[发明专利]一种用于污水处理的复合混凝剂及其使用方法

说明书

本发明涉及一种废水治理，尤其是工业废水的治理方法。

传统的水处理方法中，主要有混凝法和物理吸附法。

属于化学方法的混凝法其原理是利用混凝剂中的阳离子在碱性条件下生成氢氧化物胶团，这些带电胶团在沉淀的过程中吸附水中的悬浮物而产行共沉淀，同时水中的部分有机物亦被夹裹入沉淀物中。常用的混凝剂主要有硫酸铝、硫酸铝钾(明矾)、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁等。在现有技术中，铝盐比铁盐用量大，而聚合物又比非聚合物用量大，因此，混凝剂的价格也越来越高。

传统的物理吸附法是利用活性炭(包括粉末状、颗粒状和纤维状)、分子筛、高岭土、澎润土、硅藻土等微小颗粒的蜂窝状结构所产生的巨大比表面积的吸附效应以除去水中的悬浮物和有机物质。

无论是化学混凝法还是物理吸附法都有一定的局限性，它们单独用于污水处理去除COD的能力一般都在70％左右。用于含染料废水的治理时，对某些活性染料的吸附力不够，容易发生解析现象。也就是说，某些活性染料被吸附沉降后，很快又从沉淀中游离出来，使处理水恢复原来的颜色。

总之，现有技术所使用的混凝剂、物理吸附剂在应用中都有一定的局限性，对各类废水尤其是工业废水没有通用性，去除废水中有机物质、有害金属的能力不强，而且混凝剂的价格一般都较贵。

本发明的目的是要提供一种广谱型的、高效低价的复合混凝剂及其使用方法。

本发明所依据的基本理论如下：众所周知，绝大多数有机物质，尤其是一些高分子有机物，它们都能与铁、镁、钙金属离子作用而生成有机盐。例如，钙离子可使蛋白质、植酸、葡萄糖酸、乳酸、海藻酸等等形成钙盐而沉淀。也是动物和植物体中不可缺少的元素，铁可以以成千上万种有机化合物的形式存在于自然界中。据此，我们可以在酸性条件下将铁、钙、镁、铝等金属离子混溶于待处理废水中，这些金属离子会自动地与各种有机物分子亲合配对，当它们充分接触和混合后，再将废水的PH值逐步调高至弱碱性，例如8～9，这时，废水中的上述金属离子会以两种方式形成沉淀物，一种是金属有机化合物沉淀，一种是氢氧化物沉淀。但是，这两种沉淀物又不是以完全独立的形式存在的。上述金属离子的价键都在两价以上，因此，它们在与氢氧根离子结合的同时，又可能与其他有机化合物结合在一起，从而形成碱式有机金属盐或水合物沉淀。考虑到在PH7-9甚至更高的条件下，由于氢氧化钙的溶度积较大，故废水中仍有相当一部分游离钙离子存在，此时，再加入少量碳酸钠、碳酸氢钠溶液或者通入二氧化碳气体即可使残余钙离子以溶度积更小的碳酸钙盐沉淀。这样，废水中有机物的去除与传统的凝混法就有了本质上的区别，有机物主要不是靠混凝物裹夹或因静电吸附产生共沉淀，而是本身与金属离子形成了稳定的或半稳定的化合物，也就是说，传统的混凝剂及其使用方法是分子吸附，而本发明的所提供的复合混凝剂及其使用方法是离子吸附，它比分子吸附更稳定，更完全。因此，有机物不容易从沉淀中再解析出来。

如果上述理论是正确的，那么用本发明所提供的复合混凝剂及其使用方法来处理废水，其降解COD和色度的能力就应该超过传统的凝混剂，物理吸附剂及其使用方法。对比试验已经证明了这一点。

对比试验过程如下：

取两份相同的含某些活性染料的废水，分别用本发明的复合混凝剂及其使用方法以及传统的混凝剂及其使用方法来处理，一开始，两份深色废水都很快变清，混凝物下沉。但一两分钟后，用传统的混凝剂及其使用方法处理的废水中，可见染料从沉淀中游离扩散开来，三五分钟后，上清液重新变为兰色。而用本发明所提供的复合混凝剂及其使用方法所处理的合染料废水，放置24小时未见清液变色。

本发明的自的是通过以下步骤实现的。

第一步，配制复合混凝剂，其原则是，原料来源广泛，能与大多数有机物形成稳定化合物，且价格便宜，为此，本发明所提供的复合混凝剂选择铁、钙、镁、铝的硫酸盐、氯化物、氧化物以及氢氧化物组成，同时还选择澎润土、硅藻土或炉渣作为辅助材料，共同组成复合混凝剂。

复合混凝剂可以同时含有铁、钙、镁、铝四种以上金属的化合物，也可以是其中一种金属的化合物，再加上一种或两种辅助材料组成。

下面列出复合混凝剂的组成。

七水合硫酸亚铁                0-80％

(也可用一水化合物)

氯化钙                        0-80％

氯化镁(或苦卤)                0-80％

硫酸铝                        0-80％