專利名稱：高效混凝劑的制備及造紙廢液處理方法
一種高效混凝劑的制備及造紙廢液處理方法，屬于廢水處理技術領域，主要用于以麥秸和/或稻草為原料的造紙過程中排放的黑液，以達到廢水回用或達標排放之目的。
為了治理中小城市和鄉鎮中眾多的以麥秸和/或稻草為原料的中小型造紙廠所排放的大量黑液造成的社會公害，世界上已有許多人都在從事這方面的研究與探索。到目前為止僅從中國專利局和歐洲專利局的公開出版物上能夠查到的相關專利技術就有(1)中國專利申請申請號86104439，名稱一種用于凈化工業廢水的復合混凝劑及其制法和用途，該劑用硼泥和無機酸通過浸析反應而制得，其中含有鎂鐵、鋁鹽，可直接用于凈化處理PH＞9的印染、造紙廢水;(2)中國專利申請，申請號89105789.7，名稱一種混凝劑配制方法，是用工業FeSO4、7H2O、工業ZnCl2活性炭或煙煤粉混合配制的;(3)中國專利申請，申請號89107711.1，名稱造紙黑液處理系統，本系統為采用超濾、電滲析、生物處理三者有機地結合，具有交互作用的連續處理系統;(4)中國專利申請，申請號89105236.4，名稱造紙廢水回收再用方法，該法是先向廢水加入電石泥或石灰，再用鹵塊或鹵水或海水等凝聚劑處理，接著再向所得上清液1通入空氣和煙道氣，固液分離后，再將所得的上清液2用羥甲基纖維素鈉和硫酸鋁處理，最后讓所得上清液3通過活性炭吸附床;(5)歐洲專利NO169430，名稱帶色廢水的澄清，用氧化鋁廢渣為絮凝劑，但無詳細制備工藝，為此可以認為是用這種酸化了的廢渣原渣。
上列所查到的已知技術，有的只能處理特定的廢水，(1)僅能凈化PH＞9的印染、造紙廢水;有的在處理過程中需要曝氣氧化，如(2);有的所需設備多，工序復雜，所加的化學藥品價格高，整體治理工程造價高，運行費用大，廢水排放量大的中小廠家負擔不起，如上述(3)和(4);而國外的即(5)僅用于處理紡織工業廢水，且產生的污泥后處理工序繁雜，清除污泥工作量大。
本發明的目的在于提供一種能以廢治廢，變廢為寶，混合絮凝劑易制易得，所加藥物少、價格低、絮凝沉淀快、設備簡單、操作方便、工程造價和運行費均低，處理后的水可回用，沉淀的泥渣可做建材，適用于日排放量過千噸的造紙黑液處理方法;并提供一種適用于此法的高效混凝劑主要組份的制備方法。
根據造紙廢水處理的基本原理及對造紙廢液和氧化鋁廢渣的化學分析結果，針對已有技術存在的主要問題，本發明的基本構思是采用經過加工的從鋁釩土中提取氧化鋁后廢渣為主要組份，伴以含鎂的無機鹽類為絮凝加強劑和以氯化鈉為絮凝加速劑相混合作為混合絮凝劑，簡稱混凝劑，并用絮凝沉淀法處理造紙黑液。
本發明的特征在于所述的高效混凝劑的制備工藝是(1)取從鋁釩土提取氧化鋁后所剩廢渣濕泥，用清水洗滌，過濾后風干固化，干泥回收率為75～80%;(2)將上述固體干泥粉碎后加入少量水和鹽酸，在PH7.0～5.4范圍內浸泡，攪拌、過濾，去除泥中的鈉;(3)在上述的去除鈉后的泥中加入鹽酸溶液并充分攪拌，然后加入緩沖溶液，使泥漿的PH值維持在3.5～3.1范圍內浸泡攪拌，待固液分離后再往濾液中加入氨水溶液至PH7.5～8.0即得白色的氫氧化鋁沉淀物，并將此氫氧化鋁提取出去;(4)在溫度85～100℃，PH0.4～0.8范圍內，用HCl溶液或濃HCl液體處理上述(3)中固液分離后獲得的泥渣1.5～2.5小時;(5)真空干燥上述(4)中獲得的固體，即得高效混凝劑的主要組份。
用上述工藝制備的高效混凝劑主要組份處理造紙廢液的方法是先往要處理的每100m3造紙黑液中加入絮凝加強劑含鎂的無機鹽類118～178kg(以Mg2+計)和絮凝加速劑氯化鈉(NaCl)250～900kg，或者1.2～2.0m3鹵水，然后再加入由上述工藝制備的高效混凝劑主要組份，500～750kg，最后加入適量的Ca(OH)2或生石灰固體，將液體調節到中性，攪拌、絮凝、沉淀。上述處理方法中需加的鹵水可用相當量的鹵塊代替。而上述制備工藝中所述的緩沖溶液可根據PH值依公知技術選用某種類和數量。
本發明的主要優點是能真正實現以廢治廢、變廢為寶的美好愿望，即既治理了由造紙廠大量排放的廢液造成的公害，又處理了生產氧化鋁的工廠堆積如山的廢渣，而且還能在由此廢渣加工高效混凝劑主要組份的過程中提取一定數量的氫氧化鋁。根據國家有關規定利用廢渣屬于免費范疇，每加工處理100m3廢液所用的廢渣可提取0.1噸氫氧化鋁，依現行市場價計，所提取的氫氧化鋁可賣得人民幣75～112.5元，而其它處理劑開支約人民幣70～95元，即僅此一項收入足可沖抵購買其它化學處理劑的總開支，再加上使用本發明的技術處理造紙廢液，絮凝褪色沉淀速度快，節省儲液池，占地面積小，設備簡單，操作方便，絮凝沉渣結構緻密，固液分離快且沉渣經加工可作建筑材料，經處理后的水可由黑液的COD 2210.3mg/l降至188.7mg/l，總懸浮固體由1845mg/l降至365mg/l，即水質清沏無毒，絕大部份可回用，節省水資源，治理工程和運行費用均很低，使用本法處理造紙廢液綜合利用投產后還能盈利，肯定會受到各類造紙廠，特別是中小型造紙廠的普遍歡迎。另外用生產氧化鋁剩下的廢渣加工高效混凝劑的主要組份的過程中只需控制不同步驟中的不同的pH值，因而簡單易學，便于推廣應用，其它處理劑也都價格很低，資源豐富易得，尤其是以鹵水或鹵塊代替含鎂的無機鹽類和氯化鈉，價格更便宜，使用鹵塊運輸方便。
下面給出三個最佳實施例以便進一步說明本發明的技術特征實施例一(1)取20克經洗滌過濾風干固化的氧化鋁廢渣放入一容器中，向其中加入200ml蒸餾水，攪拌，然后加入6ml 1∶3HCl溶液并不斷攪拌至pH＝6.07，然后進行固液分離;(2)在由(1)分離出的濾渣中加入少量水和1∶3HCl 64ml，然后加入適量緩沖溶液(HCl+KHC8H4O4)浸泡，并不斷攪拌，當測得溶液的pH＝3.31時，再次進行固液分離;(3)在由(2)所得濾液中加入濃氨水至PH＝7.80，得到白色沉淀物，馬上過濾分離，干燥后提取氫氧化鋁固體1.2克;(4)在由(2)所得濾渣中加入20ml 1∶3HCl溶液，并在93±3℃水浴中加熱2.5小時并不斷攪拌至粘球狀;(5)真空干燥至得到干燥小球狀，即得高效混凝劑主要組份11.9克。
實施例二用上述高效混凝劑主要組份處理亞氨法草漿造紙黑液取廢液200ml，呈棕褐色，以蒸餾水為參比溶液，測定波長為470nm，透光度為19%，加入硫酸鎂10毫摩爾、氯化鈉1.2克，然后加入高效混凝劑主要組份1.5克，最后加氫氧化鈣適量，攪拌，使溶液呈中性，經5分鐘絮凝沉淀其透光度達91.4%;
實施例三用天然鹵水代替硫酸鎂和氯化鈉處理亞氨法草漿造紙黑液，黑液量仍取200毫升，參比溶液同實施例二，透光度為18.9%，加入高效混凝劑主要成份1.0克，再加入海鹽結晶后其中Na/Mg＝2.62的鹵水3.0毫升，經10分鐘絮凝沉淀后，其透光度達88.1%。
作為上述實施例的變更1、實施例二中硫酸鎂的用量可在10～15毫摩爾之間變動，氯化鈉用量可在1.2～1.5克之間變動，高效混凝劑主要組份可在1～1.5克之間變動。
2、實施例三中天然鹵水用量可在3～6毫升之間變動。
3、實施例三中所用的天然鹵水可用井鹽、湖鹽的鹵水或鹵塊代替。
4、可用其它含鎂的無機鹽代替硫酸鎂。
權利要求
1.一種高效混凝劑的制備及造紙廢液處理方法，其特征在于所述的高效混凝劑的制備工藝是(1)取氧化鋁廢渣濕泥，用清水洗滌過濾后風干固化，干泥回收率為75～80%；(2)將上述固化后的干泥粉碎后加入少量水和鹽酸，在pH7.0～5.4范圍內浸泡、攪拌、過濾去除泥中的鈉；(3)在上述的去除鈉后的泥中加入鹽酸溶液并充分攪拌，然后加入緩沖溶液使泥漿的pH值維持在3.5～3.1范圍內浸泡攪拌，待固液分離后，再往濾液中加入氨水溶液至pH7。5～8。0即得白色的氫氧化鋁并將此氫氧化鋁提取出來；(4)在溫度85～100℃，PH0.4～0.8范圍內用HCl溶液或濃HCl處理上述(3)中固液分離后的泥渣1.5～2.5小時；(5)真空干燥上述(4)中獲得的固體即得高效混凝劑的主要組份。
2.一種高效混凝劑的制備及造紙廢液處理方法，其特征在于用權利要求1所述的工藝制備的高效混凝劑主要組份處理造紙廢液的方法是先往要處理的每1003造紙黑液中加含鎂的無機鹽以Mg2+計118～178kg和NaCl250～900kg，或者1.2～2.0m3鹵水，然后再加入用權利要求1所述的工藝制備的高效混凝劑的主要組份500～750kg，最后加入適量的Ca(OH)2固體或生石灰，將液體調節到中性，攪拌后絮凝沉淀。
3.根據權利要求1和2所述的高效混凝劑的制備及造紙廢液處理方法，其特征在于上述的鹵水可用相當量的鹵塊代替。
4.根據權利要求1和2所述的高效混凝劑的制備及造紙廢液處理方法，其特征在于上述的緩沖溶液的種類和用量可根據PH值依公知技術選取。
全文摘要
一種高效混凝劑的制備及造紙廢液處理方法，主要用于處理草漿黑液。其特征是將氧化鋁廢渣濕泥經洗滌風干、粉碎加水和鹽酸浸泡去鈉，再加緩沖劑浸泡分離提取氫氧化鋁，對泥渣加溫干燥制得混凝劑主要成份；往黑液中先加入含鎂的無機鹽和氯化鈉或鹵水，然后加入上述混凝劑主要組份，最后加適量Ca(OH)
文檔編號C02F1/52GK1059886SQ91106579
公開日1992年4月1日 申請日期1991年10月10日 優先權日1991年10月10日
發明者李繼亮 申請人:青島海洋大學