專利名稱：一種印染廢水脫色混凝劑及其生產方法
技術領域：
本發明涉及一種水處理劑，特別是對印染廢水進行脫色處理的混凝劑及其生產方法。
目前常用的含三價鐵鹽或亞鐵鹽類的印染廢水脫色混凝劑如硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)、聚硫酸鐵(PFS)等，對印染廢水的處理，存在脫色范圍窄，不適應水質多變的惡劣條件，所產生的沉淀蓬松、沉降速度慢等缺點，如PFS對含活性染料的廢水幾乎沒有脫色效果，硫酸亞鐵對含活性染料的廢水雖然有脫色效果，但用量大，礬花蓬松和易返色；混凝劑的生產，主要采用“濕法”生產工藝，其能耗大，成本高，且有“三廢”產生。
本發明的目的是采用“干法”生產工藝，生產一種含鐵及亞鐵鹽類的脫色混凝劑，其脫色范圍寬，適應性強。
本發明的混凝劑，產品為淺灰色粉未狀固體，水溶性好，主要含有(重量百分含量)FeSO4·H2O 25～33％Fe2(SO4)3·8H2O 44～54％MgSO4·2H2O 8～15％CaSO4·2H2O2～4％H2SO45～15％混凝劑中主要起脫色作用的是二價鐵鹽和三價鐵鹽，其中Fe3+/Fe2+的比例是產品的主要質量指標，只有Fe3+/Fe2+(摩爾比)為0.8～1.2時，才具有脫色范圍寬的特點，理想的比例為1。產品中的Ca、Mg等離子起著改善脫色效果的作用，H2SO4則可對強堿性染料起中和作用。
如果采用工業品原料，則產品中還帶有少量的灰份，主要為SiO2等雜質，加上產品吸濕性強，也帶有1.5～4％的濕存水，產品為無機鹽組成的復合物，無毒，無味，不可燃。
本發明的混凝劑的生產方法如下以FeSO4·7H2O為主要原料，鎂、鈣的氧化物或氫氧化物為輔助原料，混合均勻后在160～250℃溫度下脫水氧化50～150分鐘，得到Fe3+/Fe2+(摩爾比)為0.8～1.2的合格熟料，加入濃H2SO4酸化，然后熟化24小時以上便得產品。
原料的投料配比按重量百分含量計算為83～96％FeSO4·7H2O，3～12％鎂化合物，1～4％鈣化合物；輔助原料可以是MgO和Ca(OH)2，此時較佳的原料投料配比按重量百分含量計算為92～96％FeSO4·7H2O，3～5％MgO，1～3％Ca(OH)2。
在原料的投料配比一定的情況下，脫色氧化的溫度和時間決定著產品的質量，溫度若低于160℃，脫水氧化不充分，若高于300℃，SO42-會分解，保溫時間，即氧化的時間的長短，是產品質量指標Fe3+/Fe2+摩爾比的主要影響因素，可通過測定熟料中的Fe3+/Fe2+摩爾比來決定氧化時間，如果落在0.8～1.2之間，則為合格熟料，可進行后續步驟，如果小于0.8，需延長氧化時間，若超過1.2，則保溫時間過長。在上述投料配比情況下，加熱氧化溫度以180～200℃，時間為60～90分鐘為宜，Fe3+/Fe2+摩爾比為1時最佳。
酸化時所加入的濃硫酸以熟料與濃硫酸的重量比為2.3～2.7較好，熟料的量是指合格的熟料經研磨并過80目篩的熟料的量，此步驟所加入的濃硫酸為過量，使產品中含有一定量的游離酸，以對強堿性印染廢水起一定的中和作用，使廠家在處理廢水時減少操作步驟。
熟化前，反應物溫度降至100℃以下。
本發明的混凝劑(FT混凝劑)，以硫酸亞鐵及硫酸鐵為主要成分，且三價與二價鐵離子的摩爾比接近1，使產品具有脫色范圍寬，適應性強的特點，適用于活性染料，分散染料，直接染料，還原染料，士林染料，納夫妥染料，金屬絡合染料以及大多數品種的酸性染料等的脫色處理；產品還具有投藥量少，脫色率高，操作簡便的特點，在廢水的脫色處理過程中產生的沉渣結實，沉淀速度快，不返色；在用量方面按廢水的色度每100倍色度的廢水一噸需投加藥劑約100克，脫色率達95％以上，COD去除率達40～52％，使用的PH范圍7.5～9，產品為固體，水溶性好，方便貯藏和運輸。
本發明的FT混凝劑采用“干法”生產工藝，僅脫水氧化，酸化和熟化三大基本步驟，工藝簡單，條件易控制，成本低，且生產過程中無“三廢”產生。
本發明的混凝劑與目前常用的混凝劑比較，脫色效果用以下兩個實驗加以說明實驗一在染料溶液中加入相同量的不同混凝劑后測量其剩余色度計算脫色率，比較不同混凝劑的脫色效果。
所使用的混凝劑為1.本發明FT混凝劑配制成10％水溶液；2.TA(江蘇)混凝劑 10％水溶液；3.FS(佛山)混凝劑 10％水溶液；4.PFS(聚鐵)混凝劑 含Fe10.1％；5.PACS 含Al2O37％6.Al2(SO4)3含Al2O37％所處理的廢水為染料水溶液，即各種染料均配制成色度為600的水溶液。
實驗過程如下各取一定量的染料水溶液(1升)，分別加入相同量的混凝劑機械攪拌10分鐘后，用NaOH調PH8-8.5(其中佛山FS混凝劑本身為堿性，不需調PH)再攪拌5分鐘后放置。用目視比色法測定溶液中剩余的色度值，計算脫色率。
對于陽離子染料，每升實驗液先加入6ml十二烷基硫酸鈉溶液(0.2％)攪拌2分鐘，再加入一定量的混凝劑，攪拌10分鐘后，調PH8-8.5，放置片刻，待沉淀完全后，取上清液，用目視比色法測定溶液中剩余的色度值，計算脫色率。
實驗結果如表1所示。
由于所處理的廢水僅為染料溶液，不含其他助劑，因此脫色率可代表COD去除率。
實驗二試驗混凝劑對染料的最大脫色率。
表1
表2
表3
從表3可明顯看出，本發明的脫色混凝劑對各種印染廢水的脫色處理，從投藥量、沉淀速度、沉渣量等各項指標看，其脫色效果均優于廠原用藥劑。
下面通過具體實施例對本發明作進一步的說明實施例1①將83.3克FeSO4·7H2O與3gMgO和1gCa(OH)2置于研磨缽中磨均勻，放在不銹鋼盤中攤開鋪平，厚度約0.5cm，置于烘箱中升溫加熱，待溫度升至120℃時開始鼓風，繼續升溫至180～200℃，保溫90分鐘，取出熟料分析Fe3+/Fe2+的摩爾比為1∶1；②把熟料研磨粉碎過80目篩，然后按過篩后的熟料與濃H2SO42.5的重量比進行混合，熟料放在鐵制的容器中，邊加濃H2SO4邊攪拌均勻，這時反應物的顏色逐步由棕色轉變為灰白色。
③酸化后的反應物待溫度降至100℃以下時，用瓷蒸發皿盛著置于干燥器內慢慢熟化，熟化時間為24小時。
熟化后的產品為團狀固體，進一步粉碎后用藥劑瓶裝載，加蓋封存。
以下實施例的具體過程均同實施例1，原料投量及工藝條件列于表4
表4
權利要求
1.一種印染廢水脫色混凝劑，其特征是混凝劑為淺灰色粉未狀固體，主要含有(重量百分含量)FeSO4·H2O 25～33％Fe2(SO4)3·8H2O 44～54％MgSO4·2H2O 8～15％CaSO4·2H2O 2～4％H2SO45～15％
2.按照權利要求1所述的混凝劑，其特征在于所說的混凝劑中的Fe3+/Fe2+的摩爾比為0.8～1.2。
3.按照權利要求1所述的混凝劑，其特征在于所說的混凝劑中的Fe3+/Fe2+的摩爾比為1。
4.一種如權利要求1所述的混凝劑的生產方法，其特征是以FeSO4·7H2O為主要原料，鈣、鎂的氧化物或氫氯化物為輔助原料，混合均勻后在160～250℃脫水氧化50～150分鐘，得到Fe3+/Fe2+(摩爾比)為0.8～1.2的合格熟料，加入濃H2SO4酸化，然后熟化24小時以上，其中原料投料配比為(重量百分含量)83～96％FeSO4·7H2O，3～12％鎂化合物，1～4％鈣化合物；濃H2SO4加入量為熟料/濃H2SO4(重量)＝2.1～3.3。
5.按權利要求4所述的方法，其特征在于所說的輔助原料為MgO和Ca(OH)2。
6.按權要求5所述的方法，其特征在于所說的原料配比為(重量百分含量)92～96％FeSO4·7H2O，3～5％MgO，1～3％Ca(OH)2。
7.按照權利要求4所述的方法，其特征在于所說的氧化溫度為180～200℃。
8.按照權利要求4所述的方法，其特征在于所說的脫水氧化時間為60～90分鐘。
9.按照權利要求4所述的方法，其特征在于所說的濃硫酸加入量為熟料/濃H2SO4(重量)＝2.3～2.7。
全文摘要
本發明涉及一種印染廢水脫色混凝劑及其生產方法。混凝劑以硫酸鐵及硫酸亞鐵為主要成分，且三價與二價鐵離子的摩爾比接近1，產品具有脫色范圍寬，適應性強的特點，且處理印染廢水時投藥量少、脫色率高、產生的沉渣結實、沉淀速度快，不返色，另外，產品為固體，水溶性好、方便貯藏、運輸和使用。在生產方法上，采用“干法”生產工藝，僅脫水氧化、酸化和熟化三大步驟，工藝簡單，成本低，且生產過程無“三廢”產生。
文檔編號C02F1/52GK1121488SQ9411158
公開日1996年5月1日 申請日期1994年10月28日 優先權日1994年10月28日
發明者陳潤銘, 朱錫海, 孔憲祥, 黃佩青 申請人:中山大學