一种工业废水处理药剂及其制备方法及其高效使用的方法
阅读说明：本技术 一种工业废水处理药剂及其制备方法及其高效使用的方法 (Industrial wastewater treatment agent, preparation method thereof and efficient use method thereof ) 是由 刘芳 胡绍伟 马光宇 陈鹏 王飞 徐伟 王永 郑占全 王柏清 于 2021-08-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及工业废水处理技术领域,尤其涉及一种工业废水处理药剂及其制备方法及其高效使用的方法。包括如下组分：聚环氧琥珀酸、羟基乙酸、羟基亚乙基二膦酸、三聚磷酸钠、硫酸锌,其制备及使用方法包括：将羟基乙酸和羟基亚乙基二膦酸加入聚环氧琥珀酸中,搅拌、控温、冷凝回流、冷却；加三聚磷酸钠和硫酸锌,搅拌溶解,冷凝回流,馏出液pH值为7～8时停止,冷却；药剂加入反应器一室,通过加药阀门控制药量；一室混合后溶液通过排水口进入反应器二室；二室有气泡发生装置,使药剂与废水充分混匀,提高使用效率。本发明精准控制药剂使用量和投速,使药剂与废水混合均匀,确保使用效率,达到处理效果,避免多余药污染。(The invention relates to the technical field of industrial wastewater treatment, in particular to an industrial wastewater treatment agent, a preparation method thereof and a high-efficiency use method thereof. Comprises the following components: polyepoxysuccinic acid, glycolic acid, hydroxyethylidene diphosphonic acid, sodium tripolyphosphate and zinc sulfate, and the preparation and use methods thereof comprise: adding glycolic acid and hydroxyethylidene diphosphonic acid into polyepoxysuccinic acid, stirring, controlling temperature, condensing, refluxing and cooling; adding sodium tripolyphosphate and zinc sulfate, stirring for dissolving, condensing and refluxing, stopping when the pH value of the distillate is 7-8, and cooling; adding a medicament into a first chamber of the reactor, and controlling the dosage through a medicament adding valve; the mixed solution in the first chamber enters the second chamber of the reactor through a water outlet; the two chambers are provided with bubble generating devices, so that the medicine and the wastewater are fully mixed, and the use efficiency is improved. The invention accurately controls the usage amount and the feeding speed of the medicament, so that the medicament and the wastewater are uniformly mixed, the use efficiency is ensured, the treatment effect is achieved, and the pollution of redundant medicament is avoided.)
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种工业废水处理药剂及其制备方法及其高效使用的方法。
背景技术
水作为生命之源、工业的血脉，既是一种资源又是一种能源，在钢铁生产过程中有着不可替代的地位，钢铁工业在工业领域里是耗水和排污大户。近年来，随着工艺、设备和技术水平的不断提高，我国钢铁工业在节水方面已经取得显著进步，用水和排水形势逐步好转。随着钢产量的逐年增加，钢铁行业的取水量却逐年减少，并呈现负增长的可喜局面，在节水减排取得巨大成效的同时，水质风险也逐渐加大。
钢铁企业是一个综合产业，在其内部有化工有机物高污染单位，有高炉煤气洗涤水系统多重污染单元，还有各种制水单元，以及轧钢等单位，其生产过程中消耗大量有机物及无机物，生产涉及到一系列工序，每道工序都带有不同的投料，并排出各种各样的废物和废水，因此，来源广泛、成分复杂、特性多变、危害性强、处理难度大是钢铁工业废水的特点。为了去除水中这些污染物质，或者为特定用途而对水进行沉降、过滤、混凝、絮凝，以及缓蚀、阻垢等水质调理，都需要向水中添加大量化学药剂，这些处理剂包括：改善固液分离的化学制品、pH调节剂、表面活性剂、延缓或防止换热设备结垢的阻垢剂、金属或其他材料的缓蚀剂、延缓膜污染的稳定剂、生物分散剂杀菌剂、化学清洁清洗剂、污水生化处理中的添加剂、氧化还原剂等等，化学药剂的选择决定了废水处理效果。
针对不同工况、不同水质、不同水处理目的，选择合适的化学药剂，控制好化学药剂使用量和避免无效投加是水处理加药过程中面临的最重要问题。因此，化学药剂的使用及其投加方式是当前研究的重点。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种工业废水处理药剂及其制备方法及其高效使用的方法。提高药剂使用效率，减少药剂无效投加量，降低水处理系统药剂投加带入系统中的盐含量，改善系统水质。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种工业废水处理药剂，所述药剂按重量百分比计，包括如下组分：
聚环氧琥珀酸为50％～60％，羟基乙酸为10％～20％，羟基亚乙基二膦酸为5％～10％，三聚磷酸钠为5％～10％，硫酸锌为20％～30％。
一种工业废水处理药剂加药及反应装置，包括储药箱、加药管与反应器，反应器通过隔板分隔成反应器一室与反应器二室；隔板上部设有排水口，进水管与反应器一室相连，出水管与反应器二室相连；加药管一端与储药箱相连，另一端位于反应器一室顶部，另一端端部设有分布器。
所述分布器为盘式分布器，盘上均匀分布Ф3～5mm的小洞。
所述加药管上设有加药阀门与加药仪表。
所述反应一室底部均匀分布5～10个搅拌装置，搅拌装置设有搅拌叶片。
所述反应器二室的侧壁与底面均分布气泡发生装置。
所述进水管上设有进水仪表与进水阀门。
一种工业废水处理药剂的制备方法，具体包括如下步骤：
1)将羟基乙酸和羟基亚乙基二膦酸加入到聚环氧琥珀酸中，边加入边搅拌，混合物温度不超过40℃，混合均匀后，在110～120℃冷凝回流1h，反应结束后冷却至50～60℃；
2)向混合物中加入三聚磷酸钠和硫酸锌，搅拌至完全溶解，110～120℃冷凝回流0.5～1h，馏出液pH值为7～8时反应停止，冷却至室温；制成的水处理药剂放入储药箱内储存。
一种工业废水处理药剂高效使用的方法，具体包括如下步骤：
1)通过进水管向反应器一室内注水，水处理药剂通过反应器一室顶部的分布器均匀的加入到反应器一室中，根据进水量的多少通过加药阀门控制加入的药量；
2)通过反应室底部的搅拌装置进行搅拌，混合均匀后的水处理药剂溶液通过隔板上部的排水口进入到反应器二室中；
3)反应器二室的气泡发生装置将经充分搅拌的药剂与废水充分混匀；处理后的水由出水口排出。
与现有方法相比，本发明的有益效果是：
本发明加药管上设有加药阀门与加药仪表，进水管上设有进水仪表与进水阀门，可以精准控制污水处理药剂的使用量和投加速度；本发明加药管端部设有盘式分布器，盘上均匀分布Ф3～5mm的小洞，反应器一室底部均匀分布搅拌装置，反应器二室的侧壁与底面均分布气泡发生装置，使得药剂与废水混合更加均匀，确保其使用效率，达到预期的污水处理效果，避免多余药剂对水系统的污染。
复配药剂中加入羟基亚乙基二膦酸和三聚磷酸钠可明显提高聚环氧琥珀酸的缓蚀效果。羟基乙酸作为有机合成剂可促进药剂合成反应的进行。硫酸锌起到水质稳定剂的作用，避免腐蚀和结垢，同时具有杀菌的功效。
经上述药剂处理后的工业废水，COD去除率大于90％，SS去除率大于85％，氨氮去除率大于85％，电导率由原来的2000多降到现在的1000左右，药剂作用充分发挥，极大的改善了处理效果，避免无效投加和药剂污染，出水水质稳定。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
1-进水仪表；2-进水阀门；3-搅拌装置；4-盘式分布器；5-加药管；6-加药阀门；7-加药仪表；8-加药泵；9-气泡发生装置；10-储药箱；11-进水管；12-出水管；13-排水口。
具体实施方式
本发明公开了一种工业废水处理药剂及其高效使用的方法。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
一种工业废水处理药剂，所述药剂按重量百分比计，包括如下组分：
聚环氧琥珀酸为50％～60％，羟基乙酸为10％～20％，羟基亚乙基二膦酸为5％～10％，三聚磷酸钠为5％～10％，硫酸锌为20％～30％。
如图1所示，一种工业废水处理药剂加药及反应装置，包括储药箱10、加药管5、进水管11、出水管12与反应器，反应器通过隔板分隔成左右两室，分别为反应器一室与反应器二室。
隔板上部设有排水口13，进水管11与反应器一室底部相连，出水管12与反应器二室底部相连。加药管5一端与储药箱10相连，另一端位于反应器一室顶部，另一端端部设有盘式分布器4。盘式分布器4盘上均匀分布Ф3～5mm的小洞。
加药管上设有加药泵8、加药阀门6与加药仪表7。反应一室底部均匀分布5～10个搅拌装3置，搅拌装置3设有搅拌叶片。反应器二室的侧壁与底面均分布气泡发生装置9。进水管11上设有进水仪表1与进水阀门2。
一种工业废水处理药剂的制备方法，具体包括如下步骤：
1)将羟基乙酸和羟基亚乙基二膦酸加入到聚环氧琥珀酸中，边加入边搅拌，混合物温度不超过40℃，混合均匀后，在110～120℃冷凝回流1h，反应结束后冷却至50～60℃；
2)向混合物中加入三聚磷酸钠和硫酸锌，搅拌至完全溶解，110～120℃冷凝回流0.5～1h，馏出液pH值为7～8时反应停止，冷却至室温；制成的水处理药剂放入储药箱10内储存。
一种工业废水处理药剂高效使用的方法，具体包括如下步骤：
1)通过进水管11向反应器一室内注水，水处理药剂通过反应器一室顶部的盘式分布器4均匀的加入到反应器一室中，通过进水阀门2和进水仪表1控制进水量，根据进水量的多少通过加药阀门6与加药仪表7控制加入的药量；
2)通过反应室底部的搅拌装置3进行搅拌，混合均匀后的水处理药剂溶液通过隔板上部的排水口13进入到反应器二室中；
3)反应器二室的气泡发生装置9将经充分搅拌的药剂与废水充分混匀；处理后的水由出水口12排出。
实施例1：
一种工业废水处理药剂，包括以下重量比例的原料：
该废水处理药剂由聚环氧琥珀酸、羟基乙酸、羟基亚乙基二膦酸、三聚磷酸钠和硫酸锌复配而成，其重量配比为：聚环氧琥珀酸占50％，羟基乙酸占10％，羟基亚乙基二膦酸占5％，三聚磷酸钠占5％，硫酸锌占30％。
一种工业废水处理药剂的制备方法，具体包括如下步骤：
1)将按比例重量称量好的羟基乙酸和羟基亚乙基二膦酸缓慢地加入到聚环氧琥珀酸中，边加入边轻轻搅拌，使混合物温度为30℃，混合均匀后，在温度110℃冷凝回流1h，反应结束后冷却至50℃。
2)向混合物中加入三聚磷酸钠和硫酸锌，搅拌至完全溶解，在温度110℃冷凝回流0.5h，馏出液pH值为7时反应停止，冷却至室温待用。
一种工业废水处理药剂高效使用的方法，具体包括如下步骤：
1)水处理药剂通过反应器顶端的进药装置均匀的加入到反应器一室中，加药量可根据进水量的多少通过加药阀门6进行控制，所述的进药装置采用一种盘式分布器，盘上均匀分布着Ф3mm的小洞，加药量通过仪表控制。
2)反应器一室底部均匀分布5个搅拌装置3，搅拌装置设有搅拌叶片，混合均匀后的水通过排水口13进入到反应器二室中。
3)所述的反应器二室的容器壁和底部均分布有气泡发生装置9，经充分搅拌的药剂与废水达到了充分混匀的目的，避免无效投加，提高药剂使用效率。
实施例2：
一种工业废水处理药剂，包括以下重量比例的原料：
该废水处理药剂由聚环氧琥珀酸、羟基乙酸、羟基亚乙基二膦酸、三聚磷酸钠和硫酸锌复配而成，其重量配比为：聚环氧琥珀酸占55％，羟基乙酸占15％，羟基亚乙基二膦酸占5％，三聚磷酸钠占5％，硫酸锌占20％。
一种工业废水处理药剂的制备方法，具体包括如下步骤：
1)将按比例重量称量好的羟基乙酸和羟基亚乙基二膦酸缓慢地加入到聚环氧琥珀酸中，边加入边轻轻搅拌，使混合物温度为35℃，混合均匀后，在温度115℃冷凝回流1h，反应结束后冷却至55℃。
2)向混合物中加入三聚磷酸钠和硫酸锌，搅拌至完全溶解，在温度115℃冷凝回流0.8h，馏出液pH值为7时反应停止，冷却至室温待用。
一种工业废水处理药剂高效使用的方法，具体包括如下步骤：
1)水处理药剂通过反应器顶端的进药装置均匀的加入到反应器一室中，加药量可根据进水量的多少通过加药阀门6进行控制，所述的进药装置采用一种盘式分布器，盘上均匀分布着Ф4mm的小洞，加药量通过仪表控制。
2)反应器一室底部均匀分布8个搅拌装置3，搅拌装置3设有搅拌叶片，混合均匀后的水通过排水口13进入到反应器二室中。
3)所述的反应器二室的容器壁和底部均分布有气泡发生装置9，经充分搅拌的药剂与废水达到了充分混匀的目的，避免无效投加，提高药剂使用效率。
实施例3：
一种工业废水处理药剂，包括以下重量比例的原料：
该废水处理药剂由聚环氧琥珀酸、羟基乙酸、羟基亚乙基二膦酸、三聚磷酸钠和硫酸锌复配而成，其重量配比为：聚环氧琥珀酸占50％，羟基乙酸占10％，羟基亚乙基二膦酸占10％，三聚磷酸钠占10％，硫酸锌占20％。
一种工业废水处理药剂的制备方法，具体包括如下步骤：
1)将按比例重量称量好的羟基乙酸和羟基亚乙基二膦酸缓慢地加入到聚环氧琥珀酸中，边加入边轻轻搅拌，使混合物温度为40℃，混合均匀后，在温度120℃冷凝回流1h，反应结束后冷却至60℃。
2)向混合物中加入三聚磷酸钠和硫酸锌，搅拌至完全溶解，在温度120℃冷凝回流1h，馏出液pH值为8时反应停止，冷却至室温待用。
一种工业废水处理药剂高效使用的方法，具体包括如下步骤：
1)水处理药剂通过反应器顶端的进药装置均匀的加入到反应器一室中，加药量可根据进水量的多少通过加药阀门6进行控制，所述的进药装置采用一种盘式分布器，盘上均匀分布着Ф5mm的小洞，加药量通过仪表控制。
2)反应器一室底部均匀分布10个搅拌装置3，搅拌装置3设有搅拌叶片，混合均匀后的水通过排水口13进入到反应器二室中。
3)所述的反应器二室的容器壁和底部均分布有气泡发生装置9，经充分搅拌的药剂与废水达到了充分混匀的目的，避免无效投加，提高药剂使用效率。
按照以上各实施例的技术要求，工业废水经上述药剂处理后，各实施例对污染物的去除效果如表1所示。
表1各实施例对污染物的去除效果
污染物
COD去除率(％)
SS去除率(％)
氨氮去除率(％)
电导率(μs/cm)
实施例1
91.1
89
93
1100
实施例2
94.3
91
95
800
实施例3
92.4
90
88
900
由表1中结果可知，经上述药剂处理后的工业废水，COD去除率大于90％，SS去除率大于85％，氨氮去除率大于85％，电导率由原来的2000多降到现在的1000左右，药剂作用充分发挥，极大的改善了处理效果，避免无效投加和药剂污染，出水水质稳定。
本发明提高药剂使用效率，减少药剂无效投加量，降低水处理系统药剂投加带入系统中的盐含量，改善系统水质。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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