一种去除水中高浓度悬浮物的方法与流程

本发明属于水处理，具体涉及一种去除水中高浓度悬浮物的方法。

背景技术：

1、洗煤废水是湿式洗煤时排出的废水，洗煤方法分为湿式洗煤和干式洗煤两种，湿式洗煤时每吨煤用水量为2-8m3。生成的废水中主要含有粒径小于50μm的悬浮物，废水主要成分为微煤粉、砂、粘土、页粉岩等，其主要特点是浊度高，固体物粒度细，固体颗粒表面多带负电荷，同性电荷间的斥力使这些微粒在水中保持分散状态，受重力和布朗运动的影响；由于煤泥水中固体颗粒界面之间的相互作用（如吸附、溶解、化合等），使洗煤废水的性质相当复杂，不仅具有悬浮液的性质，还具有胶体的性质。由于上述原因，洗煤废水很难自然澄清。现在洗煤废水处理方法一般多采用凝聚沉淀或气浮法等，但是这类废水经沉淀后上清液仍是带有大量煤泥等悬浮物的黑色液体，其中含有选煤加工过程中的各种添加剂和重金属等。针对上述问题，本发明选用适合的工艺去除洗煤废水中悬浮物和有机物，降低洗煤废水对环境的污染，推进煤炭行业的绿色发展。本发明提出了一种去除洗煤废水中悬浮物和有机物的方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。本发明的目的是针对洗煤废水中特别难以自然沉降和絮凝沉降的悬浮颗粒物和难以生物降解的有机药剂等污染物，采用了微纳米曝气、纳米絮凝剂及臭氧催化氧化工艺联合深度处理，对洗煤废水的悬浮颗粒物和有机物进行去除。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种去除水中高浓度悬浮物的方法，该方法具有良好的cod去除效果、悬浮物去除效果及重金属离子去除效果。

2、本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

3、一种去除水中高浓度悬浮物的方法，包括：

4、1）将废水通入气浮池，在气浮池中采用微纳米曝气法产生气泡；

5、2）将混凝剂和絮凝剂加入废水中，然后进入混凝沉淀池；

6、3）再进入ph调节池调节ph；

7、4）进入臭氧催化氧化塔进行催化氧化处理；

8、5）对出水进行检测，然后进行排放或回流。

9、本发明在微纳米曝气过程中可去除大部分有机油脂类污染物，在絮凝阶段采用了微纳米混凝剂对难以沉降的颗粒物进行了去除，后续的臭氧反应器又对洗煤废水中的可溶性有机物进行了催化氧化降解去除，整套工艺可去除洗煤废水中的绝对部分悬浮颗粒物和有机物，基本可满足工厂会用的要求，大大降低了洗煤废水造成的环境污染。

10、具体地，上述去除水中高浓度悬浮物的方法，包括以下步骤：

11、1）将废水通入气浮池，废水在气浮池中采用微纳米曝气法产生直径在5-40μm的气泡，废水在气浮池中的水力停留时间8~35min；

12、2）将混凝剂和絮凝剂加入废水中，然后进入混凝沉淀池，废水在混凝沉淀池中的水力停留时间5~20min；

13、3）再进入ph调节池，先进入ph粗调池，粗调池中加入硫酸和/或氢氧化钠控制出水ph值在7.5~8.4，废水在粗调池中停留的时间是3~15min；然后进入ph精调池，精调池中再次加入硫酸和/或氢氧化钠控制出水ph值在7.9~8.1，废水在精调池中停留的时间是5-15min；

14、4）进入臭氧催化氧化塔，废水在臭氧催化氧化塔的水力停留时间为20~80min；臭氧投加量为200~650mg/l，臭氧催化氧化塔中装填有分子筛负载臭氧催化剂，填装密度为80~370g/l；

15、5）对出水进行检测，如达到排放或回用标准，则排放或回用，如未能达到标准，则回流再次进行处理直到达标。

16、优选地，上述混凝剂为纳米混凝剂。

17、优选地，上述混凝剂的用量为60~350mg/l。

18、优选地，上述混凝剂包含稀土元素铈、铝系絮凝剂及活性炭。

19、优选地，上述铝系絮凝剂与活性炭的质量比为：1:0.8-1.3；活性炭与稀土元素铈的质量比为：1:0.0001-0.0003。

20、优选地，上述活性炭的粒径为200-400目。

21、优选地，上述絮凝剂包含阴离子聚丙烯酰胺衍生物。

22、优选地，上述阴离子聚丙烯酰胺衍生物的用量为0.5~10mg/l。

23、本发明还公开了一种阴离子聚丙烯酰胺衍生物的制备方法，包括：采用阴离子聚丙烯酰胺与甲醛发生羟甲基化反应，然后再与4-甲磺酰基苯肼盐酸盐发生脱水缩合反应，制得阴离子聚丙烯酰胺衍生物。

24、本发明提供了一种阴离子聚丙烯酰胺衍生物的制备方法，采用4-甲磺酰基苯肼盐酸盐作为改性剂，与羟甲基化的阴离子聚丙烯酰胺发生脱水缩合反应，制得的阴离子聚丙烯酰胺衍生物用于废水处理中，具有良好的cod去除效果、悬浮物去除效果及重金属离子去除效果。

25、具体地，上述阴离子聚丙烯酰胺衍生物的制备方法，包括以下步骤：

26、将阴离子聚丙烯酰胺加入到去离子水（两者的质量体积比为：1g:90-100ml）中，室温搅拌溶解后，采用浓度为20-25wt%的氢氧化钠水溶液和/或浓度为30-35wt%的盐酸溶液调节ph至7.5-8，然后加入浓度为30-40wt%的甲醛水溶液，在25-30℃反应2.5-5h，然后在氮气氛围下，加入4-甲磺酰基苯肼盐酸盐，在75-90℃反应8-13h，蒸馏水洗涤4-8次，冷冻干燥，获得阴离子聚丙烯酰胺衍生物。

27、优选地，上述阴离子聚丙烯酰胺与甲醛水溶液的质量体积比为：1g:2.5-4ml；阴离子聚丙烯酰胺与4-甲磺酰基苯肼盐酸盐的质量摩尔比为：1g:0.004-0.006mol。

28、本发明还公开了上述制备方法制得的阴离子聚丙烯酰胺衍生物在废水处理中的应用。

29、本发明还公开了上述制备方法制得的阴离子聚丙烯酰胺衍生物在去除洗煤废水中悬浮物和有机物中的应用。

30、本发明还公开了一种分子筛负载臭氧催化剂的制备方法，包括：

31、步骤一、将分子筛浸泡在硫酸水溶液中进行活化，获得活化后的分子筛；

32、步骤二、制备硝酸亚铁溶胶催化剂；

33、步骤三、将活化后的分子筛浸渍到硝酸亚铁溶胶中，获得浸渍后的分子筛；

34、步骤四、将浸渍后的分子筛焙烧处理，获得分子筛负载臭氧催化剂。

35、具体地，上述分子筛负载臭氧催化剂的制备方法，包括以下步骤：

36、步骤一、分子筛活化：将3a分子筛浸泡在浓度为2~12%（v/v）的硫酸水溶液中，浸泡时间10~26h，然后在102~115℃干燥5~15h，获得活化后的分子筛；

37、步骤二、催化剂制备：在浓度为6~12%的聚乙烯吡咯烷酮水溶液中加入硝酸亚铁，静置2~8h，制备硝酸亚铁溶胶；

38、步骤三、负载：将活化后的分子筛浸渍到硝酸亚铁溶胶中，在25~38℃振荡处理10~26h，振荡速度为50~150rmp，获得浸渍后的分子筛；

39、步骤四、焙烧：将浸渍后的分子筛在102~115℃干燥10~26h，然后放入马弗炉中，以8~18℃/min升温至130~300℃，恒温焙烧2~6h，然后继续以15~35℃/min升温至350~550℃，恒温焙烧2~6h，然后自然冷却至室温，获得分子筛负载臭氧催化剂。

40、优选地，上述步骤二中，硝酸亚铁与聚乙烯吡咯烷酮水溶液的质量体积比为：1g:50-350ml。

41、优选地，上述步骤三中，活化后的分子筛与硝酸亚铁的质量比为：1:0.15-0.7。

42、本发明还公开了上述制备方法制得的分子筛负载臭氧催化剂在废水处理中的应用。

43、本发明还公开了上述制备方法制得的分子筛负载臭氧催化剂在去除洗煤废水中悬浮物和有机物中的应用。

44、另外，为进一步提升活性炭在废水处理中的用途，本发明还对活性炭进行改性处理。

45、本发明还公开了一种改性活性炭的制备方法，包括：采用硝酸对活性炭表面进行氧化处理，然后再与2-氨基噻唑-4-醇发生酯化反应，制得改性活性炭。

46、本发明提供了一种改性活性炭的制备方法，采用2-氨基噻唑-4-醇作为改性剂，与氧化处理后的活性炭发生酯化反应，制得的改性活性炭用于废水处理中，具有更优的cod去除效果、悬浮物去除效果及重金属离子去除效果。

47、具体地，上述改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：

48、将活性炭加入到浓度为30-40wt%的硝酸溶液中，在65-85℃处理1.5-3h，去离子水洗涤，过滤，干燥，获得氧化的活性炭，然后将氧化的活性炭加入到去离子水（两者的质量体积比为：1g:45-55ml）中，在75-90℃，加入2-氨基噻唑-4-醇，再加入硫酸，恒温反应0.5-2h，然后用去离子水洗涤，过滤，干燥，制得改性活性炭。

49、优选地，上述活性炭与硝酸溶液的质量体积比为：1g:8-15ml。

50、优选地，上述氧化的活性炭与2-氨基噻唑-4-醇的质量比为：1:5-10；氧化的活性炭与硫酸的质量体积比为：1g:0.5-0.8ml。

51、本发明还公开了上述制备方法制得的改性活性炭在废水处理中的应用。

52、本发明还公开了上述制备方法制得的改性活性炭在去除洗煤废水中悬浮物和有机物的应用。

53、本发明的有益效果包括：

54、本发明获得了一种去除水中高浓度悬浮物的方法，该方法在微纳米曝气过程中可去除大部分有机油脂类污染物，然后采用4-甲磺酰基苯肼盐酸盐改性制得的阴离子聚丙烯酰胺衍生物作为絮凝剂对难以沉降的颗粒物进行了去除，后续的臭氧反应器又对洗煤废水中的可溶性有机物进行了降解去除，该方法具有良好的cod去除效果、悬浮物去除效果及重金属离子去除效果；另外，本发明还采用2-氨基噻唑-4-醇改性活性炭，然后将改性活性炭用于絮凝剂中，使得该方法具有更优的cod去除效果、悬浮物去除效果及重金属离子去除效果。

55、因此，本发明提供了一种去除水中高浓度悬浮物的方法，该方法具有良好的cod去除效果、悬浮物去除效果及重金属离子去除效果。