申请日1995.10.25
公开(公告)日1996.10.02
IPC分类号C02F1/28; C02F1/52
摘要
一种处理含油废水的化学组合物和方法，更具体地说该废水是乳化油废水，还含有溶解的金属离子，和/或固态金属，将污染物吸着(吸附和/或吸收)在钠基膨润土颗粒和钙基膨润土颗粒的片晶之间和内部，并将该污染物包容或捕集在钙基膨润土片晶和钠基膨润土片晶的混合物中，然后用一种絮凝剂如阳离子聚合物进行絮凝，从而出乎意料地降低污染物浸出到废水中，或随后浸出到填埋场的液体中。
権利要求書
1.一种用于处理废水的组合物的加工方法，该组合物含有钠基 膨润土和钙基膨润土，吸附并包容选自油、油脂、金属和它们的混合 物的污染物上述组合物中含有降低废水pH值和破除油乳化液的酸， 该方法包括：
在水份含量为大约20%-45%(重量)的情况下，挤压钙基膨润土和酸的 组合物，使酸粘合在钙基膨润土上，并基本上防止酸与钠基膨润土 发生反应;
使钠基膨润土作为一种独立组合物部分，与酸分开，不与酸一 起对钠基膨润土进行挤压;以及
将挤压后的组合物磨碎成需要粒径的粉末或颗粒。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于在组合物中进一步还 添加有絮凝剂，其加入量要足以使吸附在组合物中的污染物絮凝。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于该组合物中还含有活 性炭。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于该组合物还含有亲有 机物的蒙脱石有机吸附剂。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于该组合物包含含有钠 基膨润土的第一组合物部分;以及经过挤压的含有钙基膨润土、酸 和碱的第二组合物部分，其中一种组合物部分中还含有一种有机吸 附剂，该有机吸附剂选自：活性炭、酸活化过的钙基膨润土以及它 们的混合物。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于第二组合物部分还含 有碱，其中在组合物的第二部分进行挤压时，酸和碱基本呈固态。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于钠基膨润土的颗粒小 于大约800μm。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于钠基膨润土的粒径小 于大约700μm。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于钠基膨润土的粒径小 于大约650μm。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于将挤压过的组合物部 分研磨成粒径大于钠基膨润土粒径的颗粒。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于经过挤压后将挤压 过的含有钙基膨润土和酸的组合物部分研磨成粒径大约为200μm ～850μm的颗粒，钠基膨润土的粒径为大约200μm～650μm。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于将挤压过的组合物 部分研磨成粒径为大约300μm～850μm的颗粒，钠基膨润土的粒径 为大约300μ～650μm。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于组合物进一步还包含 一种絮凝剂，该絮凝剂选自聚合物絮凝剂、活性炭、滑石、硫酸铝、 硫酸铁，以及它们的混合物。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于将含有钠基膨润土的 组合物部分研磨成平均粒径小于组合物第二部分平均粒径的颗粒。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于挤压过的组合物部 分含有钙基膨润土和酸，其中在水份含量占被挤压部分重量的大约 20%～45%的情况下，对挤压过的组合物部分进行挤压，然后将水份 干燥到等于或小于重量的大约15%，再研磨成所需要的颗粒分布。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于该组合物的粒径小 于大约1000μm。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于该组合物的粒径在 大约200μm～1000μm的范围内。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于将含有钠基膨润土 的组合物的第一部分研磨成粒径大约为300μm～600μm的颗粒，将 含有钙基膨润土的组合物的第二部分研磨成粒径大约为300μm～ 850μm的颗粒。
19.如权利要求15所述的方法，其特征在于组合物的第一部分 和组合物的第二部分的组成如下，用占第一第二组合物部分总重量 的百分数表示： 粘土/化学药品 wt.% 第一部分 钠基膨润土 10-55 酸活化过的 钙基膨润土 0-15 滑石 0-15 第二部分 钙基膨润土 20-80 碱 0-15 活性炭 0-15 酸 1-15
20.如权利要求15所述的方法，其特征在于组合物的第一部分 和组合物的第二部分的组成如下，用占第一和第二组合物部分总重 量的百分数表示： 粘土/化合物 wt.% 第一部分 钠基膨润土 15-40 酸活化过的 钙基膨润土 1-10 滑石 1-10 第二部分 钙基膨润土 30-70 碱 0-10 活性炭 1-10 酸 2-10
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于组合物的第一部分 和组合物的第二部分的组成如下，用占第一和第二组合物部分总重 量的百分数表示： 粘土/化合物 wt.% 第一部分 钠基膨润土 29.4 酸活化过的 钙基膨润土 2.1 滑石 2.2 第二部分 钙基膨润土 55.7 碱 3.8 活性炭 2.6 酸 4.2
22.如权利要求19所述的方法，其特征在于在对第一和第二组 合物部分分别挤压和粉碎后，将它们混合在一起。
23.如权利要求19所述的方法，其特征在于进一步还包含一絮 凝剂，其量占组合物重量的大约1%～15%。
24，如权利要求19所述的方法，其特征在于组合物的第一部分 和第二部分的组成如下，用占第一和第二组合物部分总重量的百分 数表示： 第一部分 wt.% 钠基膨润土： 29.5% 酸活化过的 钙基膨润土： 1.0% 滑石 ： 2.1% 第二部分 钙基膨润土： 53.9% 碱 ： 3.6% 活性炭 ： 2.5 酸 ： 4.0 絮凝剂 ： 3.4
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于该絮凝剂选自聚合 物絮凝剂、滑石、硫酸铝、硫酸铁，以及它们的混合物。
26.如权利要求19所述的方法，其特征在于组合物的第一部分 和第二部分的组成如下，用占组合物部分的重量表示： 粘土/化合物 wt.% 第一部分 钠基膨润土 70-100 酸活化过的 钙基膨润土 0-30 滑石 0-30 第二部分 钙基膨润土 40-98 碱 1-40 活性炭 0-30 酸，如己二酸 1-40
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于该组合物中还含有 重量占大约1%～15%的一种组份，该组份选自酸活化过的钙基膨润 土、滑石以及它们的混合物。
28.如权利要求26所述的方法，其特征在于第一和第二组合物 部分的组成如下，用占组合物部分的重量表示： 粘土/化合物 wt.% 第一部分 钠基膨润土 50-96 酸活化过的 钙基膨润土 2-15 滑石 0-15 第二部分 钙基膨润土 50-94 碱 2-20 活性炭 2-15 酸 2-20
29.一种利用权利要求1所述方法加工成的组合物，净化含有乳 化有机液体的废水的方法，包括：
向废水加入上述组合物，其剂量要足以将大多数有机液体吸附 到膨润土中;
对含有所吸附的有机液体的膨润土进行絮凝;以及
从废水中除去絮凝过的膨润土，该膨润土中含有所吸附的有机 液体。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于不对钠基膨润土组 份进行挤压。
31.如权利要求29所述的方法，其特征在于钠基膨润土没有浸 渍过聚合物。
32.如权利要求29所述的方法，其特征在于用一阴离子型聚合 物浸渍钠基膨润土组份。
33.如权利要求29所述的方法，其特征在于通过在废水添加一 絮凝剂，对膨润土进行絮凝，上述絮凝剂选自阳离子型聚合物、阴 离子型聚合物，非离子型聚合物以及它们的混合物。
34.如权利要求33所述的方法，其特征在于该絮凝剂含有阴离 子型聚合物和阳离子型聚合物的混合物。
35.一种按照权利要求1所述方法加工而成的组合物，该组合物 包括：
占组合物总重量为约20%～80%的钙基膨润土的粘合颗粒;占组 合物总重量为大约1%～15%的酸;一种选自酸活化过的钙基膨润土、 亲有机物质的蒙脱石粘土、滑石以及它们的混合物的组份，其量占 组合物总重量的大约1%～10%;其中至少使钙基膨润土和酸通过一 起挤压而粘结在一起，使酸基本上不与组合物的钠基膨润土部分发 生反应，当投加到废水中时，酸将溶解并分散到废水中;以及
钠基膨润土的加入量占组合物总重量的大约10%～55%。
说明书
净化废水的方法和组合物
本发明涉及一种处理污染废水，尤其是含油乳浊液废水的化学 组合物和方法，它能够在钙基和钠基膨润土的片晶之间吸着(吸附 和/或吸收)油污染物和金属，将污染物包容或捕集到钙基和钠基膨 润土片晶与絮凝剂组成的混合物中，该絮凝剂最好是阳离子型聚合 物絮凝剂，它絮凝并包容住膨润土，以便使污染物不会浸出到废水 中或者浸出到填埋场的溶滤物中，通过至少对组合物中的钙基膨润 土部分进行挤压，使得通过剪切片晶，使酸和碱与钙基膨润土和活 化过的钙基膨润土进行充分混合物，并基本上避免酸和碱与钠基膨 润土部分相互反应，这样加工而成的组合物具有优异的效果。将组 合物的一挤压部分研磨成需要粒径的颗粒，钙基膨润土上粘结有酸 /碱，从而防止酸和碱与组合物中的钠基膨润土组分发生反应，通过 与酸和碱一起挤压钙基膨润土，使钠基膨润土组分分开，这样加工 而成的组合物能够使挤压而成的钙基膨润土/酸/碱部分在组合物 的钠基膨润土分散之前，迅速地在废水中分散开，与废水中的污染 物相吸附/反应。然后对含有吸附的油、油脂和/或金属的钙基膨 润土和钠基膨润土进行絮凝、包容，并从废水中除去。
油、脂肪、蜡和金属被广泛用于工业生产中，如机动车工业、 化学加工工业的金属材料的切削处理，炼油厂以及类似的场合，如 果不对乳化油废水进行预处理，从其中去除绝大多数油和金属污染 物，将会对环境产生很大的危害。
至今为止已经发明出了许多从废水中去除有害物质的工艺，其 中的一个工艺是通过燃烧或化学降解(分解)，在单相或多相体系中 与含油水发生化学反应。然而，这种方法需要复杂的设备，要花费 相当的经费。此外，这种方法会产生气态的燃烧付产物，还要对这 种燃烧付产物进行处理，以避免对环境造成损坏。
另一种已知的方法是从含油乳浊液中蒸发水份，对水中所含有 的物质进行浓缩，随后对浓缩物进行处置或在合适的地方烧掉。然 而，对废水的蒸发需要大量的能量，因此，这种方法不够经济实用。
这种废水处理的另一种方法是采用化学的、热的、电的、或 对乳化物进行机械分离并对沉淀物质进行吸附的方法，从废水中分 离出乳化油、脂肪或其它漂浮物质。还有一种方法是采用化学絮 凝的方法从废水中分离出非常细小的污物颗粒，并将分离出的污物 颗粒捕集在氢氧化钙化合物上。该方法还可以使用二价铁盐、硫 酸铝、氢氧化钙、以及石灰或连带着活性硅酸的铝酸钠。
破乳处理的最常用方法是加入电解质，电解质能够沉淀油、油 脂或其它漂浮颗粒，以便沉降和/或吸附这些物质。
由于吸附剂吸附油类物质的能力有限，所以采用吸附法净化废 水经常会产生一些问题，从而使油类污染物再次对环境产生影响， 而且还在发挥着有害作用。
Piepho的美国专利第4,415,467和4,332,693揭示了一种处理 乳化油的组合物，在本发明代理人的许可下，Piepho专利用所公开 的这些组合物已经以粉末的形式销售多年了，它既需要滑石又需要 酸活化过的钙基膨润土。然而，根据本发明，只需要挤压本发明组 合物中的含钙基膨润土部分。无论是滑石还是酸活化过的钙基膨 润土组分，或者是两者都可以完全从组合物中删除，也能达到净化 废水的新的和意想不到的效果。
令人惊奇的是，根据本发明的一个实施例，加入膨润土的细小 颗粒，如钠基膨润土微粒、钙基膨润土微粒，或它们的混合物，构成 的组合物也能吸附或包容有机物和金属污染物，因此，组合物所需 的所有钠基膨润土和钙基膨润土都可以是细小的颗粒(穿过50目筛 (美国系列筛)的颗粒)，或者细小颗粒与钠基膨润土和钙基膨润土 大颗粒的混合物。该膨润土微粒可以是比较纯的钠基膨润土和/或 钙基膨润土，或者是挤压机中前批挤压生产产生的微粒，这种微粒 也许会含有碱、酸和/或有机吸附剂，如组合物中的酸活化过的钙 基膨润土、滑石或活性炭组份。当微粒含有来自前批挤压的组合 物成份，而不是膨润土成份时，最好使这种微粒的掺入量等于或小 于50%，以便比较精确地确定该组合物每种成份的百分含量。
简单地说，本发明涉及一种处理含油废水的组合物和方法，更 具体地说，上述废水是乳化油废水，还可能含有溶解的和/或固态的 金属，在钙基膨润土和钠基膨润土颗粒的片晶之间和内部吸着(吸 附和/或吸收)这些污染物质，并通过絮凝剂，如阳离子絮凝剂进行 絮凝，将污染物质包容或捕集在钙基膨润土片晶和钠基膨润土片晶 的混合物中，以便出乎意料地减少污染物在废水中的浸出，或者随 后浸出到填埋场的液体中。
该组合物包含钙基膨润土和钠基膨润土颗粒，其中，至少对组 合物中的钙基膨润土组分进行挤压加工，以便对钙基膨润土的片晶 进行剪切，活化钙基膨润土，达到出乎意料的吸附废水中污染物的 效果。在本发明的一个最佳实施例中，在挤压过程中，将一种酸和 任意一种碱粘合到混合物的钙基膨润土部分上，以便使酸和任选的 碱基本上不会与钠基膨润土发生反应。可以将一种絮凝剂，如聚合 物絮凝剂，例如：聚丙烯酰胺、硫酸铝、硫酸铁、滑石、活性炭或 它们的混合物加入到该组合物中，或者单独加到废水中，以便对含 有所吸附的污染物的膨润土颗粒进行絮凝，从净化后的废水中分离 出膨润土和污染物。
因此，本发明一方面提供了一种处理废水的化学组合物，它能 够在膨润土的片晶之间粘附或包容废水中的污染物，以便对废水进 行絮凝，并随后从废水中除去粘土和所吸附的污染物。
另一方面，本发明提供了一种净化废水的组合物和方法，其中 该组合物中含有酸和碱，当该组合物与废水相混合时，酸就会瞬时 降低废水的pH值，足以分解乳化污染物，特别是油，使该污染物更适 宜在膨润土片晶之间被吸附。当进一步混合并溶解碱时，废水的 pH值将会充分升高，以使溶解金属沉淀，然后沉淀的金属被捕集在 膨润土片晶之间。
另一方面，本发明提供了一种净化废水的组合物和方法，其中 对组合物的钙基膨润土部分任意地与酸和碱一起进行挤压，使酸和 碱与钙基膨润土充分混合，通过剪切活化钙基膨润土的片晶，同时 防止酸与组合物中的钠基膨润土部分发生反应。
再一方面，本发明提供了一种净化废水的组合物和方法，其中， 该组合物包括钠基膨润土和钙基膨润土，该钙基膨润土的片晶被挤 压剪切过，以便活化钙基膨润土，达到一个意想不到好的去除废水 中污染物的性能，并减少杂质从组合物中的浸出。
通过下面对本发明最佳实施例的详细描述，本发明的这些内容 和优点以及其它内容和优点将会变得更清楚。
采用本发明的组合物和方法能够吸收并包容废水中的大量污 染物，尤其是乳化废油和溶解的或固态的金属，该组合物能够将这 些污染物包容起来，使它们不会浸出并回到废水中，或者不会渗出 填埋场。
在一个实施例中，通过对未经酸活化的钙基膨润土与酸和任选 的碱在一起挤压成形，以及单独对钠基膨润土挤压成形，将本发明 的最佳组合物加工成两种独立的部分或子组分(第一部分和第二部 分)，基本上防止酸性和碱性成份与组合物中的钠基膨润土成份相 互作用或相互反应，当将含有钙基膨润土的那部分组合物挤压成形 来活化钙基膨润土，并在该钙基膨润土中粘合任何酸和碱，以便基 本上防止任何酸和碱与钠基膨润土相互反应时，无需对含有钠基膨 润土的那部分组合物进行挤压成形。在另一实施例中，如实施例 11中，当组合物中含有酸活化过的钙基膨润土或滑石或亲有机物质 的粘土时，既不需要使用酸，也不需要使用碱。
挤压后的钙基膨润土小丸，含有所粘合的酸和任选的碱，它们 被研磨成所需要的颗粒，其粒径分布范围大约在200μm～1000μm 的范围内。由组合物两部分研磨而成的颗粒，与絮凝剂一起组成一 种单独的组合物。另一方面，也可以将絮凝剂单独加在废水中。