公布日：2024.12.20
申请日：2024.11.20
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F101/12(2006.01)N;
C02F1/24(2023.01)N;C02F1/54(2023.01)N
摘要
本发明提供了一种高氯酸盐废水处理药剂，它由靶向去除剂和引导活化剂两部分组成，所述靶向去除剂的核心组分包括辛基三甲基氯化铵、三辛基甲基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、十烷基三甲基氯化铵、双十烷基二甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基双羟乙基甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵等。所述引导活化剂包括聚合硫酸铁、聚合氯化铁、聚合氯化铝铁、聚合硅酸铝铁中的一种或多种。本发明的处理药剂组分简单，其中含有的大量亲高氯酸根的离子基团可充分与废水中的高氯酸根结合，高氯酸根以沉淀的形式从水中析出，进而进行分离去除，一步去除率高达95%以上。
权利要求书
1.一种高氯酸盐废水处理药剂，其特征是，由靶向去除剂和引导活化剂两部分组成：所述靶向去除剂，简称A组分，A组分的核心组分包括辛基三甲基氯化铵、三辛基甲基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、十烷基三甲基氯化铵、双十烷基二甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基双羟乙基甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、二十二烷基三甲基氯化铵、辛基癸基二甲基氯化铵、聚二甲基二烯丙基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵中的一种或多种；所述引导活化剂，简称B组分，所述B组分包括聚合硫酸铁、聚合氯化铁、聚合氯化铝铁、聚合硅酸铝铁中的一种或多种；所述靶向去除剂还包括分散剂，用量按重量份计，分散剂的用量与核心组分的用量关系为：核心组分20~50份，分散剂3~10份；所述分散剂包括甲醇，乙醇，异丙醇中的一种或多种；所述靶向去除剂还包括促进剂，用量按重量份计，促进剂的用量与核心组分的用量关系为：核心组分20~50份，促进剂3-10份；所述促进剂包括硫酸铝、氯化铝、偏铝酸钠、明矾中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述高氯酸盐废水处理药剂，其特征是，所述靶向去除剂的配制方法：将A组分各物质与水混合搅拌均匀，得到质量浓度为30%-70%的A组分水溶液即可。
3.根据权利要求1所述高氯酸盐废水处理药剂，其特征是，所述引导活化剂是质量浓度为5%-35%的B组分水溶液。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述高氯酸盐废水处理药剂，其特征是，所述靶向去除剂和引导活化剂在使用之前分开保存，使用时，所述靶向去除剂和引导活化剂的质量配比为：靶向去除剂:引导活化剂=1-6:1。
5.一种高氯酸盐废水的处理方法，其特征是，使用权利要求1-4中任意一项所述药剂，具体包括以下步骤：S1、向废水中投加A组分的水溶液，用量重量比为：高氯酸盐含量：A组分水溶液=0.03-0.13:1，进行搅拌反应；S2、将步骤S1得到的废水与B组分的水溶液混合后，用量重量比为：A组分:B组分=1-6:1，进行搅拌反应；S3、调节步骤S2反应后的混合液的pH值为6.0~9.0，进行搅拌反应；S4、将步骤S3反应后的混合液与絮凝剂混合，并在pH值为6.0~9.0的条件下进行搅拌反应，液固分离后，得到的清液即为初级处理的出水，也可以作为回用水进行生产回用。
6.根据权利要求5所述高氯酸盐废水的处理方法，其特征是，还包括步骤S5：S5、采用中间提升泵将步骤S4得到的初级处理出水通入由填装高氯酸盐选择性吸附树脂的固定床吸附柱进行深度吸附处理，得到的出水即为达标处理出水，高氯酸盐选择性吸附树脂再生过程产生的废液可采用上述S1-S4步骤进行去除。
发明内容
本发明的目的是解决现有的高氯酸盐废水处理技术运行成本高、推广难度大及高浓度高氯酸盐再生液难以处置的问题，提供一种处理效率高、适用浓度范围广的高氯酸盐废水处理药剂及应用。
本发明的技术方案为：
本发明的技术方案之一，一种高氯酸盐废水处理药剂，由靶向去除剂和引导活化剂两部分组成：
所述靶向去除剂，简称A组分，A组分的核心组分包括辛基三甲基氯化铵、三辛基甲基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、十烷基三甲基氯化铵、双十烷基二甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基双羟乙基甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基氯化吡啶、十八烷基二甲基苄基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、二十二烷基三甲基氯化铵、辛基癸基二甲基氯化铵、聚二甲基二烯丙基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵中的一种或多种；
所述引导活化剂，简称B组分，所述B组分包括聚合硫酸铁、聚合氯化铁、聚合氯化铝铁、聚合硅酸铝铁中的一种或多种。
优选的，所述靶向去除剂还包括分散剂，用量按重量份计，分散剂的用量与核心组分的用量关系为：核心组分20~50份，分散剂3~10份。
优选的，所述靶向去除剂还包括促进剂，用量按重量份计，促进剂的用量与核心组分的用量关系为：核心组分20~50份，促进剂3-10份。
所述核心组分、分散剂和促进剂组合后的靶向去除剂处理效果、效率更好。
优选的，所述分散剂包括甲醇，乙醇，异丙醇中的一种或多种。
优选的，所述促进剂包括硫酸铝、氯化铝、偏铝酸钠、明矾中的一种或多种。
优选的，所述靶向去除剂的配制方法：将A组分所述的各物质与水混合搅拌均匀，得到质量浓度为30%-70%的A组分水溶液即可。
优选的，所述引导活化剂是质量浓度为5%-35%的B组分水溶液。
所述靶向去除剂和引导活化剂在使用之前分开保存，使用时，所述靶向去除剂和引导活化剂的质量配比优选为：靶向去除剂:引导活化剂=1-6:1。
本发明还提供了一种高氯酸盐废水的处理方法，使用上述处理药剂，具体包括以下步骤：
S1、向废水中投加A组分的水溶液，用量重量比为：高氯酸盐含量：A组分水溶液=0.03-0.13:1，进行搅拌反应；
S2、将步骤S1得到的废水与B组分的水溶液混合后，用量重量比为：A组分:B组分=1-6:1，进行搅拌反应；
S3、调节步骤S2反应后的混合液的pH值为6.0~9.0，进行搅拌反应；
S4、将步骤S3反应后的混合液与絮凝剂混合，并在pH值为6.0~9.0的条件下进行搅拌反应，液固分离后，得到的清液即为初级处理的出水，也可以作为回用水进行生产回用。
优选的，还包括步骤S5：
S5、采用中间提升泵将步骤S4得到的初级处理出水通入由填装高氯酸盐选择性吸附树脂的固定床吸附柱进行深度吸附处理，得到的出水即为达标处理出水，高氯酸盐选择性吸附树脂再生过程产生的废液可采用上述S1-S4步骤进行去除。
上述处理方法中，优选的，步骤S1中，所述搅拌反应的时间为10~40min。
优选的，步骤S2中，所述B组分水溶液的质量浓度为5~20%；所述搅拌反应的时间为10~40min。
优选的，步骤S3中，调节步骤S2反应后的混合液的pH值采用氢氧化钙溶液或氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液。
优选的，步骤S3中，所述搅拌反应的时间为10~40min。
优选的，步骤S4中，所述絮凝剂的质量浓度为0.1%~0.3%；所述搅拌反应的时间为8~30min。所述絮凝剂包括聚丙烯酰胺、微生物絮凝剂、复合絮凝剂等的水溶液。
优选的，步骤S4中，所述液固分离的方式包括沉淀、气浮或过滤三种中的一种。
本发明的原理：
本发明的处理药剂组分简单，其中靶向去除剂的核心组分可在市场直接购买，它并非作为吸附剂使用，也并非作为常规吸附剂的改性剂使用，而是作为沉淀剂发挥作用。它含有的大量亲高氯酸根的离子基团可充分与废水中的高氯酸根结合，以沉淀的形式从水中析出，进而进行分离去除，一步去除率高达95%以上。引导活化剂的作用可以对核心组分充分活化并使其参与沉淀反应，将高氯酸根以沉淀的形式从水中分离出来。在靶向去除剂中辅助以分散剂可以促进核心组分的官能基团的解离与反应特性，加速沉淀反应的进行。在靶向去除剂中辅助以促进剂，可以促进沉淀产物的颗粒凝聚，由小颗粒凝聚成大颗粒减少沉淀时间。本发明适用于不同浓度的高氯酸盐废水，可根据废水中的高氯酸盐含量选择合适的药剂量，降低药剂成本，同时保证最大化去除废水中的高氯酸盐成分。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的高氯酸盐废水处理药剂的组分简单，原料廉价易得，制备方法简单，可进行大批量的工业化生产。
本发明的高氯酸盐废水处理药剂对高氯酸根去除效率高，一步去除率可达95%以上，再配合高氯酸盐选择性吸附树脂的固定床深度吸附处理，适用于不同浓度高氯酸盐废水的去除，处理效果稳定，处理条件常温常压易于实现，操作简单，推广价值高。
在前处理过程中加入了本发明的药剂可以很好的将95%以上的高氯酸盐去处，这样后续深度处理模块的离子交换树脂的使用负荷更低，持续发挥作用的时间更长，无需频繁再生，大大节约了高氯酸盐废水的处理成本。
本发明中高氯酸盐选择性吸附树脂再生过程产生的废液可采用上述S1-S4步骤进行去除，因此无再生浓液的处理问题。
（发明人：胡克伟;高潇潇;李小娜;何建;徐月冰;杨康;姚理为;聂士博）
