申請(qǐng)日2015.07.31

　　公開(kāi)(公告)日2015.11.18

　　IPC分類(lèi)號(hào)C02F1/52; B01J20/20; C02F1/28

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種焦化廢水混凝吸附劑，其組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括：聚合氯化鋁20-50份，硫酸鋁10-50份，聚合氯化鋁亞鐵5-20份，活性炭5-20份。獲得的焦化廢水混凝吸附劑能夠有效去除焦化廢水生化出水的殘留COD和色度，達(dá)到直接或間接(熄焦)排放標(biāo)準(zhǔn)，解決了焦化廢水的生化出水COD、色度難去除，難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求的問(wèn)題。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種焦化廢水混凝吸附劑，其特征在于，其組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括：聚合氯化鋁20-50份，硫酸鋁10-50份，聚合氯化鋁亞鐵5-20份，活性炭5-20份。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化廢水混凝吸附劑，其特征在于，其組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括：聚合氯化鋁25-40份，硫酸鋁20-45份，聚合氯化鋁亞鐵10-20份，活性炭10-20份。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焦化廢水混凝吸附劑，其特征在于，其組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括：聚合氯化鋁30份，硫酸鋁40份，聚合氯化鋁亞鐵15份，活性炭15份。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的焦化廢水混凝吸附劑，其特征在于：所述活性炭為木質(zhì)活性炭，活性炭粒度為200目。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的焦化廢水混凝吸附劑，其特征在于：所述活性炭的亞甲基蘭吸附值≥200mg/g，碘吸附值≥900mg/g。

　　6.一種如權(quán)利要求1所述的焦化廢水混凝吸附劑的用途，其特征在于：所述焦化廢水混凝吸附劑用于焦化廢水的生化出水的處理。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的焦化廢水混凝吸附劑的用途，其特征在于：所述焦化廢水的生化出水COD為500~1000mg/L，所述焦化廢水混凝吸附劑的使用量為3000-8000ppm。

　　說(shuō)明書(shū)

　　焦化廢水混凝吸附劑及其用途

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種混凝吸附劑，尤其涉及一種焦化廢水混凝吸附劑，同時(shí)，本發(fā)明還涉及該焦化廢水混凝吸附劑的用途。

　　背景技術(shù)

　　焦化廢水是煤熱加工過(guò)程產(chǎn)生的，來(lái)自煉焦過(guò)程中的洗煤、熄焦、副產(chǎn)品加工和精制等環(huán)節(jié)，同時(shí)在煤氣凈化和化工產(chǎn)品回收過(guò)程中也有部分廢水產(chǎn)生。焦化廢水來(lái)源有：(1)煤高溫裂解和荒煤氣冷卻產(chǎn)生的剩余氨水廢液，此為焦化廠主要排放源，所排廢水量占全廠排放量的一半以上，其水質(zhì)復(fù)雜，組分種類(lèi)繁多且污染物濃度較高，除含有氨、氰、硫氰根等無(wú)機(jī)污染物外，還含有酚、油類(lèi)、萘、吡啶、喹啉、蒽和其它稠環(huán)芳烴化合物等，是目前較難處理的廢水之一;(2)煤氣凈化過(guò)程中煤氣終冷器和粗苯分離槽排水等，所含污染物為酚、氰及其它COD組分等，不含氨且污染物濃度相對(duì)較低;(3)煤焦油、精苯及其它工藝過(guò)程的排水，所含污染物為酚、氰及其它COD組分等，水量較少，污染物濃度較低。焦化廢水因煤質(zhì)不同、產(chǎn)品不同、生產(chǎn)工藝不同造成廢水性質(zhì)差異大，且成分復(fù)雜，含有大量難降解無(wú)機(jī)物、有機(jī)物和有毒有害物質(zhì)，其中無(wú)機(jī)物主要以銨鹽的形式存在，包括(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4HS、NH4CN、NH4(COO)NH4、(NH4)2S、NH4Cl、(NH4)2SO4、NH4SCN、(NH4)2S2O3、NH4Fe(CN)3等;有機(jī)物以酚類(lèi)化合物為主，包括苯酚、酚的同系物及萘、蒽等多環(huán)類(lèi)化合物，另外還有二氮雜苯、氮雜苊、吡啶、喹啉、吲哚等雜環(huán)類(lèi)化合物。焦化廢水經(jīng)生化處理后，雖然出水中酚、氰、BOD基本能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，可是出水仍然含有大量有機(jī)化合物，而且生化出水中的COD都是大分子難降解物質(zhì)，主要是多環(huán)芳烴、雜環(huán)芳烴，B/C比由生化前0.5-0.6降低至0.3以下，而B(niǎo)/C比在0.3以下就認(rèn)為是不可生物降解的;除烷烴類(lèi)外，許多有機(jī)物含有烯鍵、羧基、酰胺基、磺酰胺基和硝基等生色團(tuán)，并且含有-NH2、-NHR、-NR2、-OR、-OH和-SH等助色團(tuán)，它們相互作用造成生化出水色度仍然很高;此外，這些基團(tuán)又都是極性的，使出水中有機(jī)物易溶于水，在水中發(fā)生高度的分散作用，從而生成難于脫色的水溶液或膠體溶液，致使色度及COD含量一般難以滿足排放要求。目前焦化廠執(zhí)行煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB16171-2012要求直接排放COD小于100mg/L，間接排放COD小于150mg/L，一般焦化廠正常情況下二級(jí)生化處理通常COD在200~500mg/L，但實(shí)際運(yùn)行中往往進(jìn)水水質(zhì)差，其COD超出要求范圍，造成生化出水COD達(dá)到500~1000mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到排放要求，必須進(jìn)行再處理。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種用于處理焦化廢水生化出水的焦化廢水混凝吸附劑。

　　為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的焦化廢水混凝吸附劑，其組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括：聚合氯化鋁20-50份，硫酸鋁10-50份，聚合氯化鋁亞鐵5-20份，活性炭5-20份。

　　聚合氯化鋁用于吸附、凝聚廢水中造成高COD的物質(zhì)，硫酸鋁用于吸附、交聯(lián)廢水中的大分子物質(zhì)如苯系物、苯并芘、多環(huán)芳烴等，聚合氯化鋁亞鐵用于絡(luò)合廢水中的硫化物、氰化物，活性炭用于吸附廢水中1.5nm以下的懸浮顆粒和顯色因子，上述組分在焦化廢水中吸附、絡(luò)合各種雜質(zhì)的同時(shí)，因聚合氯化鋁亞鐵中的Fe2+具有與Al3+共聚的特性會(huì)不斷與聚合氯化鋁、硫酸鋁中的Al3+進(jìn)行吸附、碰撞，破壞焦化廢水在吸附處理過(guò)程中的價(jià)電平衡，利于聚合氯化鋁、硫酸鋁和聚合氯化鋁亞鐵這些鋁鹽混凝劑的網(wǎng)捕沉降，再加之聚合氯化鋁亞鐵因Fe2+與Al3+形成的共聚物具有枝杈粗短緊實(shí)且規(guī)整的形態(tài)，使得鋁鹽混凝劑在沉降過(guò)程易形成緊實(shí)的塊狀絮體，加快沉降速度，而且在沉降過(guò)程極易網(wǎng)捕懸浮的活性炭顆粒，從而有效去除焦化廢水的COD，降低色度。混凝吸附劑中各組分對(duì)雜質(zhì)的作用充分結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)焦化廢水的快速、高效處理。

　　作為對(duì)上述方式的限定，其組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括：聚合氯化鋁25-40份，硫酸鋁20-45份，聚合氯化鋁亞鐵10-20份，活性炭10-20份。

　　作為對(duì)上述方式的限定，其組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括：聚合氯化鋁30份，硫酸鋁40份，聚合氯化鋁亞鐵15份，活性炭15份。

　　作為對(duì)上述方式的限定，所述活性炭為木質(zhì)活性炭，活性炭粒度為200目。

　　活性炭粒度過(guò)大，吸附性能差;粒度過(guò)小，沉降性能差;限定活性炭粒度，要求活性炭顆粒至少90%達(dá)到200目，使混凝吸附劑的處理效果最優(yōu)。

　　作為對(duì)上述方式的限定，所述活性炭的亞甲基蘭吸附值≥200mg/g，碘吸附值≥900mg/g。

　　亞甲基蘭吸附值越高活性炭的脫色能力越強(qiáng)，碘吸附值越高活性炭對(duì)小分子物質(zhì)的吸附去除能力越強(qiáng)。

　　同時(shí)，本發(fā)明的焦化廢水混凝吸附劑的用途是用于焦化廢水的生化出水的處理。

　　將本發(fā)明的焦化廢水混凝吸附劑加入到焦化廢水的生化出水中，在pH7.0-9.0的水質(zhì)環(huán)境下，聚合氯化鋁水解形成[AlO4Al12(OH)24]7+和[Al30O8(OH)56(H2O)24]18+的結(jié)構(gòu)形態(tài)，通過(guò)吸附電中和與架橋作用，凝聚生化出水中高COD物質(zhì);硫酸鋁水解形成以Al13(OH)345+為主的結(jié)構(gòu)形態(tài)，通過(guò)價(jià)電配位結(jié)合及靜電吸附作用，交聯(lián)生化出水中的苯系物、苯并芘、多環(huán)芳烴等大分子雜質(zhì);活性炭吸附生化出水中輕質(zhì)、細(xì)小的懸浮顆粒及顯色因子;聚合氯化鋁亞鐵水解形成Fe-OH-Al結(jié)構(gòu)，一方面絡(luò)合焦化廢水中難降解的硫化物、氰化物形成膠束團(tuán)，另一方面Fe2+因電荷特性，與聚合氯化鋁、硫酸鋁的Al3+相互吸引、碰撞，破壞體系的電荷平衡，使鋁鹽混凝劑利于沉降，沉降的同時(shí)由于聚合氯化鋁亞鐵的共聚物結(jié)構(gòu)特性即共聚物枝杈粗短緊實(shí)且形態(tài)規(guī)整，使得鋁鹽混凝劑在沉降過(guò)程易形成緊實(shí)的塊狀絮體，加快沉降速度，而且在沉降過(guò)程極易網(wǎng)捕懸浮的活性炭顆粒，從而有效去除焦化廢水中的COD，降低色度。混凝吸附劑中各組分對(duì)雜質(zhì)的作用充分結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生化出水中難降解、難沉降污染物的高效去除，處理后的生化出水，能夠快速澄清，滿足直接或間接(熄焦)排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　作為對(duì)上述方式的限定，所述焦化廢水的生化出水COD為500~1000mg/L，所述焦化廢水混凝吸附劑的使用量為3000-8000ppm。

　　綜上所述，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，獲得的焦化廢水混凝吸附劑能夠有效去除焦化廢水生化出水的高COD和色度，在使用3000-8000ppm時(shí)能將焦化廢水的生化出水COD降至100mg/L或150mg/L以?xún)?nèi)，達(dá)到直接或間接(熄焦)排放標(biāo)準(zhǔn)，色度降至50倍或80倍以?xún)?nèi)，滿足一級(jí)或二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，解決了焦化廢水的生化出水COD高、色度難去除，難以達(dá)到直接排放或熄焦標(biāo)準(zhǔn)要求的問(wèn)題。

　　具體實(shí)施方式

　　實(shí)施例一

　　本實(shí)施例涉及一組焦化廢水混凝吸附劑，其組分配方如下表所示：

　　實(shí)施例1.1-1.4為本發(fā)明所述的焦化廢水混凝吸附劑，實(shí)施例1.5-1.7為組分配比不在本發(fā)明范圍內(nèi)的混凝吸附劑，用于與實(shí)施例1.1-1.4進(jìn)行效果對(duì)比。本發(fā)明所述的焦化廢水混凝吸附劑為固體產(chǎn)品，將各組分物質(zhì)稱(chēng)取后，混勻，即得焦化廢水混凝吸附劑。

　　實(shí)施例二

　　本實(shí)施例涉及實(shí)施例一中的混凝吸附劑用于焦化廢水生化出水的處理效果實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)操作如下：取某焦化廠的生化出水(其COD:820mg/L，色度：160倍)，在攪拌或曝氣狀態(tài)下加入3000-8000ppm的焦化廢水混凝吸附劑，保持?jǐn)嚢杌蚱貧?5-20min后，靜置沉降1h，取上清液測(cè)定COD及色度，結(jié)果如下表：

　　由上表試驗(yàn)結(jié)果可見(jiàn)，焦化廢水的生化出水經(jīng)本發(fā)明的混凝吸附劑再處理后COD降至100mg/L或150mg/L以?xún)?nèi)，可以直接排放或熄焦，色度降至50倍或80倍以?xún)?nèi)，滿足一級(jí)或二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的焦化廢水混凝吸附劑中以聚合氯化鋁30g、硫酸鋁40g、聚合氯化鋁亞鐵15g、活性炭15g構(gòu)成的混凝吸附劑最佳，對(duì)焦化廢水生化出水的處理效果最好。

　　實(shí)施例三

　　本實(shí)施例涉及活性炭性能對(duì)焦化廢水混凝吸附劑使用效果的影響，按實(shí)施例1.1的組成配制混凝吸附劑，不同之處在于采用的活性炭性能不同，如下表所示：

　　由上表實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見(jiàn)，混凝吸附劑對(duì)COD和色度的去除效果受活性炭粒度、亞甲基藍(lán)吸附值、碘吸附值的影響，當(dāng)活性炭粒度為200目，處理效果最佳，粒度過(guò)大，吸附性能差，粒度過(guò)小，沉降性能差;當(dāng)活性炭亞甲基藍(lán)吸附值低于200mg/g，碘吸附值低于900mg/g時(shí)，對(duì)COD和色度的去除效果稍差，當(dāng)亞甲基藍(lán)吸附值高于200mg/g，碘吸附值高于900mg/g時(shí)，處理效果有所增加，但經(jīng)濟(jì)成本也相應(yīng)增加，因此根據(jù)實(shí)際處理情況選擇亞甲基蘭吸附值≥200mg/g，碘吸附值≥900mg/g。