专利名称：化学机械浆废水深度处理用复合净水剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种复合净水剂及其制备方法，特别是涉及一种可广泛用于造纸行业 废水，用于废水深度处理除浊、脱色和降COD的净水剂及其制备方法。
背景技术：
无机混凝剂大体可以分为传统型无机盐如氯化铝、硫酸铝、硫酸铁、氯化铁、氯化 亚铁、硫酸亚铁等，无机高分子混凝剂如聚合硫酸铁、聚合氯化铝及其复合产品等，并以无 机高分子以及复合产品为主。从混凝剂中所含的主要金属离子来分类，又可分为铝系混凝 剂和铁系混凝剂。铝系混凝剂应用较早，也是当前使用范围最广泛的品种之一，但铝盐处理 废水存在不溶物残留、铝离子残留等问题。受铝系混凝剂的启发，以及铝系絮凝剂固有的一 些缺点，人们又在此基础上开发出铁系絮凝剂，具有沉降速度快，形成絮体大等优点。但也 存在废水碱度消耗大、投加不当返色等问题。目前主流无机高分子混凝剂仍以聚合铝盐、聚 合铁盐以及两者的复合物为代表，并有在此基础上复合一种或几种其他阳离子或阴离子基 团来增强处理效果的发展趋势。铝和铁具有许多类似的性质，如离子半径都比较相近，Fe3+， Al3+均具有相同的三价电荷且易水解，它们可通过交叉共聚，形成更大分子量的聚合物，得 到混凝效果更好的复合混凝剂_聚合铝铁类无机高分子。这类复合混凝剂兼有聚铝和聚铁 的优点，既能克服铝盐处理的矾花小、沉降慢的缺点，又能克服铁盐的易“造色”的缺点。实 际生产中这类产品多以铝盐为主，铁盐为辅。近些年来，在复合铝铁的基础上，通过聚硅酸 阴离子来增强效果的研究越来越多，这类混凝剂由于其优良的性能受到了广泛的关注，发 表的论文和公布的专利也较多。诸如中国专利公告号CN200610164427. 0, CN200710019268. X，CN200710131436. 4，CN200710063749. 0，CN200610017141. X 等，但现有的净水剂用于处理 高浓化机浆废水时，易出现用量大，处理效果差异大，脱色效果差等缺点，不能满足化学机 械浆废水的处理需要。
发明内容
为了克服现有技术产品对化学机械浆废水处理效果差、用量大的缺点，本发明提 供了一种用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂的制备方法，具有制备工艺简单，生 产能耗低，充分利用废弃物生产，生产过程无三废排出、处理效果好，用量小等特点。本发明的技术方案为一种用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂，以质量 份计，原料组成为有效含量≥ 70% Wt的硫酸亚铁溶液15 60份，4 5% wt轧钢厂酸洗废液5 50份碱化剂1 5份氧化剂0. 15 7份
聚糖类高分子季铵盐0 0. 05份但不 等于0
水10 40 份。所述的氧化剂为氯酸盐、高氯酸盐、双氧水和次氯酸盐中的任意一种或几种的任 意比混合物。所述的碱化剂为铝粉，氢氧化铝，铝酸钙，氢氧化钠等中的任意一种或几种的任意 比混合物。所述的轧钢厂酸洗废液为盐酸洗废液和硫酸洗废液中的任意一种或二种的任意 比混合物。基于所述的用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂的制备方法，步骤为按 原料组成比例，将硫酸亚铁溶液、轧钢厂酸洗废液混合搅拌均勻，然后加入氧化剂继续搅 拌，温度为80 90°C下反应2 3h后，静置沉淀，取上清液调pH值为0. 5 1，边搅拌边 滴加壳聚糖类高分子季胺盐，共聚反应3 5h，静置1 2天，得到用于化学机械浆废水深 度处理用液体复合净水剂，在20摄氏度时的相对密度为1. 19 1.30，氧化铁重量百分比含 量> 7%，pH 1 2，将液体复合净水剂进行干燥得固体复合净水剂。取了上清液后剩下的废渣水洗，洗后的水重新进入下一轮原料配制反应使用，废 渣提供建筑材料厂生产建材。上述净水剂经干燥后成片状或粉状，即得固体高效多功能净水剂。有益效果1.本发明生产的复合净水剂处理化学机械浆废水相同投加量下，处理效果明显优 于其他市售产品。2.对提取成品液后的废渣进行水洗，洗后的水进入下一轮原料配置反应使用，废 渣可提供建筑材料厂用于生产建材。充分利用了原料。3.本发明是以工业副产盐酸或副产硫酸和轧钢厂酸洗废液为原料进行生产，工艺 过程简单，便于操作，不产生二次污染，生产成本低。
具体实施例方式下面结合具体实施例作进一步说明本发明所用壳聚糖类高分子季胺盐购于宜兴市绿科环保药剂有限公司，季铵盐系 列03号，特征是以壳聚糖和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料，过硫酸铵为引发剂， 合成的季铵盐改性壳聚糖絮凝剂。 等于0 意比混合物t
一种用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂，以质量份计，原料组成为 有效含量> 70% wt的硫酸亚铁溶液15 60份，
4 5% wt轧钢厂酸洗废液5 50份
碱化剂1 5份
氧化剂0. 15 7份
壳聚糖类高分子季铵盐0 0. 05份但不
水10 40份。
所述的氧化剂为氯酸盐、高氯酸盐、双氧水和次氯酸盐中的任意一种或几种的任
所述的碱化剂为铝粉，氢氧化铝，铝酸钙，氢氧化钠等中的任意一种或几种的任意 比混合物。所述的轧钢厂酸洗废液为盐酸洗废液和硫酸洗废液中的任意一种或二种的任意 比混合物。基于所述的用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂的制备方法，步骤为按 原料组成比例，将硫酸亚铁溶液、轧钢厂酸洗废液混合搅拌均勻，然后加入氧化剂继续搅 拌，温度为80 90°C下反应2 3h后，静置沉淀，取上清液调pH值为0. 5 1，边搅拌边 滴加壳聚糖类高分子季胺盐，共聚反应3 5h，静置1 2天，得到用于化学机械浆废水深 度处理用液体复合净水剂，在20摄氏度时的相对密度为1. 19 1. 30，氧化铁重量百分比含 量> 7%，pH 1 2，将液体复合净水剂进行干燥得固体复合净水剂。取了上清液后剩下的废渣水洗，洗后的水重新进入下一轮原料配制反应使用，废 渣提供建筑材料厂生产建材。上述净水剂经干燥后成片状或粉状，即得固体高效多功能净水剂。实施例11、取20g硫酸亚铁(有效含量70%wt以上)，10g_20g轧钢厂酸洗废液和水30ml， 加入到设有搅拌器和蒸汽加热夹层的反应器中，混合均勻；2、将IOg次氯酸钠(10% wt)溶液逐步加入到反应器中，不断搅拌，控制温度在 80°C -90 0C，反应2-3h后，放出混合液进入沉淀池，静置沉淀。3、将反应液泵入反应器，在搅拌的情况下，加入20% wt的NaOH溶液调节pH值至 0. 5-1. 0 ；在搅拌条件下，逐滴加入2ml壳聚糖类高分子季铵盐(浓度1%。)，共聚反应4h ；4、静置存放1-2天，即得液体的用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂；5、将所得的液体用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂进行干燥，即得固体 用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂。实施例21、取40g硫酸亚铁(有效含量70% wt以上)，5g_10g轧钢厂酸洗废液和水40ml， 加入到设有搅拌器和蒸汽加热夹层的反应器中，混合均勻；2、将3. Og-4. Og氯酸钠(99% )溶解后逐步加入到反应器中，不断搅拌，控制温度 在80°C -90°C，反应Ih后将温度下降至40°C -50°C ；3、在搅拌的情况下，加入2g_5g铝酸钙，调节pH值至0. 5-1.0，反应Ih后将混合液 泵入沉淀池；沉淀静置，形成上清液和固体残渣，废渣水洗后提供建筑材料厂生产建材，洗 后的水 新进入下一轮原料配制反应使用。4、将上清液泵入反应器，在搅拌条件下，逐滴加入lml_5ml高分子季铵盐(浓度 1%。)，共聚反应4h；5、静置存放1-2天，即得液体的用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂；6、将所得的液体用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂进行干燥，即得固体 用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂。实施例31、取15g硫酸亚铁(有效含量70% wt以上)，25g_50g轧钢厂酸洗废液和水 10-20ml，加入到设有搅拌器和蒸汽加热夹层的反应器中，混合均勻；
2、将10. 0g-20. Og双氧水(35% wt)溶解后逐步加入到反应器中，不断搅拌，控制 温度在80°C -90°C, Ih后将温度下降至40°C -50°C ；3、在搅拌的情况下，加入0. 5g_2g铝粉和0. 5g氢氧化铝，调节pH值至0. 7-1. 5，反 应2h后将混合液泵入沉淀池；沉淀静置，形成上清液和固体残渣，废渣水洗后提供建筑材 料厂生产建材，洗后的水重新进入下一轮原料配制；4、将上清液泵入反应器，在搅拌的情况下，逐滴加入2ml_8ml高分子季铵盐(浓度 1%。)，共聚反应4h；5、静置存放1-2天，即得液体的用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂；6、将所得的液体用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂进行干燥，即得固体 用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂。本实施例中三种净水剂小样，与市场上的有代表性的净水剂如聚合氯化铝 (PAC)、硫酸铝、聚合硫酸铁等，采用某纸厂杨木P-RC APMP废水生化处理出水进行混凝对比 试验，其结果如表1所示。表1杨木P-RC APMP废水生化出水混凝效果 采用某纸厂废纸造纸废水生化处理出水进行混凝对比试验，其结果如表1所示表2废纸造纸废水生化出水混凝效果 由表1和表2的结果可以看出本发明的复合净水剂的处理效果明显好于目前市售 的常用净水剂。
权利要求
一种用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂，其特征在于，以质量份计，原料组成为有效含量≥70％wt的硫酸亚铁溶液15～60份，4～5％wt轧钢厂酸洗废液5～50份碱化剂1～5份氧化剂0.15～7份壳聚糖类高分子季铵盐 0～0.05份但不等于0水10～40份。
2.如权利要求1所述的用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂，其特征在于，所 述的氧化剂为氯酸盐、高氯酸盐、双氧水和次氯酸盐中的任意一种或几种的任意比混合物。
3.如权利要求1所述的用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂，其特征在于，所 述的碱化剂为铝粉，氢氧化铝，铝酸钙，氢氧化钠等中的任意一种或几种的任意比混合物。
4.如权利要求1所述的用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂，其特征在于，所 述的轧钢厂酸洗废液为盐酸洗废液和硫酸洗废液中的任意一种或二种的任意比混合物。
5.基于权利要求1 4任一所述的用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂的制 备方法，其特征在于，步骤为按原料组成比例，将硫酸亚铁溶液、轧钢厂酸洗废液混合搅拌 均勻，然后加入氧化剂继续搅拌，温度为80 90°C下反应2 3h后，静置沉淀，取上清液调 PH值为0. 5 1，边搅拌边滴加壳聚糖类高分子季胺盐，共聚反应3 5h，静置1 2天，得 到用于化学机械浆废水深度处理用液体复合净水剂，在20摄氏度时的相对密度为1. 19 1. 30，氧化铁重量百分比含量> 7%, pH 1 2，将液体复合净水剂进行干燥得固体复合净 水剂。
6.如权利要求5所述的用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂的制备方法，其特 征在于，取了上清液后剩下的废渣水洗，洗后的水重新进入下一轮原料配制反应使用，废渣 提供建筑材料厂生产建材。有效含量> 70% wt的硫酸亚铁溶液 4 5% wt轧钢厂酸洗废液 碱化剂 氧化剂壳聚糖类高分子季铵盐 水15 60份， 5 50份 1 5份`0. 15 7份 0 0. 05份但不等于0 10 40份。
全文摘要
本发明公开了一种用于化学机械浆废水深度处理用复合净水剂及其制备方法，以质量份计，原料组成为有效含量≥70％wt的硫酸亚铁溶液15～60份、4～5％wt轧钢厂酸洗废液5～50份、碱化剂1～5份、氧化剂0.15～7份、壳聚糖类高分子季铵盐0～0.05份但不等于0、水10～40份。其制备方法是以硫酸亚铁、酸洗废液、高分子季胺盐、氧化剂合成反应即可制得成品复合净水剂。其产品以氧化铁重量百分含量≥4-7％，氧化铝重量百分含量≥1-5％，高分子季胺盐≥(0.05％-0.1％)为主要特征。其制备方法具有工艺操作方便，生产能耗低，过程无三废排出等特点。用于水处理时投加量小，除浊、降COD和脱色效果好等特点。
文档编号C02F1/66GK101891290SQ201010228828
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月15日 优先权日2010年7月15日
发明者丁来保, 庄国俊, 房桂干, 施英乔, 李萍, 沈葵忠, 焦健, 盘爱享, 邓拥军, 韩善明 申请人:中国林业科学研究院林产化学工业研究所