[发明专利]一种复合絮凝剂和处理含苯并(a)芘废水的方法及装置

说明书

本发明公开了一种复合絮凝剂、处理含苯并(a)芘废水的方法和装置。所述复合絮凝剂包括壳聚糖、聚合氯化铝和乙酸反应的产物，其中所述壳聚糖和聚合氯化铝的质量比为1:(0.01‑0.2)。本发明方法通过高效絮凝沉淀进行预处理，进而通过高级氧化有效去除废水中苯并(a)芘，实现苯并(a)芘达标排放。本发明方法和装置具有投资低和运行成本低的优势。

技术领域

本发明属于化工及环保技术领域，具体涉及一种复合絮凝剂和处理含苯并(a)芘废水的方法及装置。

背景技术

絮凝剂在废水处理过程中占有重要的地位，其可以明显降低和去除污水中的COD、色度、悬浮体等污染物，以到达国家规定的排放标准。但传统的无机絮凝剂存在适用的pH范围窄、产生絮块小等缺点。有机高分子絮凝剂虽然絮凝速度快，用量少，针对性强，适用范围广，但也存在成本高、絮凝剂单体或其水解产物有毒等缺点。

苯并(a)芘(BaP)属于多环芳烃，具有强致癌性，主要由煤炭、石油、木柴等含碳物质高温热解、环化、聚合作用而生。苯并(a)芘在废水中有严格的排放控制标准，炼化行业31570-2015标准中，苯并(a)芘排放标准规定低于0.03μg/L。因为苯并(a)芘在废水中的浓度较低，利用常规方法处理很难实现达标排放。随着国家对环保要求越来越高，含苯并(a)芘废水处理问题成为炼化等行业亟待解决的问题。

CN201610734933.2报道了一种石油化工废水的深度处理工艺，以改性淀粉、碳酸硅、氢氧化铁、聚合硫酸铁、聚硅硫酸铁、方解石粉、蛋白石粉、次氯酸钠、聚合硫酸铁钙、氢氧化钠片碱、冰醋酸、3-氧代-1-环戊烷羧酸、乙醇钾、毛果芸香碱、助凝剂配制成复合处理剂，配合相应的吸附、处理剂处理、厌氧处理、光催化氧化、次氯酸钠氧化、曝气、电絮凝和电气浮等水处理工艺，使得经处理后的废水COD、含油量、苯并(a)芘含量、色度均显著降低，能够满足环保达标的要求。但是该工艺过程复杂，向废水中加入许多助剂，成本较高，也为后续的污水铁泥处理带来困难。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种复合絮凝剂和采用所述复合絮凝剂的处理含苯并(a)芘废水的方法。本发明中聚合氯化铝和壳聚糖形成的复合絮凝剂，不仅可以去除含苯并(a)芘废水中大部分悬浮物及部分溶解态污染物，还能针对性吸附脱除苯并(a)芘，降低后续氧化过程中化学药剂的消耗量，提高处理效果。

根据第一方面，本发明提供的复合絮凝剂包括壳聚糖、聚合氯化铝和乙酸反应的产物，其中所述壳聚糖和聚合氯化铝的质量比为1:(0.01-0.2)，例如1:0.02、1:0.04、1:0.05、1:0.06、1:0.07、1:0.08、1:0.09、1:0.12、1:0.14、1:0.15、1:0.17、1:0.19以及它们之间的任意值。

在本发明的一些实施方式中，所述复合絮凝剂的制备方法包括将壳聚糖加入至乙酸溶液中混合均匀后，然后在加热搅拌条件下加入聚合硫酸铁溶液，搅拌均匀后烘干获得的粉末即为所述复合絮凝剂。

壳聚糖是性能优异的天然有机高分子物质，其为甲壳素完全或部分脱乙酰基后的产物，分子内重复单元为(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖。壳聚糖原料来源广泛，其前体甲壳素在自然界中的含量仅次于维生素，再加上其在酸性条件下独特的聚阳离子性质，使其被视为理想的水处理材料。但由于壳聚糖在水中的溶解性较差、分子量相对较小，且絮凝性能受pH值影响较大。因此，本发明中，以壳聚糖为基质材料，加入聚合氯化铝，铝离子与壳聚糖中的羟基和氨基形成配位键，使铝和壳聚糖在配位键的作用下形成粒径较大的聚集体，聚集体的粒径增加使得聚集体在水中的粘度增大，从而使絮凝后的聚集体快速沉降，提高絮凝效率。聚合氯化铝和壳聚糖形成的聚集体不仅吸附悬浮物，还能针对性吸附脱除苯并(a)芘。

根据本发明的一些优选实施方式，通过在复合絮凝剂的制备过程中加入乙酸，使得所述壳聚糖有效的溶解，能够有效控制铝和壳聚糖形成聚集体的粒径，防止聚集体粒径过大无法均匀稳定地分散在水中影响絮凝效果。