申请日2014.11.13
公开(公告)日2015.03.25
IPC分类号C02F1/62; C02F1/52
摘要
本发明提供一种重金属污水处理药剂的制备方法，包括以下步骤：准备原料：硫化钡，硫酸铁，聚硅硫酸铝，氢氧化钙，锌钡白;在反应器中加入硫化钡，硫酸铁，聚硅硫酸铝;搅拌加热至120℃，保持反应温度为110-130℃，回流6-9小时;加水稀释氢氧化钙，与干燥后的胶状物充分搅拌;在温度100℃沸腾反应，制成母液;反应后的母液滤出，滤液备用，滤渣回收再利用;常温条件下冷却母液，在反应器中加入锌钡白，均匀搅拌至初凝;在60℃-80℃温度下加热1-3小时，搅拌15分钟，在5-50℃下使用即可。本发明使用范围广、沉淀效果好、净水质量好，处理成本低，脱水性能和压缩性能好，可做脱水絮凝剂，出水质量好。
权利要求书
1.一种重金属污水处理药剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量计，准备原料：硫化钡 30-40份，硫酸铁20-30份，聚硅硫酸铝20-40份，氢氧化钙5份，锌钡白5份;
(2)在反应器中加入硫化钡30-40份，硫酸铁20-30份，聚硅硫酸铝20-40份;
(3)搅拌加热至 120℃，保持反应温度为110-130℃，回流 6-9小时;
(4) 加水稀释氢氧化钙5份，与干燥后的胶状物充分搅拌;
(5)在温度 100℃沸腾反应5-10小时，制成母液;
(6)反应后的母液滤出，滤液备用，滤渣回收再利用 ;
(7)常温条件下冷却母液，在反应器中加入锌钡白5份，均匀搅拌0.5-1小时至初凝;
(8)在60℃-80℃温度下加热1-3小时，搅拌15分钟，在5-50℃下使用即可。
2.根据权利要求1所述的一种重金属污水处理药剂的制备方法，其特征在于，药剂中各组分的重量百分比如下：硫化钡占 35-40份，硫酸铁占 25-30份，聚硅硫酸铝占 30-40份，氢氧化钙占 5份，锌钡白占 5份。
3.根据权利要求1所述的一种重金属污水处理药剂的制备方法，其特征在于，药剂中各组分的重量百分比如下：硫化钡占 35份，硫酸铁占 30份，聚硅硫酸铝占 25份，氢氧化钙占 5份，锌钡白占 5份。
4.根据权利要求1所述的一种重金属污水处理药剂的制备方法，其特征在于，硫化钡占 30份，硫酸铁占 30份，聚硅硫酸铝占 30份，氢氧化钙占 5份，锌钡白占 5份。
5.根据权利要求1所述的一种重金属污水处理药剂的制备方法，其特征在于，硫化钡占 40份，硫酸铁占 20份，聚硅硫酸铝占 30份，氢氧化钙占 5份，锌钡白占 5份。
说明书
一种重金属污水处理药剂的制备方法
技术领域
本发明属于水处理的技术领域，具体而言涉及一种用于处理重金属污水的水处理药剂的制备方法。
背景技术
污水处理技术对节水、节能等问题具有十分重要的作用，但同时污水处理药剂的使用过程中也给环境造成一定的影响。在冷却水系统中，水温高于环境温度的各种场合下，碳酸钙等无机盐的结垢会带来严重的后果。近年来，在水处理领域中，应用碱性、不调节pH 值的水处理技术日益增长，其中添加缓蚀阻垢药剂，低磷、无磷配方的的应用越来越广泛，无磷的绿色水处理药剂已成为国内外水处理剂研究方面的热点课题。科学利用水处理药剂可有效防腐蚀和防止结垢，从而提高设备及水的利用率而达到节约水源和能源的目的。
此外，在各种水系统中，不可避免地存在各种污染源，特别是一些微生物如菌藻，可大规模繁殖蔓延，严重破坏水质，并且对存储水系统的容器产生极大的腐蚀破坏作用。
当前，环境保护已成为世界关注的问题，工业污水的排放要求严格，国家采取了相应的强制措施，寻求一种有效的污水处理剂，能够使污水处理后能达到污水排放要求，是众多企业急需解决的难题。
化学沉淀法在污水处理中广泛被采用，它是向废水中投加某些化学药剂使之与废水中污染物发生化学反应，形成难溶的固体生成物，然后进行固液分离，从而除去水中污染物的一种方法。目前在一些行业，如煤泥水、油田含油废水、印染废水、造纸废水等所采用的药剂，处理效果差、沉降速度慢，药剂费偏高，有些企业还造成设备严重腐蚀。
煤矿在生产中，产生大量的煤泥水，如不对这些水及时加以处理就会造成严重污染。现有的煤泥水处理方法多采用加药剂处理，向煤泥水中加聚合氯化铝或氯化钙与聚丙烯酰胺联用，沉淀治理。由于大量引入了氯离子，因而导致设备严重腐蚀。
油田采油厂采出水是随原油一起从油层开采出来，废水中不仅携带有原油，在高温高压的油层中还流进了地层中的各种盐类和气体，在采油过程中，又从地层中携带出许多悬浮固体，因此，油田采出水的特点是不仅COD 和油含量高，而且温度高，矿化度高。现在多采用加药沉淀过滤法处理，加药多为聚合铝，普遍存在问题是处理效果不好。
在申请号为201010591583.1的专利中，公开了一种污水处理剂，使用该处理剂处理工业废水，它包括沸石粉、膨润土，盐酸，硫酸铁，硫酸镁，高岭土;各组份之间的重量比为：1 ：0.2-0.4 ：1 ：0.05-1 ：0.3-0.4 ;沸石粉与膨润土的重量比为0.7-1-0.3-1。
并且还公开了一种污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述比例称取沸石粉、膨润土，盐酸，硫酸铁，硫酸镁，高岭土;
(2)将沸石粉放入高温炉中500-600 度焙烧，20 分钟，冷却至100 左右;
(3)将高温焙烧的沸石粉与膨润土，硫酸铁，硫酸镁，高岭土放入反应釜中混合搅拌均匀。
在申请号201110355989.4的专利中，废水处理药剂为Al-Fe-Mg 复合药剂，其中Al3+ 占30 ～ 40份，Fe3+ 占20 ～30份，Mg2+ 占30 ～ 40份，还有少量的Mn2+ 和锌钡白，Mn2+ 可以用MnS04，占5份 ;锌钡白占5份，Al3+可以用硫酸铝[Al2(SO4)3] 加入;Fe3+ 可以用[Fe2(S04)3] 加入;Mg2+ 可以用硫酸镁(MgSO4) 加入;锌钡白是硫化锌和硫酸钡的混合物，分子式为：ZnS+BaS04，比例为3:7。
配制方法是采用一般方法均匀混合而成。在室温下搅拌均匀(约15 分钟)全部溶解即可使用。使用温度在5℃～ 50℃。
处理污水的基本原理是将污水中的胶体破坏掉。污水中含有大量的悬浮物、乳化物等呈胶体状态存在。使用本发明的药剂可把污水中胶体表面电荷中和掉，从而破坏胶体悬浮物和乳化物等，使悬浮物快速沉淀。
该废水处理药剂适用于煤泥水、含油污水、印染废水、造纸废水、化工和城市污水等。污水中加入该药剂后，悬浮物立刻絮凝，生成的矾花大，沉淀快速，效率高，絮团强度高，疏水性能好，利于压滤。压滤后的滤饼含水率低，质量好。处理每立方污水该药剂的药剂费用仅为其他药剂费的百分之六十左右。
该药剂处理后溶液的pH 值在6.5 ～ 8.5 近似于中性，不含Cl- 离子，当处理水回用后，能有效地保护水体系中的钢结构，使其免遭腐蚀，因此每年可以减少大量的设备维修费。该废水处理药剂纯度高、无杂质、无粉尘，水溶液清澈透明。该药剂无毒性，对操作工人无影响，处理后水无二次污染等问题。
将本发明所得成品按1：600比例加入需要处理的水体中，在实际水体处理中已进行初步应用，取得良好的效果。应用本发明的成品后，对于废水中除了重金属以外的有害物质能达到一个良好的除去效果，尤其是处理工业循环用水时存难以除尽有害物质的问题。效果如下：有效去除重金属达85份以上，COD去除率达到90份以上，BOD除去率高达92份以上。
现有的水处理技术对工业废水中的重金属等有害物质进行了处理，而对于废水中除了重金属以外的有害物质并不能达到一个良好的除去效果，尤其是处理工业循环用水时存难以除尽有害物质的问题。现有废水处理中所用药剂还存在处理效果差、沉降速度慢、成本高，设备严重腐蚀等问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种高效率、低成本、适应面广、无腐蚀、无毒性的废水处理药剂的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种重金属污水处理药剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量计，准备原料：硫化钡 30-40份，硫酸铁20-30份，聚硅硫酸铝20-40份，氢氧化钙5份，锌钡白5份。;
(2)在反应器中加入硫化钡30-40份，硫酸铁20-30份，聚硅硫酸铝20-40份;
(3)搅拌加热至 120℃，保持反应温度为110-130℃，回流 6-9小时;
(4) 加水稀释氢氧化钙5份，与干燥后的胶状物充分搅拌;
(5)在温度 100℃沸腾反应5-10小时，制成母液;
(6)反应后的母液滤出，滤液备用，滤渣回收再利用 ;
(7)常温条件下冷却母液，在反应器中加入锌钡白5份，均匀搅拌0.5-1小时至初凝;
(8)在60℃-80℃温度下加热1-3小时，搅拌15分钟，在5-50℃下使用即可。
进一步地，药剂中各组分的重量百分比如下：硫化钡占 35-40份，硫酸铁占 25-30份，聚硅硫酸铝占 30-40份，氢氧化钙占 5份，锌钡白占 5份。
进一步地，药剂中各组分的重量百分比如下：硫化钡占 35份，硫酸铁占 30份，聚硅硫酸铝占 25份，氢氧化钙占 5份，锌钡白占 5份。
进一步地，硫化钡占 30份，硫酸铁占 30份，聚硅硫酸铝占 30份，氢氧化钙占 5份，锌钡白占 5份。
进一步地，硫化钡占 40份，硫酸铁占 20份，聚硅硫酸铝占 30份，氢氧化钙占 5份，锌钡白占 5份。
本发明的有益效果是：
本发明具有如下优点 ：
1、使用范围广，普适性强
该污水处理药剂对冶金、重金属、矿山、印染、纺织、建筑、铸造、化工、电力、皮革和造纸等工业废水及城市综合性污水处理均有良好效果。适应水质的pH范围广，pH值在4-10范围内均有净化效果。
2、沉淀效果好
污水中加入该药剂后，混凝反应迅速，絮团强度高，沉淀快速，容易澄清分层，效率高。
3、净水质量好，处理成本低
脱水性能和压缩性能好，可做脱水絮凝剂，出水质量好，净化后的清水可重复利用。药剂费用仅为其他药剂费的50份左右，能够为各大企业有效地节约成本。
4、无腐蚀性
该药剂处理后溶液的pH值在 6.5-8.5，近似于中性，不含氯离子，再利用时能有效地保护水体系中的钢结构，使其免遭腐蚀，因此每年可以减少大量的设备维修费。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
实施例1：
一种重金属污水处理药剂，其特征在于 ：该污水处理药剂是由硫化钡、硫酸铁、聚硅硫酸铝、以及少量氢氧化钙和锌钡白混合配制而成，其重量配比为 ：硫化钡占 35份，硫酸铁占 25份，聚硅硫酸铝占 30份，氢氧化钙占 5份，锌钡白占 5份。
(1)按重量计，准备原料：硫化钡 35份，硫酸铁25份，聚硅硫酸铝30份，氢氧化钙5份，锌钡白5份。;
(2)在反应器中加入硫化钡35份，硫酸铁25份，聚硅硫酸铝30份;
(3)搅拌加热至 120℃，保持反应温度为125℃，回流 6小时;
(4) 加水稀释氢氧化钙5份，与干燥后的胶状物充分搅拌;
(5)在温度 100℃沸腾反应6小时，制成母液;
(6)反应后的母液滤出，滤液备用，滤渣回收再利用 ;
(7)常温条件下冷却母液，在反应器中加入锌钡白5份，均匀搅拌0.5小时至初凝;
(8)在60℃温度下加热1小时，搅拌15分钟，在5-10℃下使用即可。
实施例2：
一种重金属污水处理药剂，其特征在于 ：该污水处理药剂是由硫化钡、硫酸铁、聚硅硫酸铝、以及少量氢氧化钙和锌钡白混合配制而成，其重量配比为 ：硫化钡占 33份，硫酸铁占 22份，聚硅硫酸铝占 35份，氢氧化钙占 5份，锌钡白占 5份。
(1)按重量计，准备原料：硫化钡 33份，硫酸铁22份，聚硅硫酸铝35份，氢氧化钙5份，锌钡白5份。;
(2)在反应器中加入硫化钡33份，硫酸铁22份，聚硅硫酸铝35份;
(3)搅拌加热至 120℃，保持反应温度为130℃，回流 8小时;
(4) 加水稀释氢氧化钙5份，与干燥后的胶状物充分搅拌;
(5)在温度 100℃沸腾反应8小时，制成母液;
(6)反应后的母液滤出，滤液备用，滤渣回收再利用 ;
(7)常温条件下冷却母液，在反应器中加入锌钡白5份，均匀搅拌1小时至初凝;
(8)在70℃温度下加热2小时，搅拌30分钟，在15-25℃下使用即可。
实施例3：
一种重金属污水处理药剂，其特征在于 ：该污水处理药剂是由硫化钡、硫酸铁、聚硅硫酸铝、以及少量氢氧化钙和锌钡白混合配制而成，其重量配比为 ：硫化钡占 37份，硫酸铁占 20份，聚硅硫酸铝占 33份，氢氧化钙占 5份，锌钡白占 5份。
(1)按重量计，准备原料：硫化钡 37份，硫酸铁20份，聚硅硫酸铝33份，氢氧化钙5份，锌钡白5份。;
(2)在反应器中加入硫化钡37份，硫酸铁20份，聚硅硫酸铝33份;
(3)搅拌加热至 120℃，保持反应温度为115℃，回流 9小时;
(4) 加水稀释氢氧化钙5份，与干燥后的胶状物充分搅拌;
(5)在温度 100℃沸腾反应10小时，制成母液;
(6)反应后的母液滤出，滤液备用，滤渣回收再利用 ;
(7)常温条件下冷却母液，在反应器中加入锌钡白5份，均匀搅拌1小时至初凝;
(8)在80℃温度下加热2.5小时，搅拌15分钟，在5-35℃下使用即可。
分别针对处理前的废水和固液分离出的清水检测COD、BOD、和SS(水质中的悬浮物)，并检测总氮、总磷和氨氮含量，结果如下：
COD 和BOD 分别由初始的10000mg/L 和3590mg/L 下降到1100mg/L 和250mg/L，COD和BOD 去除率分别达到89份 和93份 ;
SS 由初始的3386mg/L 下降到280mg/L，SS 去除率达92份 ;
总氮含量由66.5mg/L 下降至22mg/L，总磷含量由11.1mg/L 下降至1.0mg/L，氨氮含量由15.6mg/L 下降至7.5mg/L。
表观效果测定：
处理前废水色度为2000 倍，处理后的清水色度小于36 倍;
相比于处理前废水，处理后的清水的恶臭气味明显减轻;
处理前废水色度为110 倍，处理后的清水色度下降到22倍;
处理前废水浊度为258NTU，处理后的清水浊度下降到36NTU。
以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。