(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 109019795 A(43)申请公布日 2018.12.18
(21)申请号 201810857476.5(22)申请日 2018.07.31
(71)申请人 南京化学工业园环保产业协同创新
有限公司
地址 210000 江苏省南京市江北新区长芦
街道宁六路606号3124室(72)发明人 孙永军 孙文全 陈雷 周俊 (74)专利代理机构 南京思拓知识产权代理事务
所(普通合伙) 32288
代理人 吕鹏涛(51)Int.Cl.
C02F 1/52(2006.01)C02F 1/56(2006.01)C02F 1/66(2006.01)C02F 1/72(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页
(54)发明名称
一种COD降解剂及其制备方法和应用(57)摘要
本发明涉及一种COD降解剂及其制备方法和应用，该药剂包括无机絮凝剂、有机絮凝剂、pH调和剂、氧化剂。所述无机絮凝剂为铁系和铝系聚合无机絮凝剂，所述有机絮凝剂为离子型高分子有机絮凝剂，所述pH调和剂为无污染的碱性或酸性物质，氧化剂为过氧化钠。所述本COD降解剂利用吸附架桥、吸附电中和、网捕扫卷、共沉淀作用能够有效处理难降解有机物，大大降低原水COD，是一种环保高效的COD去除剂。
CN 109019795 ACN 109019795 A
权 利 要 求 书
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1.一种COD去除剂，其特征在于由以下重量百分比的原料制备得到：无机絮凝剂：聚合氯化铝铁10％～80％；有机絮凝剂：聚丙烯酰胺10％～80％；pH调和剂：氧化钙、磷酸、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠中的任意一种或多种的混合物2％～50％；
氧化剂：过氧化钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或多种2％～50％；且各组分之和为100％；
所述的COD去除剂主要通过以下方法制备得到：在无机絮凝剂聚合氯化铝铁中加入pH调和剂、有机絮凝剂聚丙烯酰胺，干燥4～10小时，加入氧化剂混合后密封保存。
2.权利要求1所述的COD去除剂的制备方法，其特征在于在聚合氯化铝铁中加入氧化钙、聚丙烯酰胺，70～90℃干燥4～10小时，加入Na2O2,混合后密封保存。
3.根据权利要求2所述的COD去除剂的制备方法，其特征在于所述的聚合氯化铝铁通过以下方法制备得到：用FeCl3与AlCl3溶液滴加NaOH制备聚合氯化铝铁。
4.根据权利要求3所述的COD去除剂的制备方法，其特征在于三氯化铁和三氯化铝溶液为饱和溶液，三氯化铁与三氯化铝摩尔比FeCl3:AlCl3为4～1：1。
5.根据权利要求4所述的COD去除剂的制备方法，其特征在于三氯化铁与三氯化铝溶液在于NaOH反应前需在转速300～600r/min的转速下搅拌5～10min，与NaOH反应温度控制在10～30℃；三氯化铁和三氯化铝溶液与NaOH反应时，NaOH的滴加速度为1～3mL/min,最终溶液碱度B控制在3～4。
6.根据权利要求3所述的COD去除剂的制备方法，其特征在于在制得聚合氯化铝铁溶液后，减压蒸发浓缩，使其结晶；减压蒸发时压强控制在0.5～0.8个大气压，温度控制在60～90℃，时间控制在10～12h。
7.根据权利要求6所述的COD去除剂的制备方法，其特征在于蒸发结晶后得到的聚合氯化铝铁晶体须经研磨，粒径控制在100～200目。
8.根据权利要求2所述的COD去除剂的制备方法，其特征在于聚丙烯酰胺为阳离子型或阴离子型聚丙烯酰胺，阳离子型或阴离子型聚丙烯酰胺的离子浓度为30％～70％；所述的氧化钙为无水氧化钙，要求纯度大于99％；所述的过氧化钠纯度要求大于99％。
9.权利要求1所述的COD去除剂在废水处理中的应用。10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于权利要求1所述的COD去除剂在工业废水和城市污水处理中的应用；优选所述高效COD去除剂在处理城市污水时的投加量为每升废水投加60～100mg，在处理工业废水时的投加量为每升60～200mg。
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CN 109019795 A
说 明 书
一种COD降解剂及其制备方法和应用
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技术领域
[0001]本发明属于废水处理领域，涉及一种COD降解剂及其制备方法和应用。
背景技术
[0002]我国是一个干旱缺水的国家，人均水资源量仅有2300立方米，仅为世界平均水平的四分之一。在此前提下，我国水环境污染又日益严重，故国家对水污染的治理防护越来越重视。在水污染方面，有机废水特别是高盐高浓度有机废水污染，一直是国内众多环保工作者及管理部门关注的难题。尤其是近年来我国化学工业的快速发展带来了大量工业废水如何处治的问题。特别是医药、化工、电镀、印染等重污染工业中，在提高产品质量、品质的同时也带来了日益严重的环境污染问题。目前，工业废水的处理难度主要表现在：废水中有机污染物浓度高、结构稳定、生化性差。常规工艺难以实现达标排放，且处理成本高，给企业节能减排带来极大的压力。
[0003]为了治理为遏制环境恶化的趋势，国家实施重点流域水污染防治规划，加快城市污水处理与回用工程建设，严格控制工业水污染物排放量，以造纸、食品酿造、化工、纺织印染行业为重点，加大治理和改造力度。
[0004]但是国内环保行业目前污水治理技术之后，普通的工艺和传统的水处理化学品对于解决化工废水中COD浓度高、毒性大、可生化性差的问题难以达到预期效果。为了解决这一问题，可以在废水处理过程中加入COD降解剂，以降低废水中COD浓度，提高废水的可生化性。
发明内容
[0005]针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种COD降解剂、制备方法及其应用，特别是提供一种高效COD去除剂、制备方法。[0006]为达此目的，本发明采用以下技术方案：[0007]本发明提供了一种COD降解剂，所述高效COD去除剂主要由聚合氯化铝铁、聚丙烯酰胺、pH调和剂、氧化剂组成，以达到去除COD的目的。[0008]一种COD去除剂，由以下重量百分比的原料制备得到：[0009]无机絮凝剂：聚合氯化铝铁10％～80％；[0010]有机絮凝剂：聚丙烯酰胺10％～80％；[0011]pH调和剂：氧化钙、磷酸、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠中的任意一种或多种的混合物2％～50％；[0012]氧化剂：过氧化钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或多种2％～50％；[0013]且各组分之和为100％；
[0014]所述的COD去除剂主要通过以下方法制备得到：在无机絮凝剂聚合氯化铝铁中加入pH调和剂、有机絮凝剂聚丙烯酰胺，干燥4～10小时，加入氧化剂混合后密封保存。[0015]所述的COD去除剂的制备方法，优选在聚合氯化铝铁中加入氧化钙、聚丙烯酰胺，
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CN 109019795 A
说 明 书
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70～90℃干燥4～10小时，加入Na2O2,混合后密封保存。
[0016]所述的聚合氯化铝铁优选通过以下方法制备得到：用FeCl3与AlCl3溶液滴加NaOH制备聚合氯化铝铁。
[0017]其无机絮凝剂制作过程特征在于，在制得聚合氯化铝铁溶液后，减压蒸发浓缩，使其结晶。
[0018]三氯化铁和三氯化铝溶液为饱和溶液，三氯化铁与三氯化铝摩尔比FeCl3:AlCl3为4～1：1；如可采用各种不同配比，如FeCl3:AlCl3为4：1、3：1、2：1、1：1。
[0019]三氯化铁与三氯化铝溶液在于NaOH反应前需强力搅拌5～10min，与NaOH反应温度控制在10～30℃。
[0020]三氯化铁和三氯化铝溶液与NaOH反应时，NaOH的滴加速度为1～3mL/min,最终溶液碱度B控制在3～4。
[0021]聚合氯化铝铁溶液减压蒸发，压强控制在0.5～0.8个大气压，温度控制在60～90℃，时间控制在10～12h。
[0022]蒸发结晶后得到的聚合氯化铝铁晶体须经研磨，粒径控制在100～200目。[0023]所述COD降解剂中的有机絮凝剂为离子型聚丙烯酰胺，可为阳离子型或阴离子型聚丙烯酰胺，可根据废水水质不同选择。阳离子型或阴离子型聚丙烯酰胺的离子浓度可选用30％～70％。
[0024]所述COD降解剂中的pH调和剂采用无水氧化钙。在无机和有机絮凝剂絮凝过程中会消耗碱度，氧化钙为pH调和剂，用来补充原水中的碱度。[0025]为防止带入其他污染，无水氧化钙要求纯度大于99％。[0026]无水氧化钙在本发明中还充当干燥剂作用，阻止氧化剂过氧化钠的分解。[0027]所述COD降解剂中的氧化剂采用过氧化钠。过氧化钠溶于水可生成过氧化氢。过氧化氢在废水中作为氧化剂可氧化其中的高分子有机物、一些难降解有机物，有效降低废水COD含量，同时提高废水的可生化性，有利于后续可能的生化处理工艺。同时过氧化钠溶于水生成的NaOH可补充絮凝过程中消耗的碱度。为防止带入其他污染，过氧化钠纯度要求大于99％
[0028]所述COD降解剂制备过程中的混合过程如下：先将聚合氯化铝铁晶体、聚丙烯酰胺、氧化钙混合，干燥4～10h，干燥温度控制在70～90℃。将过氧化钠加入至混合物中混合均匀，得到本COD去除剂。
[0029]在制得本COD降解剂后需密封保存，防止过氧化钠自行分解。[0030]本发明所述的高效COD降解剂在废水处理中的应用，适用于工业废水和城市污水的处理。在废水处理中，所述高效COD降解剂在处理城市污水时的投加量为每升废水投加60～100mg，在处理工业废水时的投加量为每升60～200mg。[0031]本发明应用的高效COD降解剂具有强氧化性，可以破坏并改变废水中高分子有机物，并起到絮凝作用，具有电中和、吸附、架桥、卷扫及共沉淀等多种功能，对大部分有机物具有去除作用，能够有效降低COD。另外，本发明可在一定程度上降解高分子有机物，提高煤化工、电镀等行业工业废水的可生化性，可应用于废水生化处理前端。试验表明本发明对煤化工废水(原水COD＝27000mg/L)、医药化工废水(原水COD＝15000mg/L)、农药废水(原水COD＝34000mg/L，浊度＝530NTU)的COD去除效果分别达到了65％、75％、72％。
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CN 109019795 A[0032][0033][0034][0035][0036]
说 明 书
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所述一种高效COD降解剂的制备方法，相对于现有技术，本发明具有以下优点：絮凝剂采用聚合氯化铝铁与离子型聚丙烯酰胺，絮凝效果好。氧化剂采用过氧化钠，与水生成过氧化氢(绿色氧化剂)，不带入污染。应用范围广，可应用于生活污水与大部分工业废水的处理。符合国家节能减排要求，可以很好的满足市场需求，具有较好的市场应用前景。
具体实施方式
[0037]下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。[0038]试验方法：[0039](1)取400ml原水样，调节pH至各絮凝剂最佳值(COD去除剂无需调节)。[0040](2)向水样中投加COD去除剂或其他絮凝剂。[0041](3)将水样置于混凝搅拌机下，快转5min，转速200r/min，慢转15min，转速70r/min。[0042](4)搅拌完毕，静置沉降30min，取上层清液，测试其COD及浊度。[0043]实施例1：[0044]试验对象：聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、COD去除剂[0045]试验水样：煤化工废水(原水COD＝27000mg/L，浊度＝350NTU)[0046]COD去除剂组分配比：[0047]无机絮凝剂：聚合氯化铝铁50％；[0048]有机絮凝剂：聚丙烯酰胺46％；[0049]pH调和剂：氧化钙2％；[0050]氧化剂：过氧化钠2％。
[0051]表1各试验对象对煤化工废水的处理效果
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名称投加量(mg/L)COD去除率(％)浊度去除率(％)COD去除剂2065％80％聚合氯化铝2024％70％聚合硫酸铁2022％65％聚丙烯酰胺1015％63％[0053]实施例2：[0054]试验对象：聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、COD去除剂[0055]试验水样：医药化工废水(原水COD＝15000mg/L，浊度＝600NTU)[0056]COD去除剂组分配比：[0057]无机絮凝剂：聚合氯化铝铁60％；[0058]有机絮凝剂：聚丙烯酰胺30％；[0059]pH调和剂：磷酸氢钠、磷酸二氢钠混合物5％；[0060]氧化剂：过硫酸钾5％
[0061]表2各试验对象对医药化工废水的处理效果
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CN 109019795 A[0062]
说 明 书
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名称投加量(mg/L)COD去除率(％)浊度去除率(％)COD去除剂2075％86％聚合氯化铝2025％77％聚合硫酸铁2028％63％聚丙烯酰胺1019％61％[0063]实施例3：[0064]试验对象：聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、COD去除剂试验水样：农药废水(原水COD＝34000mg/L，浊度＝530NTU)[0065]COD去除剂组分配比：[0066]无机絮凝剂：聚合氯化铝铁70％；[0067]有机絮凝剂：聚丙烯酰胺20％；[0068]pH调和剂：氧化钙6％；[0069]氧化剂：过氧化钠4％。
[0070]表3各试验对象对农药废水的处理效果
[0071]
名称
COD去除剂聚合氯化铝聚合硫酸铁聚丙烯酰胺投加量(mg/L)20202010COD去除率(％)72％22％29％19％浊度去除率(％)87％71％76％53％
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