本发明涉及一种絮凝剂领域，尤其涉及一种适用于造纸废水处理的絮凝剂及其使用方法。
背景技术：
造纸废水指制浆造纸工艺过程中产生的废水。包括制浆蒸煮废液、洗涤废水、漂白废水与纸机白水等。造纸废水中含有大量的有机物和悬浮物，并含有大量化学药品和杂质，造纸废水成分复杂，可生化性差，属于较难处理的工业废水，是我国主要的工业污染源之一。
现有的造纸废水处理工艺以化学氧化法处理居多，比如芬顿氧化工艺，芬顿氧化法是在酸性条件下，h2o2在fe2+存在下生成强氧化能力的羟基自由基·oh，并引发更多的其他活性氧，以实现对有机物的降解，其氧化过程为链式反应。其中以·oh产生为链的开始，而其他活性氧和反应中间体构成了链的节点，各活性氧被消耗，反应链终止。芬顿法处理的主要药剂是硫酸亚铁，双氧水，酸，碱。其存在以下缺点：
1、化工艺劳动强度大，双氧水操作难度大，硫酸亚铁投加必须是固体，且硫酸亚铁含铁20％左右，相对于聚铁的11％含铁，大大增加了污泥处理强度，且成本高。2、芬顿氧化工艺容易返色。如双氧水与硫酸亚铁的投加量与投加比例控制不好，或三价铁不沉淀容易导致废水呈现出微黄色或黄褐色。3、芬顿氧化工艺比较难控制。因为双氧水与硫酸亚铁的最佳比例需要进行正交实验才可以得出，并且受到反应ph值、反映时间长短、搅拌混合程度的影响，所以比例很难控制。4、芬顿氧化工艺腐蚀性大，连水泥池都被腐蚀掉。双氧水强氧化性，其氧化性仅次于氟气(f2)，如果防护不好对人体都有一定程度的腐蚀，硫酸亚铁也具有一定的腐蚀性。
技术实现要素：
为克服现有技术的不足，本发明提出一种适用于造纸废水处理的絮凝剂，絮凝效果优异，能够配合阴离子聚丙烯酰胺对污水充分净化，处理后的废水澄清无色，符合排放标准。本发明还提出一种所述的适用于造纸废水处理的絮凝剂的使用方法，操作简单，减少劳动力。
本发明提出一种适用于造纸废水处理的絮凝剂，按质量百分比，包括以下组分：有机高分子絮凝剂5.8％-7.4％，三价铁离子6.2％-10.5％，镧系稀土金属离子0.3％-1.8％和水78％-88％。
作为本发明的进一步实施例方案，所述有机高分子絮凝剂包括阳离子型有机高分子絮凝剂。
作为本发明的进一步实施例方案，所述有机高分子絮凝剂包括聚二甲基二烯丙基氯化铵、壳聚糖和木质素，所述木质素为大孔径球形木质素，粒度为0.2-1.2mm。
作为本发明的进一步实施例方案，所述聚二甲基二烯丙基氯化铵、壳聚糖、木质素的用量比为(4-7)：(0.8-2)：(5-15)。
作为本发明的进一步实施例方案，所述三价铁离子的来源于硫酸铁溶液或氯化铁溶液。
本发明还提出一种上述的适用于造纸废水处理的絮凝剂的使用方法，包括以下步骤：
(1)、向废水中加入所述的适用于造纸废水处理的絮凝剂，搅拌均匀；
(2)、加入碱调节ph值至7.5-8.0，搅拌均匀；
(3)、加入阴离子聚丙烯酰胺，搅拌均匀，絮凝后过滤取上层清液。
作为本发明的进一步实施例方案，所述的适用于造纸废水处理的絮凝剂在废水中浓度为800-1500ppm。
作为本发明的进一步实施例方案，所述阴离子聚丙烯酰胺的质量浓度为1‰，加入量为废水量0.1-0.2％。
作为本发明的进一步实施例方案，所述阴离子聚丙烯酰胺的分子量为1800万，水解度12-14％。
作为本发明的进一步实施例方案，步骤(2)加入的碱为naoh溶液。
本发明的有益效果：
1、高相对分子质量的聚合物阳离子絮凝剂中含有大量的阳离子基团，可通过静电吸附负电荷的悬浮物颗粒、乳化油滴及含阴离子基团的水溶性有机胶质，使这些杂质凝聚、絮凝沉降，从而有效降低水的浊度和cod值。另外，阳离子有机高分子絮凝剂利用其特有的季胺基团，可有效杀死病毒或微生物并使之沉降。本发明将有机高分子絮凝剂：聚二甲基二烯丙基氯化铵、壳聚糖和木质素按(4-7)：(0.8-2)：(5-15)的用量比复配协同，壳聚糖和木质素与聚二甲基二烯丙基氯化铵复合，絮凝效果显著优于等量单一絮凝剂。其中，所述木质素主要添加的是大孔径木质素，大孔径的木质素网孔内活性位(官能团)分布较散开、被吸附着的粒子间的斥力增长缓慢；即大孔径木质素的孔内吸附能力较强。实施时，根据废水中的木质素含量适当调整投加量。
2、本发明将上述阳离子型絮凝剂与镧系稀土金属离子进行复配，可增加阳离子电荷数，强烈增强吸附负电荷胶粒，中和部分电荷，较少静电斥力，使胶粒凝聚为大的混凝体。同时，可发挥它们的协同作用和复配增效作用，减少有机高分子絮凝剂的用量，降低成本。
3、三价铁离子的加入，一方面，碱性条件下，三价铁离子会形成氢氧化铁胶体，它的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量吸附水中分散的微小颗粒，金属粒子及有机大分子，起到助凝作用，有利于絮体快速沉降，从而最大限度地起到絮凝剂的效果，去浊脱色率高；另一方面，镧系稀土金属离子可改善铁系絮凝剂性能，促进水解聚合，起到助凝和协同混凝的作用，使絮凝效果更佳。
4、使用本发明的絮凝剂对造纸废水进行絮凝气浮处理，可直接取代现有工艺中的芬顿氧化法，仅需要污水处理混凝剂和聚丙烯酰胺两种药剂，无需双氧水、硫酸、硫酸亚铁溶液和碱液；同时，本工艺可直接利用现有絮凝沉淀池，工艺链缩短，操作简单，劳动力减少，且一步絮凝可达到排放标准(无需多层过滤重复絮凝)。
具体实施方式
一种适用于造纸废水处理的絮凝剂，按质量百分比，包括以下组分：有机高分子絮凝剂5.8％-7.4％，三价铁离子6.2％-10.5％，镧系稀土金属离子0.3％-1.8％和水78％-88％。
所述有机高分子絮凝剂包括阳离子型有机高分子絮凝剂。
所述有机高分子絮凝剂包括聚二甲基二烯丙基氯化铵、壳聚糖和木质素，所述木质素为大孔径球形木质素，粒度为0.2-1.2mm。
所述聚二甲基二烯丙基氯化铵、壳聚糖、木质素的用量比为(4-7)：(0.8-2)：(5-15)。
所述三价铁离子的来源于硫酸铁溶液或氯化铁溶液。
一种上述的适用于造纸废水处理的絮凝剂的使用方法，包括以下步骤：
(1)、向废水中加入所述的适用于造纸废水处理的絮凝剂，絮凝剂在废水中浓度为800-1500ppm，搅拌均匀；
(2)、加入适量naoh溶液调节ph值至7.5-8.0，搅拌均匀；
(3)、加入质量浓度为1‰的阴离子聚丙烯酰胺，加入量为废水量0.1-0.2％。所述阴离子聚丙烯酰胺的分子量为1800万，水解度12-14％。搅拌均匀，絮凝后过滤取上层清液。
如下结合具体实施例，对本申请方案作进一步描述：
一种适用于造纸废水处理的絮凝剂，各组分对应的实施例用量如下表1：
表1
一种絮凝剂，各组分组成如下表2：
表2
取200g某造纸厂的废水样品多个，该废水生化末端出水cod在281mg/l，色度在300左右，某造纸厂不能达到排放标准。
按上述絮凝剂的使用方法操作(絮凝剂在废水中浓度为1200ppm，阴离子聚丙烯酰胺加入量为废水的1％＝2g)，分别将实施例1-3和对比例1-4的絮凝剂分别投入废水样品中，观察现象并检测其cod值。
由上述测试结果可知：
参见实施例1与对比例1-3的测试结果可知，本发明将有机高分子絮凝剂：聚二甲基二烯丙基氯化铵、壳聚糖和木质素按(4-7)：(0.8-2)：(5-15)的用量比复配协同，壳聚糖和木质素与聚二甲基二烯丙基氯化铵复配，絮凝效果显著优于等量单一絮凝剂。
参见实施例1与对比例4的测试结果可知，在缺少镧系稀土金属离子的配合时，对比例4中有机高分子絮凝剂的用量需高达实施例1的两倍才可接近实施例1的絮凝效果。本发明将阳离子型絮凝剂与镧系稀土金属离子进行复配，可增加阳离子电荷数，强烈增强吸附负电荷胶粒，中和部分电荷，较少静电斥力，使胶粒凝聚为大的混凝体。同时，可发挥有机高分子絮凝剂的协同作用和复配增效作用，减少有机高分子絮凝剂的用量，降低成本。
使用本发明的絮凝剂对造纸废水进行处理，能够有效的将原水色度降至5以下，cod降至50mg/l以下，达到排放标准，且可直接利用原有絮凝沉淀池，工艺链缩短，操作简单。
上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。