一种利用pac残渣联产聚硅硫酸铝铁和废水处理粉剂的方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用PAC残渣联产聚硅硫酸铝铁和废水处理粉剂的方法，包括以下步骤：将PAC残渣、催化剂和NaOH溶液混合，过滤得碱溶滤液和滤渣；用碱溶滤液制备聚硅硫酸铝铁；用滤渣制备废水处理粉剂。本发明的有益效果是：利用PAC废渣联产净水产品和废水处理粉剂，既可以为生产净水剂产品提供原料，又免去了PAC残渣的处理费用，属于以废治废，固废资源化利用；产品聚硅硫酸铝铁用于污水处理时絮凝迅速，絮体大而坚实，沉降快，应用范围广，试用的pH范围宽，适用于低温低浊水，具有良好的脱色、除藻效果；产品废水处理粉剂对废水中悬浮有机污染物质存在一定的吸附性能，对染料废水具有良好的脱色和COD去除效果。
【专利说明】一种利用PAC残渣联产聚硅硫酸铝铁和废水处理粉剂的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用PAC残渣联产聚硅硫酸铝铁和废水处理粉剂的方法，属于固废资源化利用领域。
【背景技术】
[0002]混凝沉淀作为污水处理工艺中的关键技术环节之一，对整个工艺流程的出水水质和运行成本起着重要作用。目前我国应用最广泛的混凝剂为铝盐和铁盐，其中聚合氯化铝(PAC)具有吸附活性高、澄清泥沙时间短、适应pH范围宽、不受水温影响等特点。结合目前我国市场上PAC的生产工艺，较为常用的是铝矾土、铝酸钙粉在一定条件下和盐酸或混合酸反应得到液体PAC，其中残余的固体形成了 PAC的残渣。我国年产400kt液体PAC(10 %氧化铝)，其中就会产生60kt固体废渣。本公司目前PAC年产量按20kt液体计，每年约产生300?500t废渣。此类废渣中会含有少量PAC，呈酸性，已经失去了进一步反应的活性，外观为土黄色块状固体，有滑腻感。这些废渣不但造成环境污染，而且残余铝、硅等元素会造成大量的资源浪费，委外处置不仅耗费大量的人力和资金，还会提高PAC的生产成本，因此，结合现有技术，有效对PAC废渣进行处理，使其变废为宝，成为可以利用的净水材料，对我国循环经济的发展和企业绿色转型起着至关重要的意义。
[0003]聚硅硫酸铝盐为一类新型无机高分子混凝剂，产品中引入聚硅，使混凝剂单体的相对分子质量变大，用于混凝处理时，提高吸附架桥作用，同时铝盐和铁盐能够充分发挥其电中和作用。聚硅硫酸铝盐兼具铝盐净水效果优越和铁盐沉降速度快的优点，同时由于聚硅产品生产原料容易获得，价格便宜，成为目前净水剂产品市场上的主流开发产品。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是:基于上述问题，本发明提供一种利用PAC残渣联产聚硅硫酸铝铁和废水处理粉剂的方法。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是:一种利用PAC残渣联产聚硅硫酸铝铁和废水处理粉剂的方法，包括以下步骤:
[0006](I)将PAC残渣、催化剂和NaOH溶液混合，80°C常压搅拌反应lh，过滤得碱溶滤液和滤渣；
[0007](2)碱溶滤液制备聚硅硫酸铝铁:用H2SOJ节步骤⑴制得的碱溶滤液的pH至5?6，剧烈搅拌，加入硫酸铁溶液，搅拌0.5h，熟化I?10h，得成品聚硅硫酸铝铁；
[0008](3)滤渣制备废水处理粉剂:将盐酸与步骤(I)制得的滤渣混合均匀，活化3?5h，采用滚筒干燥法将乳浊液干燥得到干粉，干燥温度为90?105°C，干粉压碎，用60目筛子过筛得废水处理粉剂。
[0009]进一步地，步骤(I)中PAC残渣为生产PAC成品底部残渣经压滤后的半固体物质。
[0010]进一步地，PAC残渣含有PAC，其碱溶铝溶出率为80%，其铝含量以Al2O3计为7?12%，硅含量以S12计为3?7%，钙含量为40?60%，以Al 203计是指Al 203的质量百分含量，以S12计是指S1 2的质量百分含量。
[0011]进一步地，步骤(I)中催化剂为氯化钾，催化剂的投加量为PAC残渣质量的0.5?
[0012]进一步地，步骤⑴中NaOH溶液的质量浓度为20?25%，NaOH溶液的投加量为PAC残渣质量的1.5倍。
[0013]进一步地，步骤(2)中H2SO4的质量浓度为40?60%。
[0014]进一步地，步骤⑵中硫酸铁溶液加入后的混合液中Al与Fe的摩尔比为3:1?2山
[0015]进一步地，步骤(3)中盐酸质量浓度为15?20%，盐酸的投加量为步骤(I)中滤渣质量的20?25%。
[0016]本发明的有益效果是:利用PAC废渣联产净水产品和废水处理粉剂，既可以为生产净水剂产品提供原料，又免去了 PAC残渣的处理费用，属于以废治废，固废资源化利用；产品聚硅硫酸铝铁用于污水处理时絮凝迅速，絮体大而坚实，沉降快，应用范围广，试用的PH范围宽，适用于低温低浊水，具有良好的脱色、除藻效果；产品废水处理粉剂呈灰白色，主要成分为钙盐，同时存在少量铝、硅、硫等元素，对废水中悬浮有机污染物质存在一定的吸附性能，对染料废水具有良好的脱色和COD去除效果。
【具体实施方式】
[0017]现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
[0018]实施例一
[0019]本公司生产的经压滤的PAC废渣，其铝含量以Al2O3计为9.5%，硅含量以S1j+为5.6%，钙含量为45%。取此批次PAC废渣200公斤、质量浓度25%的NaOH溶液300公斤、氯化钾固体I公斤充分混合，80°C常压搅拌反应lh，过滤得碱溶滤液和滤渣。其中碱溶滤液390公斤，作为制备聚硅硫酸铝铁的原料；滤渣110公斤，作为生产废水处理粉剂的原料。
[0020]用质量浓度为49 %的硫酸调节碱溶滤液的pH至5，剧烈搅拌，加入质量浓度为15.9%、酸度为I %的硫酸铁溶液186公斤，搅拌0.5h，熟化5h，得液体成品聚硅硫酸铝铁。
[0021]将质量浓度为20%的盐酸27公斤与滤渣混合均匀，活化3h，采用滚筒干燥法将乳浊液干燥，干燥温度为90°C，将干粉压碎于60目筛子下过筛得废水处理粉剂。
[0022]实施例二
[0023]本公司生产的经压滤的PAC废渣，其铝含量以Al2O3计为7.3%，硅含量以S1j+为5.1 %，钙含量为56.7%。取此批次PAC废渣200公斤、质量浓度20%的NaOH溶液300公斤、氯化钾固体1.5公斤充分混合，80°C常压搅拌反应lh，过滤得碱溶滤液和滤渣。其中碱溶滤液370公斤，作为制备聚硅硫酸铝铁的原料；滤渣130公斤，作为生产废水处理粉剂的原料。
[0024]用质量浓度为42%的硫酸调节碱溶滤液pH至5.5，剧烈搅拌，加入质量浓度为13.1%、酸度为I %的硫酸铁溶液118公斤，搅拌0.5h，熟化4h，得液体成品聚硅硫酸铝铁。
[0025]将质量浓度为18%的盐酸32公斤与滤渣混合均匀，活化5h，采用滚筒干燥法将乳浊液干燥，干燥温度为100°C，将干粉压碎于60目筛子下过筛得废水处理粉剂。
[0026]实施例三
[0027]本公司生产的经压滤的PAC废渣，其铝含量以Al2O3计为11.8%，硅含量以S1J+为6.5 %，钙含量为42.3 %。取此批次PAC废渣200公斤、质量浓度25%的NaOH溶液300公斤、氯化钾固体2公斤充分混合，80°C常压搅拌反应lh，过滤得碱溶滤液和滤渣。其中碱溶滤液385公斤，作为制备聚硅硫酸铝铁的原料；滤渣115公斤，作为生产废水处理粉剂的原料。
[0028]用质量浓度50%的硫酸调节碱溶滤液pH至6，剧烈搅拌，加入质量浓度为15.0%,酸度为I %的硫酸铁溶液197公斤，搅拌0.5h，熟化6h，得液体成品聚硅硫酸铝铁。
[0029]将质量浓度为20%的盐酸28公斤与滤渣混合均匀，活化5h，采用滚筒干燥法将乳浊液干燥，干燥温度为105°C，将干粉压碎于60目筛子下过筛得废水处理粉剂。
[0030]产品聚硅硫酸铝铁用于污水处理时絮凝迅速，絮体大而坚实，沉降快，应用范围广，试用的PH范围宽，适用于低温低浊水，具有良好的脱色、除藻效果。
[0031]产品废水处理粉剂呈灰白色，主要成分为钙盐，同时存在少量铝、硅、硫等元素，对废水中悬浮有机污染物质存在一定的吸附性能，对染料废水具有良好的脱色和COD去除效果O
[0032]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【权利要求】
1.一种利用PAC残渣联产聚硅硫酸铝铁和废水处理粉剂的方法，其特征是:包括以下步骤: (1)将PAC残渣、催化剂和NaOH溶液混合，80°C常压搅拌反应lh，过滤得碱溶滤液和滤渣； (2)碱溶滤液制备聚硅硫酸铝铁:用H2SOJ节步骤⑴制得的碱溶滤液的pH至5?6，剧烈搅拌，加入硫酸铁溶液，搅拌0.5h，熟化I?10h，得成品聚硅硫酸铝铁； (3)滤渣制备废水处理粉剂:将盐酸与步骤(I)制得的滤渣混合均匀，活化3?5h，采用滚筒干燥法将乳浊液干燥得到干粉，干燥温度为90?105°C，干粉压碎，用60目筛子过筛得废水处理粉剂。
2.根据权利要求1所述的一种利用PAC残渣联产聚硅硫酸铝铁和废水处理粉剂的方法，其特征是:步骤(I)中PAC残渣为生产PAC成品底部残渣经压滤后的半固体物质。
3.根据权利要求2所述的一种利用PAC残渣联产聚硅硫酸铝铁和废水处理粉剂的方法，其特征是:所述的PAC残渣含有PAC，其碱溶铝溶出率为80%，其铝含量以Al2O3计为7?12%，硅含量以S12计为3?7%，钙含量为40?60%。
4.根据权利要求1所述的一种利用PAC残渣联产聚硅硫酸铝铁和废水处理粉剂的方法，其特征是:所述的步骤(I)中催化剂为氯化钾，催化剂的投加量为PAC残渣质量的0.5 ?
5.根据权利要求1所述的一种利用PAC残渣联产聚硅硫酸铝铁和废水处理粉剂的方法。其特征是:所述的步骤(I)中NaOH溶液的质量浓度为20?25%，NaOH溶液的投加量为PAC残渣质量的1.5倍。
6.根据权利要求1所述的一种利用PAC残渣联产聚硅硫酸铝铁和废水处理粉剂的方法，其特征是:所述的步骤⑵中H2SO4的质量浓度为40?60%。
7.根据权利要求1所述的一种利用PAC残渣联产聚硅硫酸铝铁和废水处理粉剂的方法，其特征是:所述的步骤(2)中硫酸铁溶液加入后的混合液中Al与Fe的摩尔比为3:1?2山
8.根据权利要求1所述的一种利用PAC残渣联产聚硅硫酸铝铁和废水处理粉剂的方法，其特征是:所述的步骤(3)中盐酸质量浓度为15?20%，盐酸的投加量为步骤(I)中滤渣质量的20?25%。
【文档编号】C02F1/28GK104512951SQ201410804590
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年12月22日 优先权日:2014年12月22日
【发明者】郑晓冬, 蒋银峰, 李娜, 王桂玉 申请人:江苏永葆环保科技股份有限公司