专用混凝剂，本发明的另一目的是提供上述混凝剂的制备方法。本发明将锰盐引入混凝剂中，提高混凝除油效率并提高其稳定性。同时优化混凝剂的制备工艺，直接采用药剂固体混合溶解反应，从而加快了药剂反应聚合时间;缩小了反应溶液的体积而达到降低了生产过程中反应能耗的效果。
本发明的技术方案为：一种高效乳化油废水处理专用混凝剂，其特征在于其原料组分及各组分占原料总量的质量百分比分别为：硫酸亚铁8%～18%、硫酸铝16%～37%、氯酸钠1%～6%、锰盐2%～19%、酸20%～30%、硅酸钠溶液16%～28%、氢氧化钠1%～3%。
优选上述的锰盐为硫酸锰或氯化锰。优选上述的酸为盐酸、硫酸或硝酸，酸的质量浓度为10%～30%。优选上述的硅酸钠溶液的浓度为0.3～0.5mol/L。
本发明还提供了上述的高效乳化油废水专用混凝剂的制备方法，其具体步骤如下：(1)将硅酸钠溶液逐渐加入到酸溶液中，并调节活化后硅酸pH值至1.0～3.0，搅拌后静置;(2)取硫酸铝、硫酸亚铁、氯酸钠固体粉剂混合后加入至酸溶液中，搅拌至完全溶解;(3)称取锰盐加入到步骤(2)溶液中搅拌;(4)将步骤(3)制备的溶液缓慢加入到步骤(1)制备活化硅酸中搅拌;(5)称取氢氧化钠加入到步骤(4)制备的溶液中搅拌，静置后得到高效乳化油废水处理专用混凝剂溶液;(6)将其在烘箱中熟化后制备成粉末状混凝剂。
优选步骤(1)中的搅拌转速为200～400r/min，搅拌时间为20～40min;静置时间为24～48h。优选步骤(2)中的搅拌转速为200～400r/min。优选步骤(3)中的搅拌转速为200～400r/min，搅拌时间为20～40min。优选步骤(4)和(5)中的搅拌转速均为200～400r/min，搅拌时间均为30～60min;步骤(5)中的静置时间为24～48h。优选步骤(1)、(2)、(3)、(4)和(5)的操作温度均为20～40℃。
有益效果：
(1)用锰盐与硫酸铝、硫酸亚铁等制作混凝剂，在对乳化油废水处理中混凝剂投加量减少、缩短了混凝剂矾花产生时间以及絮体上浮时间，提高了混凝剂除油效率。
(2)适用范围广，能够适应不同浓度的乳化油废水，也适用于其他工业及生活污废水处理;适用pH范围大，能够有效降低出水浊度、含油量、色度、COD等。
(3)产品安全稳定能够长期储存，生产过程不会产生二次污染。
(4)制备工艺简单、能耗低、耗时短、生产过程容易控制，易于工业生产。