申请日2013.11.27
公开(公告)日2014.03.26
IPC分类号C02F1/52; C02F103/16; C02F1/56
摘要
本发明公开了一种用于电镀废水的复合脱色絮凝剂及其使用方法。该复合脱色絮凝剂是由脱色剂、吸附剂、絮凝剂和助凝剂组成。脱色剂为阳离子聚电解质，絮凝剂为聚丙烯酰胺，吸附剂为粉末活性炭和硅藻土，助凝剂为可溶性稀土盐类。使用方法为：调整电镀废水的pH为5～9，再投加可溶性稀土盐和阳离子聚电解质，搅拌，混合均匀后再投加活性炭和硅藻土，搅拌，再投加质量分数为1%的聚丙烯酰胺溶液，慢速搅拌1分钟，静置10-15分钟。本发明的复合脱色絮凝剂制备简单，使用方便，沉降速度快，应用于电镀废水的脱色絮凝处理，CODcr的去除率和脱色率都较高，在其他工业废水的处理方面也具有良好的推广价值。
权利要求书
1.一种用于电镀废水的复合脱色絮凝剂，其特征在于，所述复合脱色絮凝剂由脱色剂、吸附剂、絮凝剂和助凝剂复合而成，其中：脱色剂为阳离子聚电解质，絮凝剂为聚丙烯酰胺，吸附剂为粉末活性炭和硅藻土，助凝剂为可溶性稀土盐类。
2.根据权利要求1所述一种用于电镀废水的复合脱色絮凝剂，其特征在于，所述复合脱色絮凝剂的各组分质量配比为：阳离子聚电解质：粉末活性炭：硅藻土：可溶性稀土盐：聚丙烯酰胺=200～600: 200～600: 50～150: 5～50: 1。
3.根据权利要求1所述一种用于电镀废水的复合脱色絮凝剂，其特征在于，所述的阳离子聚电解质为25℃时粘度3000～10000 cps的聚二甲基二烯丙基氯化铵。
4.根据权利要求1所述一种用于电镀废水的复合脱色絮凝剂，其特征在于，所述的粉末活性炭的粒径为200目以下。
5.根据权利要求1所述一种用于电镀废水的复合脱色絮凝剂，其特征在于，所述的硅藻土的粒径为200目以下。
6.根据权利要求1所述一种用于电镀废水的复合脱色絮凝剂，其特征在于，所述的可溶性稀土盐类为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇的硝酸盐、硫酸盐或盐酸盐中的一种或其组合。
7.根据权利要求1至6任意一项所述一种用于电镀废水的复合脱色絮凝剂的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：先调整电镀废水的pH为5～9，再按照1升废水量先投加25～250毫克可溶性稀土盐和1000~3000 mg阳离子聚电解质，快速搅拌30秒，混合均匀后再投加1000～3000毫克活性炭和150～450毫克硅藻土，快速搅拌30秒，再投加1～2 毫升质量分数为1%的聚丙烯酰胺溶液，慢速搅拌1分钟，静置10-15分钟。
说明书
一种用于电镀废水的复合脱色絮凝剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体设计一种用于电镀废水的复合脱色絮凝剂及其使用方法。
背景技术
电镀废水是指电镀工厂或车间在生产过程中排出的废水和废液，主要由镀件漂洗水、废槽液、设备冷却水和冲洗地面水等组成。电镀废水的水质会因生产工艺的差别而有所差异。印染废水中的最主要的污染物是重金属离子，如铬、镍、镉等，大部分重金属离子以简单的阳离子形态存在，也有部分以酸根阴离子形式或者复杂的络合阴离子形式存在，另外电镀废水中一般含有毒的有机添加剂，如氰。电镀废水多有毒，危害较大，电镀废水中含有铬锌、铜、镉，铅、镍等重金属离子以及酸、碱、氰化物等具有很大毒性的污染物。重金属会对人体的多脏器引起病变，如镉可使肾脏发生病变，并会引起痛痛病。六价铬可引起肺癌、肠胃道疾病和贫血，并会在骨、脾和肝脏内蓄积，氰则会可引起人畜急性中毒，致死，低浓度长期作用也能造成慢性中毒。因此，电镀废水必须经过严格处理，控制排放。
目前电镀废水处理的主要方法：化学沉淀法、离子交换法、RO膜处理法、电解法、生物法、紫外线处理、蒸发法等等，一般需要是几种方法联合处理才能达到国家排放标准，这些方法存在工艺复杂、能耗大、成本高、占地面积大、运行管理困难等问题。物理化学处理技术中絮凝是电镀废水处理过程中的关键环节，其效果好坏往往决定后续流程的运行工况，最终出水质量以及运行成本，因此高效絮凝剂的研制成为电镀废水处理工程中的研究重点。
传统的化学混凝工艺包括凝聚与絮凝，是在污水中加入无机或有机絮凝剂，并通过压缩双电层吸附与架桥作用，卷扫网的捕捉来完成对污水中悬浮物及胶体类非溶解性物质的脱稳凝聚，然后在后续工艺中去除，但对溶解性杂质如有机污染物，传统的絮凝处理效果对电镀废水的脱色和絮凝处理方面，效果并不理想。因此，在高分子絮凝剂中加入助剂以提高其沉降性能和脱色性能是目前絮凝剂研制的一个重要方向。单纯的聚丙烯酰胺高分子絮凝剂在吸附、脱色方面较差，因此考虑在聚丙烯酰胺絮凝剂中引入高效的脱色剂、吸附剂和助凝剂，以吸附作用和絮凝作用互补，复合得到具有较强的吸附和絮凝能力的高效吸附絮凝剂。作为脱色剂的聚二烯丙基二甲基氯化铵为强阳离子聚电解质，水解稳定性好，对pH值变化不敏感，在水处理中，既有强电中和作用，又有吸咐架桥作用，因此具有良好的絮凝沉降性能，在脱色、杀藻、去除有机物等方面也有明显效果。作为吸附剂的粉末活性炭和硅藻土都具有多孔性、密度低、化学性能稳定、比表面积大，吸附性能良好的特点，已作为高效吸附剂在净水方面应用普遍，两者的相互配合更提高了吸附效果。此外，稀土元素具有特殊的外层电子结构(4f)，4f有7个后备价电子轨道具有成键能力，在絮凝过程中形成类似化学键的反应，可以增强吸附和絮凝效果，加速沉降分离。
据这一机理，本发明的创新点在于把聚丙烯酰胺高分子絮凝剂和脱色剂、吸附剂相结合，再与稀土元素复配得到了兼具吸附和絮凝作用的用于电镀废水的复合脱色絮凝剂，不仅可以加快絮凝沉降速度，而且提高了CODcr去除率和脱色率。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺点，提供一种制备简单，使用方便，沉降速度快，CODcr的去除率和脱色率高的用于电镀废水的复合脱色絮凝剂及其使用方法。
一种用于电镀废水的复合脱色絮凝剂，其特征在于，所述复合脱色絮凝剂由脱色剂、吸附剂、絮凝剂和助凝剂复合而成，其中：脱色剂为阳离子聚电解质，絮凝剂为聚丙烯酰胺，吸附剂为粉末活性炭和硅藻土，助凝剂为可溶性稀土盐类。
所述复合脱色絮凝剂的各组分质量配比为：阳离子聚电解质：粉末活性炭：硅藻土：可溶性稀土盐：聚丙烯酰胺=200～600: 200～600: 50～150: 5～50: 1。
所述的阳离子聚电解质为25℃时粘度3000～10000 cps的聚二甲基二烯丙基氯化铵。
所述的粉末活性炭的粒径为200目以下。
所述的硅藻土的粒径为200目以下。
所述的可溶性稀土盐类为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇的硝酸盐、硫酸盐或盐酸盐中的一种或其组合。
一种用于电镀废水的复合脱色絮凝剂的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：先调整电镀废水的pH为5～9，再按照1升废水量先投加25～250毫克可溶性稀土盐和1000~3000 mg阳离子聚电解质，快速搅拌30秒，混合均匀后再投加1000～3000毫克活性炭和150～450毫克硅藻土，快速搅拌30秒，再投加1～2 毫升质量分数为1%的聚丙烯酰胺溶液，慢速搅拌1分钟，静置10-15分钟。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的高效复合脱色絮凝剂，在高分子絮凝剂的基础上，采用阳离子聚电解质作为脱色剂，粉末活性炭和硅藻土作为吸附剂，稀土元素作为助凝剂，兼具了吸附、脱色和絮凝的功能，显著改进絮凝效果，药剂投加量少，对电镀废水的处理效率高，且制备工艺简单，原料丰富，成本低;
本发明的复合脱色絮凝剂不仅可用于电镀废水的处理，还可用于其他类型的工业废水及重污染的自然水体的净化，具有较大的推广应用价值。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：
对含有铬离子的模拟废水(以重铬酸钾配制)的进行处理：
首先调整模拟电镀废水的pH为5～9，再按照1升模拟废水量中先投加25 mg硝酸镧和1000 mg二甲基二烯丙基氯化铵，快速搅拌30秒，混合均匀后再投加1000 mg活性炭和200 mg硅藻土，快速搅拌30秒，再投加1mL质量分数为1%的聚丙烯酰胺溶液，慢速搅拌1分钟，静置10分钟，测定絮体沉降时间为5分钟，脱色率为99.3%。
实施例2：
对含有镍离子的模拟废水(以硝酸镍配制)的进行处理：
首先调整模拟电镀废水的pH为5～9，再按照1升模拟废水量中先投加50 mg硝酸铈和1500 mg二甲基二烯丙基氯化铵，快速搅拌30秒，混合均匀后再投加1500 mg活性炭和200 mg硅藻土，快速搅拌30秒，再投加1mL质量分数为1%的聚丙烯酰胺溶液，慢速搅拌1分钟，静置10分钟，测定絮体沉降时间为4分钟，脱色率为99.5%。
实施例3：
对江苏某电镀厂的实际电镀废水进行处理：
首先调整电镀废水的pH为5～9，再按照1升模拟废水量中先投加25 mg硝酸镧和25mg硝酸铈，2000 mg二甲基二烯丙基氯化铵，快速搅拌30秒，混合均匀后再投加2000 mg活性炭和250 mg硅藻土，快速搅拌30秒，再投加1.5 mL质量分数为1%的聚丙烯酰胺溶液，慢速搅拌1分钟，静置10分钟，测定絮体沉降时间为6分钟，CODcr去除率为85.8%，脱色率为99.6%。
实施例4：
对江苏某电镀厂的实际电镀废水进行处理：
首先调整电镀废水的pH为5～9，再按照1升模拟废水量中先投加100 mg硝酸铈，2500 mg二甲基二烯丙基氯化铵，快速搅拌30秒，混合均匀后再投加2000 mg活性炭和500 mg硅藻土，快速搅拌30秒，再投加2 mL质量分数为1%的聚丙烯酰胺溶液，慢速搅拌1分钟，静置10分钟，测定絮体沉降时间为8分钟，CODcr去除率为86.1%，脱色率为99.9%。