专利名称：一种污水处理方法
技术领域：
本发明涉及一种污水处理方法，具体地说是一种用于处理各种污水尤其是造纸中段污水的处理方法。
背景技术：
随着现代工业的发展，大量污水的排放，严重污染了人类生存的环境，因而水体污染是人类亟待解决的问题。造纸废水是水体污染的重点污染源之一，其造纸中段废水中含有大量的细纤维、树脂、色料等杂质，如排放时不加以处理会使水资源遭到严重破坏。国内外造纸废水的处理技术较多，其中使用最为广泛的是絮凝沉淀法，即利用絮凝剂将污水液体中分散的细粒固体形成絮凝物，再沉淀过滤絮凝物，达到去污目的。目前，处理造纸中段废水常使用的絮凝剂有无机絮凝剂、无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂，与无机絮凝剂相比，有机絮凝剂用量少，絮凝速度快，受共存盐类、介质及环境温度影响小，处理过程短，生成的污泥量少，但其价格昂贵，且大多絮凝剂本身或其水解、降解产物有毒，因此受到一定的限制，为克服单一絮凝剂处理污水的缺陷，人们常常使用复合絮凝剂。如CN101085687A公开一种造纸废水特效絮凝剂及其制备方法，该絮凝剂是将水玻璃、水混匀，加入液体硫酸铝，加热反应后加碳酸钠，调节适当PH值后加热反应，熟化24 h后，得产品。该方法虽然成本较低、悬浮物去除率较高，但制备工艺复杂，COD去除率低，絮体易分散。此夕卜，部分工业企业也有将聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和其他试剂配制为复合絮凝剂来处理污水，但是由于所用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的制备方法不合理，配方中各种试剂的复配使用方法欠佳，导致在去污过程中出现絮凝时间长，絮凝体保存时间短，短纤维易分散，COD去除率低的问题。
发明内容
本发明的目的就是提供一种污水处理方法，以解决现有方法处理污水时存在絮凝速度慢、絮体保存时间短、絮体抗冲击能力差、COD去除率低的问题。本发明的目的是通过以下技术方案实现的
本发明所提供的一种污水处理方法，它包括以下步骤
(i)聚合氯化铝的制备将质量比浓度为15 25%的氯化铝溶液与质量比浓度为15 25%的碳酸铵溶液按体积比为I : O. 8 I. 5混合，搅拌混匀，得聚合氯化铝，备用；
(ii)聚丙烯酰胺的制备将质量比浓度为15 25%的丙烯酰胺溶液与质量比浓度为15 25%的丙烯酸溶液按体积比为I : O. 8 I. 5混合，得混合液，在该混合液中滴加氢氧化钠溶液调节其PH值为中性，通氮气20 30 min，加入质量比浓度为15 25%的过硫酸铵溶液，摇匀，再加入质量比浓度为15 25%的亚硫酸氢钠溶液，反应后得聚丙烯酰胺；其中所述过硫酸铵溶液、亚硫酸氢钠溶液与混合液的体积比为O. 2 O. I I；
(iii)取污水，在污水中加入(i)步骤制备好的聚合氯化铝，搅拌O.5 2 min，待污水中出现细小的悬浮颗粒物后，再加入(ii)步骤制备好的聚丙烯酰胺，搅拌I 2 min，污水中出现絮凝体后静置，其中所述添加聚合氯化铝、聚丙烯酰胺与污水的体积比为O. 2
0.35 O. 03 O. 06 100。本发明(i)步骤所述的氯化铝溶液与碳酸铵溶液的优选体积比为I : I I. I。本发明(ii)步骤所述的丙烯酰胺溶液与丙烯酸溶液的优选体积比为I :0.9
1.I。本发明(ii)步骤所述的氢氧化钠溶液的质量比浓度为10%。本发明(iii)步骤所述的聚合氯化铝、聚丙烯酰胺与污水的优选体积比为O. 25
O.3 O. 04 O. 05 100。本发明提供的污水处理方法，其去污反应的机理是自制聚氯化铝在污水中存在大量带正电的聚合离子，对污水中的胶粒起吸附架桥及电中和等作用，从而使得胶体脱稳，再加入自制聚丙烯酰胺吸附架桥，使絮凝效果达到最佳状态。本发明的创新之处在于聚氯化铝和聚丙烯酰胺的制备方法，以及在污水处理使用过程中两种制剂的添加顺序及用量配比的选择，这可解决处理污水过程中存在絮凝速度慢、絮体保存时间短、COD去除率低的问题。 本发明中使用的自制聚合氯化铝和聚丙烯酰胺有很强的絮凝与助凝作用，能使造纸中段污水中的胶体粒子脱稳，并通过吸附电中和、吸附架桥等作用使污染物迅速形成絮团，其相对现有处理造纸污水絮凝剂具有絮凝速度快、絮体保存时间久、脱色率与COD去除率均可达95%以上、pH适用范围广、干湿强度好、耐高压水的冲击、短纤维不容易分散等优势，且原材料价格低廉，制备工艺简单，操作使用方便，不仅可以广泛应用于造纸中段污水处理，还可对任意生活污水及工业污水进行处理。
具体实施例方式下面实施例用于进一步详细说明本发明，但不以任何形式限制本发明。实施例I
取150 g无水氯化铝，粉碎后缓慢加入750 ml超纯水，放入溶解罐中，开动磁力搅拌器，使其充分溶解成质量比为20%的氯化铝溶液；再取碳酸铵50g，加入放入溶解罐中，加入250 ml超纯水，充分搅拌，使其充分溶解成质量比为20%的碳酸铵溶液。然后将配制好的氯化铝溶液和碳酸铵溶液按体积比为I : O. 8放入化合罐中，强烈搅拌，使两种溶液充分混合，即得到聚氯化铝，备用。取150g丙烯酰胺，缓慢加入750 ml超纯水，放入溶解罐中，开动磁力搅拌器，使其充分溶解成质量比为20%的丙烯酰胺溶液；取150 g丙烯酸，缓慢加入750ml超纯水，使其充分溶解成质量比为20%的丙烯酸溶液；取质量比为20%的丙烯酰胺溶液与质量比20%丙烯酸溶液按体积比为I : O. 8混合,得混合液,在该混合液中滴加质量比浓度为10%的氢氧化钠溶液调节溶液pH到7，然后放入聚合瓶中抽真空，通氮气20 min后，再加入质量比为20%的过硫酸铵促进剂，摇匀，再加入质量比为20%的亚硫酸氢钠溶液合成聚丙烯酰胺，从而得到聚丙烯酰胺备用；并使得加入的过硫酸铵溶液、亚硫酸氢钠溶液与上述混合液的体积比为O. 2 : O. I : I。处理污水水样时,取200 mL污水置于500 mL烧杯中，加入O. 5 ml聚氯化招后开动磁力搅拌器，调搅拌转速为100 r/min后,搅拌I min,然后加入O. 08 ml聚丙烯酰胺，搅拌I min后将水样移至500 mL的量筒中，静置。
实施例2
取150 g无水氯化铝，粉碎后缓慢加入750 ml超纯水，放入溶解罐中，开动磁力搅拌器，使其充分溶解成质量比为20%的氯化铝溶液；再取碳酸铵50g，加入放入溶解罐中，加入250ml超纯水，充分搅拌，使其充分溶解成质量比为20%的碳酸铵溶液。然后将配制好的氯化铝溶液和碳酸铵溶液按体积比为I : I. 5放入化合罐中，强烈搅拌，使两种溶液充分混合，即得到聚氯化铝，备用。取150g丙烯酰胺，缓慢加入750ml超纯水，放入溶解罐中，开动磁力搅拌器，使其充分溶解成质量比为20%的丙烯酰胺溶液；取150g丙烯酸，缓慢加入750ml超纯水，使其充分溶解成质量比为20%的丙烯酸溶液；取质量比浓度为20%的丙烯酰胺溶液与质量比浓度为20%丙烯酸溶液按体积比为I : I. 5混合，得混合液，在该混合液中滴加质量比浓度为10%的氢氧化钠溶液调节溶液pH到7，然后放入聚合瓶中抽真空，通氮气25 min后，再加入质量比为20%的过硫酸铵促进剂，摇匀，再加入质量比为20%的亚硫酸氢钠溶液合成聚丙烯酰胺，从而得到聚丙烯酰胺备用，并使得加入的过硫酸铵溶液、亚硫酸氢钠溶液与上述混合液的体积比为O. 2 : O. I : I。处理污水水样时，取200 mL污水置于500 mL烧杯中，加入O. 6 ml聚氯化铝后开动磁力搅拌器，调搅拌转速为100 r/min后,搅拌O. 5 min,然后加入O. I ml聚丙烯酰胺，搅拌I. 5 min后将水样移至500 mL的量筒中，静置。实施例3
取150 g无水氯化铝，粉碎后缓慢加入750 ml超纯水，放入溶解罐中，开动磁力搅拌器，使其充分溶解成质量比为20%的氯化铝溶液；再取碳酸铵50g，加入放入溶解罐中，加入250ml超纯水，充分搅拌，使其充分溶解成质量比为20%的碳酸铵溶液。然后将配制好的氯化铝溶液和碳酸铵溶液按体积比为I : I放入化合罐中，强烈搅拌，使两种溶液充分混合，即得到聚氯化铝，备用。取150g丙烯酰胺，缓慢加入750ml超纯水，放入溶解罐中，开动磁力搅拌器，使其充分溶解成质量比为20%的丙烯酰胺溶液；取150g丙烯酸，缓慢加入750ml超纯水，使其充分溶解成质量比为20%的丙烯酸溶液；取质量比浓度为20%的丙烯酰胺溶液与质量比浓度为20%丙烯酸溶液按体积比为I : I混合，得混合液，在该混合液中滴加质量比浓度为10%的氢氧化钠溶液调节溶液pH到7，然后放入聚合瓶中抽真空，通氮气30 min后，再加入质量比浓度为20%的过硫酸铵促进剂，摇匀，再加入质量比浓度为20%的亚硫酸氢钠溶液合成聚丙烯酰胺，从而得聚丙烯酰胺备用，并使得加入的过硫酸铵溶液、亚硫酸氢钠溶液与上述混合液的体积比为0.2 O. I I。处理污水水样时,取200 mL污水置于500 mL烧杯中，加入O. 4 ml聚氯化招后开动磁力搅拌器，调搅拌转速为100 r/min后,搅拌2. O min,然后加入O. 06 ml聚丙烯酰胺，搅拌2 min后将水样移至500 mL量筒中，静置。实施例4
取120 g无水氯化铝，粉碎后缓慢加入800 ml超纯水，放入溶解罐中，开动磁力搅拌器，使其充分溶解成质量比浓度为15%的氯化铝溶液；再取碳酸铵45 g，加入放入溶解罐中，加入300 ml超纯水，充分搅拌，使其充分溶解成质量比浓度为15%的碳酸铵溶液。然后将配制好的氯化铝溶液和碳酸铵溶液按体积比为I : I. I放入化合罐中，强烈搅拌，使两种溶液充分混合，即得到聚氯化铝，备用。取120 g丙烯酰胺，缓慢加入800 ml超纯水，放入溶解罐中，开动磁力搅拌器，使其充分溶解成质量比为15%的丙烯酰胺溶液；取120 g丙烯、酸，缓慢加入800 ml超纯水，使其充分溶解成质量比浓度为15%的丙烯酸溶液；取质量比浓度为15%的丙烯酰胺溶液与质量比浓度为15%丙烯酸溶液按体积比为I : O. 9混合，得混合液，在该混合液中滴加质量比浓度为10%的氢氧化钠溶液调节溶液pH到7，然后放入聚合瓶中抽真空，通氮气25 min后，再加入质量比浓度为15%的过硫酸铵促进剂，摇匀，再加入质量比浓度为15%的亚硫酸氢钠溶液合成聚丙烯酰胺，从而得到聚丙烯酰胺备用，并使得加入的过硫酸铵溶液、亚硫酸氢钠溶液与上述混合液的体积比为O. 2 : O. I : I。处理污水水样时,取200 mL污水置于500 mL烧杯中，加入O. 5 ml聚氯化招后开动磁力搅拌器，调搅拌转速为100 r/min后,搅拌I. 5 min,然后加入O. 11 ml聚丙烯酰胺，搅拌I. 5 min后将水样移至500mL量筒中，静置。实施例5
取150 g无水氯化铝，粉碎后缓慢加入600 ml超纯水，放入溶解罐中，开动磁力搅拌器，使其充分溶解成质量比浓度为25%的氯化铝溶液；再取碳酸铵50g，加入放入溶解罐中，加入200ml超纯水，充分搅拌，使其充分溶解成质量比浓度为25%的碳酸铵溶液。然后将配制好的氯化铝溶液和碳酸铵溶液按体积比为I : I放入化合罐中，强烈搅拌，使两种溶液充分混合，即得到聚氯化铝，备用。取150 g丙烯酰胺，缓慢加入600 ml超纯水，放入溶解罐中，开动磁力搅拌器，使其充分溶解成质量比浓度为25%的丙烯酰胺溶液；取150g丙烯酸，缓慢加入600ml超纯水，使其充分溶解成质量比为25%的丙烯酸溶液；取质量比浓度为25%的丙烯酰胺溶液与质量比浓度为25%的丙烯酸溶液按体积比为I : O. 9混合，得混合液，在该混合液中滴加质量比浓度为10%的氢氧化钠溶液调节溶液pH到7，然后放入聚合瓶中抽真空，通氮气20 min后，再加入质量比浓度为25%的过硫酸铵促进剂，摇匀，再加入质量比浓度为25%的亚硫酸氢钠溶液合成聚丙烯酰胺，从而得到聚丙烯酰胺备用，并使得加入的过硫酸铵溶液、亚硫酸氢钠溶液与上述混合液的体积比为O. 2 O. I I。处理污水水样时,取200 mL污水置于500 mL烧杯中，加入O. 7 ml聚氯化招后开动磁力搅拌器，调搅拌转速为100 r/min后,搅拌I. 5 min,然后加入O. 12 ml聚丙烯酰胺，搅拌I min后将水样移至500 mL量筒中，静置。对比例I
配制以下质量比浓度的水溶液5%的聚合氯化铝溶液(PAC)，10%的聚丙烯酰胺改良I型(PAM- I )，10%的聚丙烯酰胺改良II型(PAM- II )。处理污水时，取200 1^污水置于50011^烧杯中，加入5.0 ml PAC后，开动磁力搅拌器，调搅拌转速为100 r/min后,搅拌I min,然后加入4. 5 ml PAM- I ,搅拌I min后加Λ 3. 5 ml PAM- II，搅拌I min后将水样移至500 mL量筒中，静置。PAC、PAM- I和PAM- II来自于河南巩义固体絮凝剂。实施例6本发明具体实施例的检测方法
(1)透光度检测采用分光光度法一722型分光光度计；
(2)COD去除率重铬酸钾法；
(3)絮体抗冲击强度系数将沉降层和上浮层的固体悬浮物收集，并烘干、称重；按以下公式计算
絮体抗冲击强度系数/(=沉降层固体悬浮物的质量W1/ (上浮层固体悬浮物的质量W2+沉降层固体悬浮物的质量W1)检测结果详见表I
表I絮凝剂去污性能检测
权利要求
1.一种污水处理方法，其特征在于包括以下步骤(i)聚合氯化铝的制备将质量比浓度为15 25%的氯化铝溶液与质量比浓度为15 25%的碳酸铵溶液按体积比为I : O. 8 I. 5混合，搅拌，得聚合氯化铝，备用；(ii)聚丙烯酰胺的制备将质量比浓度为15 25%的丙烯酰胺溶液与质量比浓度为15 25%的丙烯酸溶液按体积比为I : O. 8 I. 5混合，得混合液，在混合液中滴加氢氧化钠溶液调节其PH值为中性，通氮气20 30 min，加入质量比浓度为15 25%的过硫酸铵溶液，摇匀，再加入质量比浓度为15 25%的亚硫酸氢钠溶液，反应后得聚丙烯酰胺；其中所述过硫酸铵溶液、亚硫酸氢钠溶液与混合液的体积比为O. 2 O. I I；(iii)取污水，在污水中加入(i)步骤制备好的聚合氯化铝，搅拌O.5 2 min，待污水中出现细小的悬浮颗粒物后，再加入(ii)步骤制备好的聚丙烯酰胺，搅拌I 2 min，污水中出现絮凝体后静置，其中所述聚合氯化铝、聚丙烯酰胺与污水的体积比为O. 2 O. 35 O.03 O. 06 100。
2.根据权利要求I所述的污水处理方法，其特征在于(i)步骤所述的氯化铝溶液与碳酸铵溶液按体积比为I : I I. I混合。
3.根据权利要求I所述的污水处理方法，其特征在于(ii)步骤所述的丙烯酰胺溶液与丙烯酸溶液按体积比为I : O. 9 I. I混合。
4.根据权利要求I所述的污水处理方法，其特征在于(ii)步骤所述的氢氧化钠溶液的质量比浓度为10%。
5.根据权利要求I所述的污水处理方法，其特征在于(iii)步骤所述的聚合氯化铝、聚丙烯酰胺与污水的体积比为O. 25 O. 3 O. 04 O. 05 100。
全文摘要
本发明公开了一种污水处理方法，包括以下步骤(i)将氯化铝溶液与碳酸铵溶液混合，搅拌混匀，得聚合氯化铝，备用；(ii)将丙烯酰胺溶液与丙烯酸溶液混合，在该混合液中滴加氢氧化钠溶液调节其pH值为中性，通氮气，加入过硫酸铵溶液，摇匀，再加入亚硫酸氢钠溶液，反应后得聚丙烯酰胺，备用；(iii)取污水，在污水中加入上述聚合氯化铝，搅拌，待污水中出现细小的悬浮颗粒物后，再加入上述聚丙烯酰胺，搅拌，污水中出现絮凝体后静置。本发明所提供的污水处理方法具有絮凝时间短、絮体保存时间久、絮体抗冲击强度大、COD去除率高以及脱色效果好的特性，可广泛应用于各种污水处理，尤其是造纸中段污水处理。
文档编号C02F1/52GK102633335SQ20121011674
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月20日 优先权日2012年4月20日
发明者刘志强, 刘铁, 李庆, 苗欣宇 申请人:河北大学