本发明涉及废水处理领域，主要涉及一种新型净水剂及净水方法。
背景技术：
：目前，对于工业废水cod的去除，实现达标排放，很多情况都需要用到芬顿反应。芬顿反应是一种酸性条件下的高级氧化反应，在采用芬顿反应过程中，需要用到危化品如硫酸、盐酸等，且对于一些难氧化的有机物在浓度低于一定值时，要进一步降低其浓度，降低cod值，芬顿法的药剂费不是按比例升高，而是大幅度上升，对提质提标的成本影响极大。因此，芬顿法存在以下缺点：1）用酸；2）cod的降低值与药剂使用量的线性不好；3）不能除磷。因此，现有技术还有待于改进和发展。技术实现要素：鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新型净水剂及净水方法，本发明新型净水剂是基于芬顿反应的基础上进行优化和改进，旨在解决芬顿反应需要用酸的问题。本发明的技术方案如下：一种新型净水剂，其中，按照重量百分比计，包括以下组分：聚合硫酸铁5-30%；聚合硫酸铝3-20%；硫酸亚铁10-50%；分子筛10-40%；活性炭3-10%。所述的新型净水剂，其中，分子筛选用孔径范围在6.68~7.75nm之间的分子筛。所述的新型净水剂，其中，活性炭选用孔径范围在10~20a0之间的活性炭。一种净水方法，其中，包括以下步骤：将如上所述的新型净水剂溶解于水中，配置成浓度为10~20%的净水剂溶液；将所述净水剂溶液用计量泵打入废水中，同时将双氧水溶液用另一计量泵打入废水中，使净水剂溶液、双氧水、废水充分混合；向水体中加入pam溶液，搅拌均匀；进入沉淀池沉淀，上清液检测指标合格后排放，沉淀物经压滤后排出。所述的净水方法，其中，净水剂溶液、双氧水、废水充分混合后，还包括以下步骤：检测出水水体ph值，若ph值呈酸性，则加入naoh调节水体的ph值至中性，若ph值呈中性则无需添加naoh。所述的净水方法，其中，净水剂溶液的加入量和双氧水的加入量根据废水中的cod值而确定。所述的净水方法，其中，当pam溶液的浓度为0.1%时，pam溶液的加入量占废水重量的0.5%~1%。有益效果：本发明的新型净水剂及净水方法，基于芬顿反应的基础上进行优化和改进，通过合理优化改进配方和优化净水步骤，打破芬顿反应必须前期用强酸调节ph值的惯性思维，具有以下优点：1、不用酸，避免用酸危险；2、降低净水成本；3、cod的降低值与药剂使用量的线性好；4、简化净水步骤，提高净水效率，减少水体中的试剂种类；5、能除磷。具体实施方式本发明提供一种新型净水剂及净水方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明提供一种新型净水剂，按照重量百分比计，包括以下组分：聚合硫酸铁5-30%；聚合硫酸铝3-20%；硫酸亚铁10-50%；分子筛10-40%；活性炭3-10%。聚合硫酸铁是一种新型高效无机高分子混凝剂，分子量高达1×105，无毒无害，化学性质稳定，能与水混溶。在水处理过程中，聚铁能很快水解形成大量的阳性多核络离子，中和胶体微粒表面电荷，强烈吸附胶体微粒，通过粘附、架桥、交联、卷扫作用，使微粒凝聚形成絮体而沉降，从而使水澄清。聚合氯化铝是一种净水材料，无机高分子混凝剂，又被简称为聚铝，英文缩写为pac，由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂。硫酸亚铁在酸性条件下，与双氧水配合会发生强氧化。硫酸亚铁优选为配置成硫酸亚铁溶液再加入，所述硫酸亚铁溶液的浓度可以为30%。分子筛和活性炭能将氧化后的具有一定分子量的有机物吸附，变成稳定物而沉降。其中，优选地，本发明中还提供分子筛和活性炭的孔径要求，选用孔径在6.68~7.75nm之间的分子筛，选用孔径在10~20a0之间的活性炭。聚合硫酸铁具有调节废水中的ph值的作用，不加酸加聚合硫酸铁就能使中性的废水具有一定的酸性，在酸性环境下，配方中的硫酸亚铁与外加的双氧水共同作用，氧化废水中的有机分子，使其变成适合分子筛和活性炭孔径吸附的分子，吸附有机分子的分子筛和活性炭在聚铁和聚铝作用下，快速絮凝沉淀，便于水渣分离。本发明所提供的新型净水剂对于工业废水处理后段难于处理的有机物和高难工业废水后续深度处理特别有效，无需彻底氧化，只要适当氧化，就能让有机物分子与分子筛和活性炭的孔径匹配，达到去除废水中cod的目的。本发明中还提供采用所述新型净水剂的净水方法，包括以下步骤：称取原料，将原料粉体加到粉体混合机中混合均匀，得到所述新型净水剂；将所述新型净水剂溶解于水中，配置成浓度为10~20%的净水剂溶液；将所述净水剂溶液用计量泵打入废水中，同时将双氧水溶液用另一计量泵打入废水中，使净水剂溶液、双氧水、废水充分混合；检测出水水体ph值，若ph值呈酸性，则加入naoh调节水体的ph值至中性，若ph值呈中性则无需添加naoh（由于本发明步骤中没有加入强酸，因此，水体本身的ph值并未超过出水要求，若ph值已符合出水要求则无需进行此步骤）；向水体中加入pam溶液，搅拌均匀；其中，加入pam溶液可以有效加快絮凝沉积速度，提高废水处理效率；pam溶液的加入量为水体中干的pam质量浓度约为十万份分之一，即当pam溶液的浓度为0.1%时，pam溶液的加入量占废水重量的0.5%~1%；进入沉淀池沉淀，上清液检测指标合格后排放，沉淀物经压滤后排出。在本发明的净水方法中，是根据水体中cod值来调节净水剂溶液的加入量和双氧水的加入量，cod值越高，所需净水剂溶液越多。另外，由于每种废水中的所含有的有机物不同，也会对净水剂溶液和双氧水溶液的用量造成影响；而且，采用本发明方法不存在放大效应，小试得出的用量即可放大使用。因此，可基于芬顿反应的计算方法结合小试，确定每种废水对应的净水剂溶液和双氧水溶液的用量。另外，本发明中无需预先加入强酸降低水体ph值，后期可以减少甚至无需加入naoh再次提升水体ph值。本发明中通过合理优化改进配方和优化净水步骤，打破芬顿反应必须前期用强酸调节ph值的惯性思维，使得本发明新型净水剂与芬顿反应相比，具有以下优点：1、不用酸，后期也可减少甚至不用加入强碱调节水体ph，减少危险性；2、降低净水成本；3、cod的降低值与药剂使用量的线性好；4、简化净水步骤，提高净水效率；5、能除磷。以下通过具体实施例对本发明作进一步说明。实施例1：净化养猪的黑臭水体一、试验目的通过选取某黑臭水体作为试验物，试验物的cod值为330mg/l，总磷为25mg/l，分别使用芬顿法和净水剂法开展两组对比试验，使出水cod≤100mg/l时，以比较两种方法的优缺点。二、试验部分2.1、试剂h2so4(30%)，双氧水(27.5%)，硫酸亚铁溶液：质量分数为30%，naoh溶液：质量分数为30%，阴离子pam溶液：质量分数为0.1%，净水剂溶液：质量分数为20%。2.2、试验仪器d60台式四参数水质分析仪一套及cod（h/l）预制试剂若干支；万分位电子天平一台，百分位电子秤一台；ph计一台。2.3、检测方法：《快速消解分光光度法hj924-2017》三、试验步骤3.1、芬顿法3.1.1、在电子秤上准确称量试样废水1000g。3.1.2、计算好所需七水硫酸亚铁溶液和双氧水的重量，然后用小烧杯在电子天平（万分位）准确称量。3.1.3、用h2so4调节废水ph值在3-4范围内。3.1.4、向调节好ph值的废水加入称量好的硫酸亚铁溶液和双氧水。3.1.5、均匀搅拌20分钟后，用naoh调节其ph值至中性。3.1.6、加入适量pam溶液，搅拌约30s后见到絮花状即可停止。3.1.7、静置60min后，取上清液检测指标。3.1.8、若检测指标cod≤100mg/l,则按照上述步骤重复小试三遍，以验证药剂试验效果，否则重新试验最佳药剂比例。3.2、净水剂法3.2.1、在电子秤上准确称量试样废水1000g。3.2.2、配置净水剂，按照重量百分比计，包括以下组分：聚合硫酸铁30%；聚合硫酸铝20%；硫酸亚铁25%；分子筛20%；活性炭5%。将所述净水剂溶于水中，得到浓度为20%的净水剂溶液。计算好所需净水剂溶液和双氧水的重量，然后用小烧杯在电子天平（万分位）准确称量配置好的净水剂溶液和双氧水。3.2.3、将称量好的净水剂溶液和双氧水分别倒进试样废水里。3.2.4、均匀搅拌20min后，用naoh调节其ph值至中性（若ph值已符合出水要求，则忽略此步骤）。3.2.5、加入适量pam（聚丙烯酰胺）溶液，搅拌约30s后见到絮花状即可停止。3.2.6、静置60min后，取上清液检测指标。3.2.7、若检测指标cod≤100mg/l，则按照上述步骤重复小试三遍，以验证药剂试验效果，否则重新试验最佳药剂比例。四、试验数据记录4.1黑臭水体ph值为7，cod为330mg/l，总磷为25mg/l时，净水剂法与芬顿法重复试验对比，净水剂法与芬顿法重复试验对比，其结果如表1所示。表14.2试验结论通过以上两组数据对比可以看出：两种方法均可将cod降至环评出水要求，其次，当处理效果相当时，本发明新型净水剂的优势如表2所示。表2处理方法芬顿法新型净水剂备注是否使用酸是否是否使用碱是不用或少量药剂种类5种3种含pam溶液操作安全有一定危险安全处理成本25.4414.34处理成本请参考以下成分分析。成本分析：当两种方法处理废水达标且效果时，测算每吨水的处理成本，如表3所示。表3备注：1、各所需试剂的市场参考价：30%酸每吨价格为600元；净水剂（固）每吨2950元，硫酸亚铁（固）每吨300元，27.5%双氧水每吨2000元，32%碱液每吨1100元。2、表3所选择的添加比例是根据表1试验记录表数据求平均值而定。实施例2：净化造纸厂废水一、试验目的通过选取某造纸厂生化气浮后的废水作为试验物，试验物的cod值分别为66mg/l、110mg/l和140mg/l，分别使用净水剂（20%水剂）和芬顿法开展三组对比试验，使出水cod≤50mg/l时，以比较两种方法的优缺点。二、试验部分2.1、试剂同实施例1。2.2、试验仪器同实施例1。2.3、检测方法：《快速消解分光光度法hj924-2017》2.4、试验水质指标，如表4所示。表4第一组第二组第三组ph6.956.826.91cod(mg/l)66110140三、试验步骤3.1、芬顿法同实施例1。3.2、净水剂法3.2.1、在电子秤上准确称量试样废水1000g。3.2.2、配置净水剂，按照重量百分比计，包括以下组分：聚合硫酸铁25%；聚合硫酸铝15%；硫酸亚铁35%；分子筛15%；活性炭10%。将所述净水剂溶于水中，得到浓度为20%的净水剂溶液。计算好所需净水剂溶液和双氧水的重量，然后用小烧杯在电子天平（万分位）准确称量配置好的净水剂溶液和双氧水。3.2.3、将称量好的净水剂溶液和双氧水分别倒进试样废水里。3.2.4、均匀搅拌20min后，用naoh调节其ph值至中性（若ph值已符合出水要求，则忽略此步骤）。3.2.5、加入适量pam溶液，搅拌约30s后见到絮花状即可停止。3.2.6、静置100min后，取上清液检测指标。3.2.7、若检测指标cod≤50mg/l，则按照上述步骤重复小试三遍，以验证药剂试验效果，否则重新试验最佳药剂比例。四、试验数据记录4.1当造纸废水ph值为6.95、cod为66mg/l时，净水剂法与芬顿法重复试验对比，结果如表5所示。表54.2当造纸废水ph值为6.82、cod为110mg/l的药剂实验记录与芬顿对比，结果如表6所示。表64.3当造纸废水ph值为6.91、cod为140mg/l的药剂实验记录与芬顿对比，结果如表7所示。表74.4、试验结论通过以上三组数据对比可以看出：两种方法均可将cod降至环评出水要求，其次，当处理效果相当时，本发明新型净水剂的优势如表8所示。表8处理方法芬顿法新型净水剂备注是否使用酸是否是否使用碱是不用或少量污泥量（g）0.32280.3306原水cod为66mg/l时药剂种类5种3种含pam溶液操作安全有一定危险安全处理成本11.881.78原水cod为66mg/l时处理成本23.122.86原水cod为110mg/l时处理成本33.363.15原水cod为140mg/l时处理成本请参考以下成本分析。成本分析：当两种方法处理废水达标且效果时，测算每吨水的处理成本，如表9所示。表9备注：1、各所需试剂的市场参考价：30%酸每吨价格为600元；净水剂（固）每吨2950元，硫酸亚铁（固）每吨300元，27.5%双氧水每吨2000元，32%碱液每吨1100元。2、表9所选择的添加比例是根据表5-7试验记录表数据求平均值而定。实施例3：净化焦化废水一、试验目的通过选取某焦化废水作为试验物，试验物的cod值分别为253mg/l和490mg/l，分别使用芬顿法和净水剂法开展两组对比试验，使出水cod≤100mg/l时，以比较两种方法的优缺点。二、试验部分2.1、试剂同实施例1。2.2、试验仪器同实施例1。2.3、检测方法：《快速消解分光光度法hj924-2017》2.4、试验水质指标，如表10所示。表10第一组第二组ph8.18.1cod(mg/l)253490三、试验步骤3.1、芬顿法同实施例1。3.2、净水剂法3.2.1、在电子秤上准确称量试样废水1000g。3.2.2、配置净水剂，按照重量百分比计，包括以下组分：聚合硫酸铁20%；聚合硫酸铝20%；硫酸亚铁30%；分子筛20%；活性炭10%。将所述净水剂溶于水中，得到浓度为20%的净水剂溶液。计算好所需净水剂溶液和双氧水的重量，然后用小烧杯在电子天平（万分位）准确称量配置好的净水剂溶液和双氧水。3.2.3、将称量好的净水剂溶液和双氧水分别倒进试样废水里。3.2.4、均匀搅拌20min后，用naoh调节其ph值至中性（若ph值已符合出水要求，则忽略此步骤）3.2.5、加入适量pam溶液，搅拌约30s后见到絮花状即可停止。3.2.6、静置90min后，取上清液检测指标。3.2.7、若检测指标cod≤100mg/l，则按照上述步骤重复小试三遍，以验证药剂试验效果，否则重新试验最佳药剂比例。四、试验数据记录4.1当焦化废水ph值为8、cod为253mg/l时，净水剂法与芬顿法重复试验对比，其结果如表11所示。表114.2当造纸废水ph值为8、cod为490mg/l的药剂实验记录与芬顿对比，其结果如表12所示。表124.3、试验结论通过以上两组数据对比可以看出：两种方法均可将cod降至环评出水要求，其次，当处理效果相当时，本发明新型净水剂的优势如表13所示。表13处理方法芬顿法新型净水剂备注是否使用酸是否是否使用碱是不用或少量药剂种类5种3种含pam溶液操作安全有一定危险安全处理成本129.254.39原水cod为253mg/l时处理成本239.48.2原水cod为490mg/l时处理成本请参考以下成本分析。当两种方法处理废水达标且效果时，测算每吨水的处理成本，分析如表14所示。表14备注：1、各所需试剂的市场参考价：30%酸每吨价格为600元；净水剂（固）每吨2950元，硫酸亚铁（固）每吨300元，27.5%双氧水每吨2000元，32%碱液每吨1100元。2、表14所选择的添加比例是根据表11、12试验记录表数据求平均值而定。从实施例1-3数据可以看出，与芬顿反应相比，采用本发明所提供的新型净水剂，在保证净水结果的同时，不仅降低了净水成本也简化了净水步骤。应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。当前第1页1 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技术特征：
1.一种新型净水剂，其特征在于，按照重量百分比计，包括以下组分：
聚合硫酸铁5-30%；
聚合硫酸铝3-20%；
硫酸亚铁10-50%；
分子筛10-40%；
活性炭3-10%。
2.根据权利要求1所述的新型净水剂，其特征在于，分子筛选用孔径范围在6.68~7.75nm之间的分子筛。
3.根据权利要求1所述的新型净水剂，其特征在于，活性炭选用孔径范围在10~20a0之间的活性炭。
4.一种净水方法，其特征在于，包括以下步骤：
将如权利要求1~3任一所述的新型净水剂溶解于水中，配置成浓度为10~20%的净水剂溶液；
将所述净水剂溶液用计量泵打入废水中，同时将双氧水溶液用另一计量泵打入废水中，使净水剂溶液、双氧水、废水充分混合；
向水体中加入pam溶液，搅拌均匀；
进入沉淀池沉淀，上清液检测指标合格后排放，沉淀物经压滤后排出。
5.根据权利要求4所述的净水方法，其特征在于，净水剂溶液、双氧水、废水充分混合后，还包括以下步骤：
检测出水水体ph值，若ph值呈酸性，则加入naoh调节水体的ph值至中性，若ph值呈中性则无需添加naoh。
6.根据权利要求4所述的净水方法，其特征在于，净水剂溶液的加入量和双氧水的加入量根据废水中的cod值而确定。
7.根据权利要求4所述的净水方法，其特征在于，当pam溶液的浓度为0.1%时，pam溶液的加入量占废水重量的0.5%~1%。
技术总结
本发明公开一种新型净水剂及净水方法，所述新型净水剂按照重量百分比计，包括以下组分：聚合硫酸铁5‑30%；聚合硫酸铝3‑20%；硫酸亚铁10‑50%；分子筛10‑40%；活性炭3‑10%。本发明中通过合理优化改进配方和优化净水步骤，打破芬顿反应必须前期用强酸调节pH值的惯性思维，使得本发明新型净水剂与芬顿反应相比，具有以下优点：1、不用酸，后期也可减少甚至不用加入强碱调节水体pH，减少危险性；2、降低净水成本；3、COD的降低值与药剂使用量的线性好；4、简化净水步骤，提高净水效率；5、能除磷。
技术开发人、权利持有人：禤耀明;刘华;邓艺海
