[发明专利]一种深度处理焦化废水的聚铁基絮凝剂制备的实验方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别是涉及一种深度处理焦化废水的聚铁基高分子混凝剂。

背景技术

根据水处理剂在污水处理中的主要作用机理，国内外开发出种类繁多的絮凝剂。按其组成可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂和微生物絮凝剂3大类。无机低分子絮凝剂是最早使用的絮凝剂，已广泛用于饮用水、工业用水的净化处理及地下水、废水、污泥的脱水处理，但其用量大，残渣多、效果差，逐渐被无机高分子絮凝剂取代。无机高分子絮凝剂作为一类新型的水处理剂，是20世纪60年代在传统铝盐、铁盐的基础上发展起来的。它不仅具有低分子絮凝剂的特征，而且分子量大，具有多核络离子结构，电中和能力好，“吸附架桥”作用明显，沉降快，用量少，因此在水处理絮凝剂中所占的比例较大。

铝盐絮凝剂在絮凝过程形成的絮体大，有较好的脱色作用，但絮体松散易碎，沉降速度慢；铁盐絮凝剂在絮凝过程中形成的絮体密实，沉降速度快，但絮体较小，卷扫作用差，处理后水的色度较深。若在聚硅酸中同时引入2种金属离子(Fe³⁺、Al³⁺)，制成阳离子型聚合硅酸铁铝，再引入阴离子(SO₄^2-)，及阳性聚丙烯酰胺可制得改性的聚硅硫酸铁铝絮凝剂，这种改性的目的是引入某些高电荷离子以提高电荷的中和能力，引入羟基以增加配位络合能力，引入阳性聚丙烯酰胺可以减少药品投加量和增强吸附架桥能力从而达到改善其絮凝效果的目的。

焦化废水污染物组成复杂，浓度高，毒性大且难以降解，通常通过生化处理后还需进行深度处理。本发明絮凝剂，采用混凝沉淀法对焦化废水进行深度处理，确定絮凝剂的最佳配比。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种深度处理焦化废水的聚铁基絮凝剂制备的实验方法，确定絮凝剂各组分的比例及用于深度处理焦化废水时的添加比例。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种深度处理焦化废水的聚铁基絮凝剂制备的实验方法，具体操作步骤如下：

1)通过正交实验法确定聚合硫酸铁的最佳制备条件；

a、采用3因素3水平正交试验制备聚合硫酸铁，在烧杯中依次加入水、硫酸、硫酸亚铁、氯酸钠，通过搅拌，氧化、水解、聚合反应约2h，得到红褐色透明液体；

b、取废水水样，实验制备的聚合硫酸铁絮凝剂添加到水样中做混凝实验；

c、比较实验结果；

d、得结论：硫酸的投加量为铁摩尔数的0.4倍；最佳合成温度为40～60℃；最佳氧化剂量为与二价铁离子反应量理论值的1.1倍；

2)在聚合硫酸铁最佳条件的基础上，添加铝成分，通过混凝试验确定Fe与Al的最佳摩尔比；

a、制备不同Fe、Al摩尔比的聚合硫酸铁铝，在制备聚合硫酸铁的条件基础上添加硫酸铝，在烧杯中，依次加入硫酸亚铁、硫酸铝、水、硫酸以及氯酸钠，通入搅拌，氧化、水解、聚合反应约2h，得到红褐色透明液体；

b、取废水水样，实验制备的聚合硫酸铁铝絮凝剂添加到水样中做混凝实验；

c、比较各组聚合硫酸铁铝絮凝剂对焦化废水色度、浊度、CODcr的影响；

d、考察聚合硫酸铁铝在不同酸度下产品的稳定性和性能指标；

e、得结论：最佳铁、铝摩尔比为8:2，稀释100倍后的pH在2.30～2.40之间，维持此酸度需硫酸与铁离子摩尔比为0.35；

3)在聚合硫酸铁铝的基础上添加活化硅酸及阳性聚丙烯酰胺成分，通过混凝实验确定最佳铁铝比例；

a、制备不同(Fe+Al)：Si摩尔比的聚硅硫酸铁铝，在制备聚合硫酸铁铝的条件基础上添加硅酸钠，在聚合硫酸铝铁中加入一定量的活化硅酸及阳性聚丙烯酰胺，在50℃～60℃温度下，水浴搅拌2h，最后得到改性的红褐色液体聚硅硫酸铝铁；

b、取废水水样，实验制备的聚硅硫酸铁铝絮凝剂添加到水样中做混凝实验；

c、考察各组絮凝剂对焦化废水色度、浊度、CODcr的影响；

d、得结论：最佳(Fe+Al):Si的摩尔比30:1；

4)将聚硅硫酸铁铝应用于焦化废水的深度处理，确定絮凝剂的最佳工艺条件；

a、通过3因素3水平正交实验将制备好的聚硅硫酸铁铝絮凝剂投放到废水水样中进行混凝实验；

b、比较各组聚硅硫酸铁铝絮凝剂的投加量、pH、沉淀时间对COD_Cr、色度、浊度去除率的影响；