一种造纸废水处理剂及其使用方法与流程

文档序号:20275480发布日期:2020-04-03 19:36阅读:679来源:国知局

本发明属于水处理技术领域,具体涉及一种造纸废水处理剂及其使用方法。



背景技术:

造纸废水指制浆造纸工艺过程中产生的废水。包括制浆蒸煮废液、洗涤废水、漂白废水与纸机白水等。造纸废水中含有大量的有机物和悬浮物,并含有大量化学药品和杂质,造纸废水成分复杂,可生化性差,属于较难处理的工业废水,是我国主要的工业污染源之一。

造纸废水处理工艺有生化法、吸附法、化学氧化法、离子交换、点渗析和絮凝沉淀法等等。其中絮凝沉淀法作为一种物理的、化学的方法在废水前处理中因工艺简单、效率高、费用低而广泛被使用。现有的造纸厂废水处理方法中,有采用在沉淀池中加入5%的聚合硫化铝,使污水产生絮凝、沉淀。因聚合硫化铝仅适合酸性施胶,而聚合氯化铝可以在酸性和中性环境中施胶,对系统的腐蚀明显减弱,白水的处理更加容易;加之使用量大、污水处理成本较高,且处理效果不理想,仍达不到排放要求。现有的造纸废水处理剂存在处理成本较高、性能不稳定的缺点,处理效果有待提高。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足,提供了一种对造纸废水的处理效果优于以往絮凝剂的同时,使处理成本较以往低,获得较好的性价比的造纸废水处理剂。

本发明的技术方案,具体如下:一种造纸废水处理剂,所述造纸废水处理剂为絮凝剂a、絮凝剂b和凝聚剂c三者配制而成;絮凝剂a为质量含量5‰的改性膨润土溶液;絮凝剂b为质量含量3%聚合氯化铝水溶液;絮凝剂c为分子量为800-1200万的阳离子型的聚丙烯酰胺,配制成质量分数为1‰的水溶液。

进一步,所述改性膨润土溶液主要由膨润土和氧化石墨烯制备而成。

进一步,按照重量计算,所述改性膨润土溶液中,膨润土和氧化石墨烯的质量比约为80~90:10~20。

进一步,所述造纸废水处理剂处理造纸废水时,各物质的体积比为∶造纸废水:絮凝剂a∶絮凝剂b∶凝聚剂c=1000∶2~5∶3∶15。

进一步,本发明的另一个目的是所述造纸废水处理剂的使用方法:先调节造纸废水ph至6-9,然后向造纸废水中加入絮凝剂a,快速搅拌,然后再加入絮凝剂b缓慢搅拌,直至有小微团产生时,再加入凝聚剂c,缓慢搅拌,形成大的絮体,静置,分离循环水中的絮体物,造纸废水得到处理后进入下一个循环处理。

进一步,加入絮凝剂a后,搅拌速率保持200-400r/min,沿同一方向搅拌1-2min。

进一步,加入絮凝剂b后,搅拌速率保持50-100r/min,沿同一方向搅拌5-10min。

进一步,加入絮凝剂c剂后,搅拌速度50-100r/min,沿同一方向搅拌,直至到有大的絮块形成后停止搅拌。

相对于现有技术,本发明的造纸废水处理剂具有如下优点:(1)本发明的造纸废水吸附处理剂,对混凝-气浮段的造纸废水处理效果好,对混凝-气浮段的codcr去除率达到72%左右,浊度去除率达到85%左右;(2)本发明的造纸废水处理剂原料来源广,价格便宜,使用本发明处理废水的价格约为0.41元/吨废水,而造纸厂所使用处理造纸废水絮凝剂的价格为0.525元/吨,可见该处理剂性价比优势明显;(3)本发明的造纸废水处理剂配制及使用工艺简单,处理效果好。

氧化石墨烯是石墨烯的氧化物,其颜色为棕黄色,市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后,其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼,可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。

氧化石墨烯特有的单一原子层,可以在横向尺寸上扩展到数十微米。因此,其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料,具有聚合物、胶体、薄膜,以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质,因为其在水中具有优越的分散性,但是,相关实验结果显示,氧化石墨烯实际上具有两亲性,从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此,氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面,并降低界面间的能量。其亲水性被广泛认知。

聚合氯化铝已取代硫酸铝做为造纸行业的中性施胶沉淀剂,与硫酸铝相比,白色聚合氯化铝具有如下特点:

1)大量带有正电荷、形态稳定的多核羟铝络合物,能有效地促进絮凝、施胶。

2)外观白色,铁含量极低,能满足制造优质纸张的需要。

3)聚合氯化铝是氯化铝的预水解物,水解程度相对较低,纸浆ph值的下降幅度比硫酸铝小。

4)硫酸铝仅适合酸性施胶,而聚合氯化铝可以在酸性和中性环境中施胶,对系统的腐蚀明显减弱,白水的处理更加容易。

5)可加填廉价的碳酸钙填料,不仅降低了生产成本、提高了纸张的白度和耐折性,同时也克服了合成胶料(如akd等)难以避免的缺点(如打滑、施胶度难以控制等)。

6)使用聚合氯化铝施胶,浆料的助留、助滤作用明显提高。

7)纸张性能除裂断长外,其它各项指标均不同程度地提高。

本发明的造纸废水处理剂中,絮凝剂a中的膨润土具有强的吸湿性和膨胀性,可吸附8~15倍于自身体积的水量,体积膨胀可达数倍至30倍;在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状,这种介质溶液具有一定的黏滞性、触变性和润滑性;有较强的阳离子交换能力;对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力,最大吸附量可达5倍于自身的重量;它与水、泥或细沙的掺和物具有可塑性和黏结性;具有表面活性的酸性漂白土(活性白土、天然漂白土-酸性白土)能吸附有色离子。絮凝剂b是一种无机絮凝剂;凝聚剂c为分子量在800-1200万的酰胺类阳离子聚合物,具有很强的凝聚作用,将小的絮粒凝结在一起形成更大更致密的絮体,并使聚合度和凝聚力大大增强,从而使其沉降速度和吸附效率大大提高。

为了更好地理解和实施,下面详细说明本发明。

具体实施方式

所述絮凝剂a、絮凝剂b和絮凝剂c的配制方法,具体如下:

絮凝剂a的配制:取250ml烧杯,称取0.4g膨润土、0.1g氧化石墨烯,放入烧杯中,加入100ml蒸馏水,置于磁力搅拌器上搅拌,直至完全溶解,形成5‰的改性膨润土水溶液。

絮凝剂b的配制:取250ml烧杯,称取5g聚合氯化铝,放入烧杯中,再加入95g蒸馏水,用玻璃棒搅拌使其完全溶解,配制成质量含量5%聚合氯化铝水溶液。

凝聚剂c的配制:取一个1l的胶瓶,再取500ml的烧杯,称取1g的阳离子型聚丙烯酰胺放入烧杯中,再向烧杯中加入200ml的蒸馏水并搅拌,倒入1l的胶瓶中,再加入800ml的蒸馏水,在振荡器上震荡至到聚丙烯酰胺完全溶解,即配制成质量分数为1‰的凝聚剂c的水溶液。

下面通过实施例进一步说明本发明的造纸废水处理剂的应用效果。实施例中所用的絮凝剂a、絮凝剂b和凝聚剂c是按上述配制方法配制的三种水溶液。

实施例1

在250ml烧杯中加入100ml的造纸废水水样,向烧杯中加入0.2ml的絮凝剂a快速搅拌1min,再向烧杯中加入0.3ml的絮凝剂b快速搅拌,出现小的微团后,向烧杯中加入1.5ml的凝聚剂c剂,缓慢搅拌2min,微团絮集成大的絮体,沉于烧杯底部,分离絮体后水质较清澈。造纸废水原水为codcr均值为1309.5mg/l,浊度为382ntu,经吸附絮凝处理后,codcr去除率达到69.56%,浊度去除率达到85.4%。

实施例2

在250ml烧杯中加入100ml的造纸废水水样,向烧杯中加入0.3ml的絮凝剂a快速搅拌1min,再向烧杯中加入0.3ml的絮凝剂b快速搅拌,出现小的微团后,向烧杯中加入1.5ml的凝聚剂c,缓慢搅拌2min,微团絮集成大的絮体,沉于烧杯底部,分离絮体后水质较清澈。codcr去除率达到71.72%,浊度去除率达到83.9%。

实施例3

在250ml烧杯中加入100ml的造纸废水水样,向烧杯中加入0.4ml的絮凝剂a快速搅拌1min,再向烧杯中加入0.3ml的絮凝剂b快速搅拌,出现小的微团后,向烧杯中加入1.5ml的凝聚剂c,缓慢搅拌2min,微团絮集成大的絮体,沉于烧杯底部,分离絮体后水质较清澈。codcr去除率达到72.53%,浊度去除率达到85.3%。

实施例4

在250ml烧杯中加入100ml的造纸废水水样,向烧杯中加入0.5ml的絮凝剂a快速搅拌1min,再向烧杯中加入0.3ml的絮凝剂b快速搅拌,出现小的微团后,向烧杯中加入1.5ml的凝聚剂c,缓慢搅拌2min,微团絮集成大的絮体,沉于烧杯底部,分离絮体后水质较清澈。codcr去除率达到71.04%,浊度去除率达到86.7%。

相对于现有技术,本发明的造纸废水处理剂具有如下优点:(1)本发明的造纸废水吸附处理剂,对混凝-气浮段的造纸废水处理效果好,对混凝-气浮段的codcr去除率达到72%左右,浊度去除率达到85%左右;(2)本发明的造纸废水处理剂原料来源广,价格便宜,使用本发明处理废水的价格约为0.41元/吨废水,而造纸厂所使用处理造纸废水絮凝剂的价格为0.525元/吨,可见该处理剂性价比优势明显;(3)本发明的造纸废水处理剂配制及使用工艺简单,处理效果好。

本发明并不局限于上述实施方式,如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围,倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变形。

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