基本信息
- 项目名称：
- 油页岩废渣制备絮凝剂处理生活废水的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本文以油页岩废渣为原料，采用焙烧活化、酸浸、碱浸、聚合的方法制备了聚硅酸和聚硅酸铝铁絮凝剂。聚硅酸铝铁对污水中污染物的去除过程中，其压缩双电层、吸附电中和、沉淀网捕及吸附架桥等作用综合协调才能收到良好的絮凝效果。该法为油页岩废渣的综合利用提供了一个新途径，在制备过程中无二次污染，工艺简单，原料有效利用率高，其经济效益和社会效益显著。
- 详细介绍：
- 本文以油页岩废渣为原料，采用焙烧活化、酸浸、碱浸、聚合的方法制备了聚硅酸和聚硅酸铝铁絮凝剂。研究了pH值、硫酸浓度、陈化温度对聚硅酸形成速度及稳定性的影响，并以生活污水为处理对象，研究了聚硅酸铝铁的絮凝性能。研究结果表明，随着pH值的增大，聚合硅酸形成速度加快，但稳定性降低。酸浓度增加和陈化温度升高均有利于聚硅酸的形成，但影响其稳定性。随着n(Al+Fe)/nSi和n(Al+Fe)/nNaOH增大，聚硅酸铝铁絮凝性能提高，继续增加n(Al+Fe)/nSi和n(Al+Fe)/nNaOH，絮凝剂性能下降，当n(Al+Fe)/nSi为8:1时，污水的浊度去除率最大， n(Al+Fe)/nSi为10:1时，污水的COD去除率最高；当n(Al+Fe)/nNaOH为1.2:1时，污水的浊度去除率最大，n(Al+Fe)/nNaOH为2.7:1时，污水的COD去除率最大。聚硅酸铝铁对污水中污染物的去除过程中，其压缩双电层、吸附电中和、沉淀网捕及吸附架桥等作用综合协调才能收到良好的絮凝效果。该法为油页岩废渣的综合利用提供了一个新途径，在制备过程中无二次污染，工艺简单，原料有效利用率高，其经济效益和社会效益显著。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 以油页岩废渣为原料，采用焙烧活化、酸浸、碱浸、聚合的方法制备絮凝剂液体样品，在50摄氏度条件下恒温干燥，待样品完全固化后，研磨得固体样品。首次采用油页岩废渣制备无机高分子絮凝剂-聚合硅酸铝铁。所制备的新型絮凝剂应用于生活废水处理中，既节约了资源，有减少了污染。研究酸浓度、陈化温度、pH以及硅含量、铝铁比、硅铁比和NaOH加入量对聚硅酸稳定性、絮凝性能的影响。处理后所排污水达国家标准。
科学性、先进性
- 聚硅酸类无机高分子絮凝剂综合了聚硅酸粘结聚集、吸附架桥效能和铝盐絮凝剂絮体大，脱色性能好，铁盐絮凝剂絮体密实、沉降速度快等特点，性能更优，收到广泛关注。目前，以油页岩废渣为原料制备絮凝剂的报道，比较显见，本研究通过聚合工艺，以油页岩废渣为原料制备高效的水处理材料，将推动油页岩废渣的综合利用。
获奖情况及鉴定结果
- 2011年6月辽宁省挑战者杯决赛特等奖
作品所处阶段
- 实验室成功，工厂小试成功
技术转让方式
- 工艺技术方案及配方转让
作品可展示的形式
- 图片、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 采用油页岩废渣为原料制备絮凝剂，既可减少油页岩废渣的污染，还可减少矿物资源的浪费，为生产高效无机水处理剂提供一个新思路。处理1t油页岩废渣消耗盐酸1.5t，片碱0.3t，生产液体高分子絮凝剂2t。市售98%浓硫酸400-600元/t，若采用工业废酸，其成本更低，工业片碱约3000元/t，以产品售价1200元/t计算，处理1t油页岩废渣，仅生产絮凝剂即可盈利600元以上，经济效益巨大。
同类课题研究水平概述
- 油页岩是一种重要的能源矿产，它可以用于提炼页岩油，直接用作燃料燃烧、发电等。油页岩经干馏或燃烧后剩下的物质为油页岩废渣。我国油页岩资源丰富，在利用过程中产生的固体废渣每年达1000余万吨。这些固体废弃物的堆放不仅占用了大量的土地，而且容易造成环境的污染。油页岩废渣中含有大量的铝、铁和硅，可用来制备新型复合絮凝剂。因此，用其制备新型复合絮凝剂可使大量的油页岩废渣变废为宝，达到治理环境、改良土壤，增加经济效益的目的，为油页岩废渣利用开辟一条新途径。目前，以油页岩废渣为原料制备无机高分子絮凝剂的报道很少。但以粉煤灰、煤矸石等固体废弃物为原料制备无机絮凝剂的报道较多，技术也较为成熟，而采用以上材料制备絮凝剂性能更加优异的聚合硅酸铝铁絮凝剂的报道较少，本文以油页岩废渣为原料制备聚合硅酸铝铁絮凝剂，并对其性能研究，有利于该技术的推广。
