一种用于印染废水处理的复合脱色絮凝剂的制备方法_2

文档序号:8467012阅读:来源:国知局
,保温熟化3~4小时,即得粘稠的红色或橙红色印染废水复合 脱色絮凝剂。
[0013] 进一步,步骤(1)中的酸洗废水为钢铁酸洗废水,其主要成分为:总铁浓度为 2. 45 ~2. 65mol/L,亚铁浓度为 2. 25 ~2. 54mol/L,H+浓度为 0? 95 ~1. 25mol/L。
[0014] 进一步,步骤(1)中的含铝废渣为铝材加工含铝废渣,即铝材加工过程产生的废 水经碱中和得到的含铝废渣,其主要成分为:氢氧化铝的质量分数为45~55%,Cu 2+的质 量分数为〇. 005~0. 01%,Cr3+的质量分数为0. 07~0. 12%,Ni +的质量分数为0. 05~ 0? 08 %,Zn2+的质量分数为0.03~0.05%。
[0015] 进一步,步骤(1)所述的反应器优选耐酸密闭式反应器。
[0016] 进一步,步骤(2)所述的硫酸镁、硫酸锰和硫酸锌均为工业级产品,分别为七水硫 酸镁、一水硫酸锰和七水硫酸锌。
[0017] 进一步,步骤(2)所述的氯酸盐优选氯酸钠或氯酸钾。
[0018]进一步,步骤(2)所述的硅烷偶联剂优选Y_氨丙基三乙氧基硅烷、Y_缩水甘油 醚氧丙基三甲氧基硅烷或Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
[0019]进一步,步骤(3)所述的双氰胺-三乙烯四胺缩聚物,单体单元物质的量比为 n(双氰胺):n(三乙烯四胺)=2~3 : 1。
[0020] 本发明涉及一种用于印染废水处理的复合脱色絮凝剂的制备方法。采用以钢铁 酸洗废水和铝材加工含铝废渣为基本原料,先用酸洗废水加适量硫酸将含铝废渣溶解,然 后根据印染废水的特点,加入一定比例Mg 2+、Zn2+和Mn 2+,再加入氯酸盐氧化Fe2+而消耗其 中酸,从而使其中Fe3+、Al 3+等离子水解聚合,同时Mg 2+、Zn2+和Mn 2+等离子也部分参与到 Fe3+、A13+形成的大分子网络中,再通过加入适量的硅烷偶联剂进行水解调聚,最后加入双 氰胺-三乙烯四胺缩聚物,进一步调节絮凝剂的分子形态和聚集体颗粒,生成分子聚集体 大、各成分相互协同作用的印染废水复合脱色絮凝剂技术方案。
[0021] 相比现有技术,本发明具有如下有益效果:
[0022] (1)本发明根据印染废水中污染物的结构特点,有针对性地选择添加与污染物有 较强作用或能有效破坏污染物稳定结构体系的成分,构成了以Fe 3+(或Fe2+)、Al3+和Mg2+为 主体,Zn 2+、Mn2+和双氰胺-三乙烯四胺缩聚物为辅助成分的高效复合脱色絮凝剂。其中各 成分可充分发挥各自的优势并通过协同作用,大大提高了对污染物的去除效果,其中Fe 3+ 和Al3+主要产生带有较高正电荷的Fe、A1的羟基(氧)聚阳离子,中和、压缩和破坏颗粒 (胶粒)的双电层结构,使之脱稳而絮凝;另外加入的Mg 2+、Zn2+、Mn2+、双氰胺-三乙烯四胺 缩聚物和原料中原有的Fe 2+、Cr3+、Cu2+等离子则可与废水中染料污染成分的基团发生反应 生成水溶性低的物质,或改变废水体系的电性质,破坏原有稳定结构,促使污染成分发生吸 附、络合等反应,使污染物分子缔合或与之形成大分子络合物,降低染料的亲水性从而使之 转为胶体性质的体系而易于被Fe、Al的羟基(氧)聚阳离子絮凝除去,而这些离子也随絮 体一起被去除,因此,本发明产品对各种印染废水具有优异的脱色、去C0D和除浊效果,使 用本发明的产品只需经絮凝一步即可同时实现脱色、去C0D和除浊的目的,达到《纺织染整 工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)的标准,且简化了处理工艺,降低了处理成本。虽 然产品中含有211 2+、11112+、&3+、(:112+等重金属离子,但由于其参与了脱色絮凝过程,促进了脱 色絮凝,一起随絮体分离出来,因此,不会在处理水中带来新的污染物。
[0023] (2)本发明可方便地根据污染物的结构特点来调整复合脱色絮凝剂的组分而生 成各种更具针对性和优良性能的特色絮凝剂,对常见的印染废水都具有优异的脱色絮凝效 果,因此,适用范围广。
[0024] (3)本发明通过加入硅烷偶联剂进行调聚,并加入双氰胺-三乙烯四胺缩聚物进 一步调节絮凝剂的分子形态和聚集体颗粒,有效地提高絮凝剂中Fe和A1的活性过渡性低 度聚合物和高聚态的含量,提高了絮凝剂分子聚集体的体积,从而提高了其絮凝性能,一般 絮凝过程中可少加甚至不加助凝剂。
[0025] (4)本发明采用加入硅烷偶联剂进行调聚,将含硅基团引入到Fe3+、Al 3+的分子网 络中,不仅有利于提高絮凝剂分子聚集体体积,而且在制备过程不易析出含硅沉淀物,产物 更稳定,克服了传统方法通过加入硅酸钠引入硅酸根存在容易析出硅酸沉淀、产物不稳定 等缺点。
[0026] (5)本发明加入双氰胺-三乙烯四胺缩聚物,不仅能调节絮凝剂的分子形态和聚 集体颗粒,而且其上所带正电荷和丰富的一NH 2、一NH一、=N+H2、一〇}順2和一0H等可与 染料分子上的活性基团反应、缔合,提高了对接近真溶液状态的难去除污染物的去除效果。
[0027] (6)本发明以钢铁酸洗废水和铝材加工含铝废渣为基本原料,大大降低了制造成 本,而且为这两种工业废弃物提供了有效的处理方法和出路,实现其资源化利用,达到了变 废为宝的目的,具有显著的环境、经济和社会效益。
[0028] (7)本发明的制备方法,工艺流程简单,操作条件温和,易于控制,而且不需要特殊 或复杂的设备,投资省,便于普及推广和实现工业化,因此,具有广阔的推广应用价值。
[0029] (8)本发明的产品适用范围较广,适合于各种印染废水的处理。
【附图说明】
[0030] 图1为本发明的制备工艺流程框图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
[0032] 本发明的制备工艺流程框图如图1所示。
[0033] 实施例1~10为印染废水复合脱色絮凝剂的制备实例,实施例11~12为印染废 水复合脱色絮凝剂的应用实例。
[0034] 实施例1~4中钢铁酸洗废水的成分含量为:总铁浓度为2. 45mol/L,亚铁浓度为 2. 25mol/L,H+浓度为1. 24mol/L,密度P = 1. 19g/cm3;含铝废渣各成分的含量为:氢氧化 铝的质量分数为55%,Cu2+的质量分数为0. 01 %,Cr 3+的质量分数为0. 12%,Ni 2+的质量分 数为0.05%,Zn2+的质量分数为0.03%。
[0035] 实施例5~7中钢铁酸洗废水的成分含量为:总铁浓度为2. 56mol/L,亚铁浓度为 2. 34mol/L,H+浓度为1. 12mol/L,密度P = 1. 28g/cm3;含铝废渣各成分的含量为:氢氧化 铝的质量分数为49. 6%,Cu2+的质量分数为0. 007%,Cr 3+的质量分数为0. 09%,Ni 2+的质 量分数为〇. 065%,Zn2+的质量分数为0. 042%。
[0036] 实施例8~10中钢铁酸洗废水的成分含量为:总铁浓度为2. 65mol/L,亚铁浓度 为2. 54m〇l/L,H+浓度为0. 95mol/L,密度P= 1. 33g/cm3;含铝废渣各成分含量为:氢氧化 铝的质量分数为45%,Cu2+的质量分数为0. 005%,Cr3+的质量分数为0. 07%,Ni2+的质量 分数为0.08%,Zn2+的质量分数为0.05%。
[0037] 实施例1
[0038] (1)将6kg钢铁酸洗废水和0? 516kg质量分数为98%的硫酸加入到10L耐酸密闭 式反应器中,再加入0. 240kg铝材加工的含铝废渣,升温至90°C搅拌至溶解,静置,上清液 转入到50L耐酸密闭式反应器中,下层含不溶解渣的液体经离心分离机离心过滤渣后再转 入该反应器中;
[0039] (2)在上述50L耐酸密闭式反应器加入11. 4kg七水硫酸镁、1. 2kg -水硫酸锰和 1. 2kg七水硫酸锌,加16L水,升温至80°C搅拌至固体物质完全溶解;然后加入200g氯酸钠 氧化水解lh后,缓慢加入135. 6g Y -氨丙基三乙氧基硅烷在70 °C下继续反应3h ;
[0040] (3)降低温度至40°C,加入855. lg双氰胺-三乙稀四胺缩聚物(单体单元物质的 量比为n(双氰胺):n(三乙烯四胺)=2 : 1),搅拌均匀,保温熟化4h,即得粘稠的橙红 色印染废水复合脱色絮凝剂,即样品A。测定样品A的成分:总Fe为0. 583mol/L、Al3+为 0? 0811mol/L、Mg2+为 2. 207mol/L、Mn2+为 0? 338mol/L、Zn2+为 0? 199mol/L、Si 为 0? 0290mol/ L、Cu2+为 0? 0180mmol/L、Ni 2+为 0? 0973mmol/L、Cr 3+为 0? 262mmol/L,密度P= 1. 37g/cm 3, 盐基度B = 8. 13%。
[0041] 实施例2
[0042] (1)将6kg钢铁酸洗废水和0? 552kg质量分数为98%的硫酸加入到10L耐酸密闭 式反应器中,再加入0. 300kg铝材加工的含铝废渣,升温至80°C搅拌至溶解,静置,上清液 转入到50L耐酸密闭式反应器中,下层含不溶解渣的液体经离心分离机离心过滤渣后再转 入该反应器中;
[0043] (2)在上述50L耐酸密闭式反应器加入7. 2kg七水硫酸
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