申请日2011.08.23
公开(公告)日2012.01.18
IPC分类号C02F9/08; C02F1/72; C02F1/28; C02F1/52
摘要
本发明公开了一种混凝吸附及化学氧化联合深度处理焦化废水的方法，经济、高效的处理二级生化出水。本发明包括以下内容：选择处理药剂，处理药剂由改性膨润土、次氯酸钙、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺组成;投放药剂及搅拌，首先向焦化废水生化出水中投加改性膨润土及次氯酸钙，搅拌5～15min。然后，把聚合氯化铝用水溶解，制成百分比浓度为4～8%的溶液，将该溶液加入焦化废水生化出水中，搅拌1～2分钟。最后将聚丙烯酰胺用水溶解，制成浓度为0.1～3‰溶液，将该溶液加入焦化废水生化出水中，搅拌1～2分钟，至此完成焦化废水的深度处理。本发明不仅脱色及去除COD效果好，且性能稳定，成本较低，适用性强，药剂原料广泛易得。
权利要求书
1.一种混凝吸附及化学氧化联合深度处理焦化废水的方法，其特 征在于该方法包括以下内容：
一.选择处理药剂
处理药剂由改性膨润土、次氯酸钙、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺组 成，各组分所占的重量百分比分别为：改性膨润土34.6～58.8%;次 氯酸钙14.6～18.9%;聚合氯化铝23.5～45.9%;聚丙烯酰胺0.02～ 0.69%;
其中，所述改性膨润土由钠基或钙基膨润土与凹凸棒石混合组 成，其混合比例为膨润土∶凹凸棒石=4∶1，过325～400目筛，取筛下 料;
二.投放药剂及搅拌
首先按上述比例向焦化废水生化出水中投加改性膨润土及次氯 酸钙，快速搅拌5～15min，搅拌速度为150～200r/min，然后，按上 述比例把聚合氯化铝用水溶解，制成百分比浓度为4～8%的溶液，将 该溶液加入焦化废水生化出水中，搅拌1～2分钟，搅拌速度 50～80r/min，最后按上述比例将聚丙烯酰胺用水溶解，制成浓度为 0.1～3‰溶液，将该溶液加入焦化废水生化出水中，搅拌1～2分钟， 搅拌速度为50～80r/min，至此完成焦化废水的深度处理。
说明书
混凝吸附及化学氧化联合深度处理焦化废水的方法
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，涉及焦化废水深度处理剂及其使 用方法，特别是一种混凝吸附及化学氧化联合深度处理焦化废水的方 法。
背景技术
焦化废水中含有数十种无机和有机化合物。其中无机化合物主要 包括氨盐、硫氰化物、硫化物、氰化物等，有机化合物除酚类外，还 有单环及多环的芳香族化合物，含氮、硫、氧的杂环化合物等，是一 种典型的难处理高浓度工业废水。焦化废水一般要通过一级处理、二 级处理和深度处理才能排放。
目前焦化废水经生化处理后，出水中大部分指标已达到中国《污 水综合排放标准》(GB 8978-1996)，但由于焦化废水成分复杂， 废水中部分有机化合物无法降解，这些化合物中有些含有烯键、羧基、 酰胺基、磺酰胺基、羰基和硝基等生色团，并且含有-NH2、-NHR、 -NR2、-OR、-OH和-SH等助色团。它们的相互作用造成生化出 水色度仍然很高。此外，这些基团都是极性的，因此使出水中有机物 易溶于水，并有可能使烷烃化合物发生乳化，在水中发生高度的分散 作用，从而生成难于脱色的水溶液或胶体溶液，同时也造成了COD 等污染物难以去除。因此，在焦化废水深度处理中，焦化废水脱色和 去除COD一直是焦化废水处理中存在的一个难题，同时也成为研究的 热点问题。目前，焦化废水深度处理的方法主要有絮凝法、吸附法、 膜分离法、化学氧化法等。混凝沉淀是常用的深度处理方法，常用的 混凝材料有无机混凝剂、有机混凝剂以及粘土矿物等。采用混凝沉淀 法虽然设备简单、操作方便，由于焦化废水中污染物成份复杂，在实 际应用中采用的混凝剂用量大，易受环境影响，难以达到预期的处理 效果。而采用膜分离法虽然污染物去除效果很好，但价格高昂、操作 过程复杂，大大增加了焦化废水的处理成本。化学氧化法能将废水中 呈溶解态的无机物和有机物转化为微毒无毒物质或转化成容易与水 分离的形态，因而常被用做一种联合或强化处理方法。在吸附法中， 常用的吸附剂有活性炭、离子交换树脂等，但这些吸附剂价格昂贵， 且再生成本较高。近年来，天然粘土矿物以其成本较低、吸附性能较 强的特点在环境工程领域内的应用不断增加，并逐渐成为众多学者的 研究热点。
根据目前焦化废水的处理现状，可以发现大多数企业二级生化出 水中部分污染物指标仍然很高，尤其是COD和色度，远远超过《污水 综合处理标准》要求。因此需要开发经济、高效的处理技术对二级生 化出水进行深度处理。
发明内容
本发明提供了一种混凝吸附及化学氧化联合深度处理焦化废水 的方法，经济、高效的处理二级生化出水。
本发明提供的混凝吸附及化学氧化联合深度处理焦化废水的方 法包括以下内容：
一.选择处理药剂
处理药剂由改性膨润土、次氯酸钙、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺组 成，各组分所占的重量百分比分别为：改性膨润土34.6～58.8%;次 氯酸钙14.6～18.9%;聚合氯化铝23.5～45.9%;聚丙烯酰胺0.02～ 0.69%。
其中，所述改性膨润土由钠基或钙基膨润土与凹凸棒石混合组 成，其混合比例为膨润土∶凹凸棒石=4∶1，过325～400目筛，取筛下 料。
二.投放药剂及搅拌
首先按上述比例向焦化废水生化出水中投加改性膨润土及次氯 酸钙，快速搅拌5～15min，搅拌速度为150～200r/min，然后，按上述 比例把聚合氯化铝用水溶解，制成百分比浓度为4～8%的溶液，将该 溶液加入焦化废水生化出水中，搅拌1～2分钟，搅拌速度为 50～80r/min;最后按上述比例将聚丙烯酰胺用水溶解，制成浓度为 0.1～3‰溶液，将该溶液加入焦化废水生化出水中，搅拌1～2分钟， 搅拌速度为50～80r/min。至此完成焦化废水的深度处理。
本发明采用混凝、吸附及化学氧化联合方法深度处理焦化废水， 其中的吸附剂选用双组分粘土矿物，包括钠基或钙基膨润土和凹凸棒 石，凹凸棒石作为膨润土的改性剂。研究表明，当膨润土与凹凸棒石 以一定比例混配时，能够发生柱撑作用，凹凸棒石晶体结构呈长宽比 很高的纤维状或窄带状，能够改变膨润土的层面结构，形成一种卡房 状结构，使比表面积增加，吸附性得到提高，含凹凸棒石的膨润土的 脱色率远高于纯膨润土和纯凹凸棒石。本发明采用次氯酸钙作为氧化 剂，次氯酸钙是一种成本较低、制取方便、氧化性能较强的氧化剂。 采用次氯酸钙能将焦化废水中环状的不易生物降解的有机物开环断 链，使焦化废水中生色基团的含量有所降低，从而使焦化废水出水的 COD及色度达到更低。
本发明与现有技术相比，其显著的有益效果体现在：
在深度处理焦化废水过程中混凝沉降时间较短，全部混凝沉降时 间可在30分钟左右完成，焦化废水的脱色及COD去除效果显著，且 处理剂本身性能稳定，在焦化废水进水浓度COD为150～300mg/L， pH为6～9，色度为200～300倍范围内，经本发明处理后，出水pH为 6～9，焦化废水COD可以降到58.2～74.7mg/L，色度可以降到20～50 倍，低于中国《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级排放标准。 本发明不仅脱色及去除COD效果好，且性能稳定，成本较低，适用 性强，药剂原料广泛易得。
具体实施方式
以下通过小型试验的具体的实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1
取300ml焦化废水二级生化出水(COD为180mg/L，pH为6～9， 色度为250倍)水样，分别加入0.60g改性膨润土(膨润土∶凹凸棒 石=4∶1)和0.27g次氯酸钙，用搅拌机搅拌15min，转速为150r/min， 加入浓度为6%的聚合氯化铝溶液10ml，搅拌1min，转速为80r/min， 加入浓度1‰的聚丙烯酰胺溶液4ml，搅拌1min，转速为80r/min， 然后沉降15分钟。
实验结果：处理后的出水pH为6～9，COD为74.7mg/L，色度 为40倍(稀释倍数法)，低于中国《污水综合排放标准》(GB 8978 -1996)一级排放标准。
实施例2
取300ml焦化废水二级生化出水(COD为180mg/L，pH为6～9， 色度为250倍)水样，分别加入0.80g改性膨润土(膨润土∶凹凸棒 石=4∶1)和0.24g次氯酸钙，用搅拌机搅拌15min，转速为150r/min， 加入浓度为6%的聚合氯化铝溶液10ml，搅拌1min，转速为80r/min， 加入浓度1‰的聚丙烯酰胺溶液4ml，搅拌1min，转速为80r/min， 然后沉降15分钟。
实验结果：处理后的出水pH为6～9，COD为66.5mg/L，色度 为40倍(稀释倍数法)，低于中国《污水综合排放标准》(GB 8978 -1996)一级排放标准。
实施例3
取300ml焦化废水二级生化出水(COD为180mg/L，pH为6～9， 色度为250倍)水样，分别加入1.0g改性膨润土(膨润土∶凹凸棒 石=4∶1)和0.30g次氯酸钙，用搅拌机搅拌15min，转速为150r/min， 加入浓度为4%的聚合氯化铝溶液10ml，搅拌1min，转速为80r/min， 加入浓度0.1‰的聚丙烯酰胺溶液4ml，搅拌1min，转速为80r/min， 然后沉降15分钟。
实验结果：处理后的出水pH为6～9，COD为70.65mg/L，色 度为30倍(稀释倍数法)，低于中国《污水综合排放标准》(GB 8978 -1996)一级排放标准。
实施例4
取300ml焦化废水二级生化出水(COD为180mg/L，pH为6～9， 色度为250倍)水样，分别加入1.0g改性膨润土(膨润土∶凹凸棒 石=4∶1)和0.33g次氯酸钙，用搅拌机搅拌15min，转速为150r/min， 加入浓度为5%的聚合氯化铝溶液10ml，搅拌1min，转速为80r/min， 加入浓度0.5‰的聚丙烯酰胺溶液4ml，搅拌1min，转速为80r/min， 然后沉降15分钟。
实验结果：处理后的出水pH为6～9，COD为58.2mg/L，色度 为30倍(稀释倍数法)，低于中国《污水综合排放标准》(GB 8978 -1996)一级排放标准。