专利名称：一种利用高能电子束处理城市污水的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用高能电子束处理城市污水的方法。
技术背景
随着现代工业生产的不断发展和人们生活水平得提高，工业污水和城市生活污水的排量迅速提高，已经严重威胁到人类的生存环境，给城市污水处理带来了巨大的压力。污水中含有大量的有机物、氨氮、磷以及各种病毒、细菌等，如不处理会对环境造成严重危害。 虽然有各种污水处理材料和处理技术不断推出，但都存在一定缺陷。已有的城市污水处理方法如生化法占地面积大，投资成本高并存在污泥的二次污染问题，因此寻求一种成本低，无二次污染，处理效果显著的新型污水处理方法是十分必要的。发明内容
本发明是要解决目前城市污水的处理方法占地面积大，投资成本高并存在二次污染的问题，提供一种利用高能电子束处理城市污水的方法。
本发明利用高能电子束处理城市污水的方法，按以下步骤进行
一、采用高能电子束对城市污水进行辐照处理采用能量为1 1. 5MeV，且电子束流为ImA的电子加速器对城市污水进行辐照处理，辐照时，污水通过一个水槽从电子加速器引出窗下流过，水槽宽度与电子束窗宽度相同，同时控制污水流量，使辐照剂量控制在 10 20kGy，得辐射处理后的污水；
二、吸附处理将粉煤灰直接投放入辐射处理后的污水中，粉煤灰与污水的重量比为1 20 40，搅拌吸附2 3小时，得净化后的水；
三、灰水分离将粉煤灰与净化后的水分离，然后将净化后的水排放，即完成利用高能电子束处理污水。
高能电子束辐射处理污水的原理一方面，高能电子束可以与污染物直接作用，引起它们分解和改性；另一方面，高能电子束可以与水发生作用产生一系列的自由基、离子、 水合电子及离子基等，这些粒子主要是水合电子ea(1_、氢自由基· H、羟基自由基· OH和H2A 等具有相当高的活性，能与污染物发生氧化或还原作用造成有机物的降解，无机物的还原等反应。
电子束辐照处理城市污水时，电子束通过直接或间接降解作用使污水中的有机物质和有毒物质并没有完全的去除或矿化，要使其完全矿化或去除需要很高的辐照剂量，这会大大增加处理成本得不偿失，使用通常的剂量辐照后，其中一部分有机物和有毒物质被降解成二氧化碳和水，但有一部分物质只是从大分子物质变成小分子物质，并没用去除。此时使用粉煤灰进行吸附处理，更有助于小分子物质的去除，电子束辐照与粉煤灰吸附协同处理，达到更好的处理效果。使用本发明方法处理后的城市污水CODcr达到55. 3 7aiig/ L, BOD5 达至Ij 12. 1 24. 9mg/L, NH3-N 达到 12. 3 18. 5mg/L。
对于COD浓度为830mg/L的城市污水经过本发明的方法处理后，COD浓度达到13;3mg/L，而先用粉煤灰处理然后再用电子束照射，其COD浓度为27;3mg/L，可见先用电子束辐照处理更有助于粉煤灰的吸附，处理效果更佳。这是因为先用粉煤灰处理后再用电子束辐照处理城市污水，粉煤灰先将小分子物质吸附，剩余的大分子物质经电子束辐照处理变成小分子物质，而并没有去除，而使处理效果降低。
本发明采用电子束辐射的方法处理污水，不需要加入化学试剂，不会产生二次污染，安全可靠，具有适应面广、降解效率高、反应速度快、污染物降解彻底等优点，辐射能有效地的降解废水中的有机物、氨氮；杀死废水中的有害病毒，有害微生物；此外，辐射处理废水还有脱色、除臭的作用。
粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。本发明利用粉煤灰含有多孔玻璃体、多孔碳粒，呈多孔蜂窝状组织，比表面积较大， 具有一定的吸附能力的特点，将它用于城市污水处理，粉煤灰吸附能有效地去除COD、BOD、 氨氮、磷等，特别是去除污水中的磷效果显著。处理污水后的粉煤灰可用于生产粉煤灰烧结砖，生产粉煤灰蒸养砖，生产加气混凝土，代替粘土做生产水泥的原料，粉煤灰做生产水泥的混合材料等。
本发明采用电子束高级氧化的方法处理废水，占地面积小，成本低；处理污水的吸附材料采用火电厂发电燃煤产生的固体排放物粉煤灰廉价易得，属于以废治废，处理后的粉煤灰另有它用，无二次污染，节约资源；处理后的水符合国家城市污水排放标准。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的任意组合。
具体实施方式
一本实施方式利用高能电子束处理城市污水的方法，按以下步骤进行
一、采用高能电子束对城市污水进行辐照处理采用能量为1 1. 5MeV，且电子束流为ImA的电子加速器对城市污水进行辐照处理，辐照时，污水通过一个水槽从电子加速器弓I出窗下流过，水槽宽度与电子束窗宽度相同，同时控制污水流量，使辐照剂量控制在 10 20kGy，得辐射处理后的污水；
二、吸附处理将粉煤灰直接投放入辐射处理后的污水中，粉煤灰与污水的重量比为1 20 40，搅拌吸附2 3小时，得净化后的水；
三、灰水分离将粉煤灰与净化后的水分离，然后将净化后的水排放，即完成利用高能电子束处理污水。
电子束辐照处理城市污水时，电子束通过直接或间接降解作用使污水中的有机物质和有毒物质并没有完全的去除或矿化，要使其完全矿化或去除需要很高的辐照剂量，这会大大增加处理成本得不偿失，使用通常的剂量辐照后，其中一部分有机物和有毒物质被降解成二氧化碳和水，但有一部分物质只是从大分子物质变成小分子物质，并没用去除。此时使用粉煤灰进行吸附处理，更有助于小分子物质的去除，电子束辐照与粉煤灰吸附协同处理，达到更好的处理效果。使用本实施方式方法处理后的城市污水CODcr达到55. 3 72mg/L, BOD5 达到 12. 1 24. 9mg/L, NH3—N 达到 12. 3 18. 5mg/L。
本实施方式采用电子束辐射的方法处理污水，不需要加入化学试剂，不会产生二次污染，安全可靠，具有适应面广、降解效率高、反应速度快、污染物降解彻底等优点，辐射能有效地的降解废水中的有机物、氨氮；杀死废水中的有害病毒，有害微生物；此外，辐射处理废水还有脱色、除臭的作用。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中采用能量为 IMeV,且电子束流为ImA的电子加速器对城市污水进行辐照处理。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中采用能量为 1. 5MeV，且电子束流为ImA的电子加速器对城市污水进行辐照处理。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中采用能量为 1. 2 1. 3MeV，且电子束流为ImA的电子加速器对城市污水进行辐照处理。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一至四之一不同的是辐照剂量控制在lOkGy。其它与具体实施方式
一至四之一相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一至四之一不同的是辐照剂量控制在20kGy。其它与具体实施方式
一至四之一相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一至四之一不同的是辐照剂量控制在15kGy。其它与具体实施方式
一至四之一相同。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
一至七之一不同的是煤灰与污水的重量比为1 20。其它与具体实施方式
一至七之一相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
一至七之一不同的是煤灰与污水的重量比为1 40。其它与具体实施方式
一至七之一相同。
具体实施方式
十本实施方式与具体实施方式
一至七之一不同的是煤灰与污水的重量比为1 30。其它与具体实施方式
一至七之一相同。
具体实施方式
十一本实施方式利用高能电子束处理城市污水的方法，按以下步骤进行
一、采用高能电子束对城市污水进行辐照处理采用能量为1. 2MeV，且电子束流为ImA的电子加速器对城市污水进行辐照处理，辐照时，污水通过一个水槽从电子加速器引出窗下流过，水槽宽度与电子束窗宽度相同，同时控制污水流量，使辐照剂量控制在 20kGy，得辐射处理后的污水；
二、吸附处理将粉煤灰直接投放入辐射处理后的污水中，粉煤灰与污水的重量比为1 20，搅拌吸附2小时，得净化后的水；
三、灰水分离使用灰水分离装置将粉煤灰与净化后的水分离，然后将净化后的水排放，即完成利用高能电子束处理污水。
本实施方式所述的城市污水为城市污水厂的进口水。
本实施方式处理后前后的城市污水各项指标的检测结果如表1所示。
表 1步骤一中使 步骤一中使 步骤一中使 步骤二中粉 步骤二中粉 步骤二中粉
权利要求
1.一种利用高能电子束处理城市污水的方法，其特征在于利用高能电子束处理城市污水的方法，按以下步骤进行一、采用高能电子束对城市污水进行辐照处理采用能量为1 1.5MeV，且电子束流为 ImA的电子加速器对城市污水进行辐照处理，辐照时，污水通过一个水槽从电子加速器引出窗下流过，水槽宽度与电子束窗宽度相同，同时控制污水流量，使辐照剂量控制在10 20kGy，得辐射处理后的污水；二、吸附处理将粉煤灰直接投放入辐射处理后的污水中，粉煤灰与污水的重量比为 1 20 40，搅拌吸附2 3小时，得净化后的水；三、灰水分离将粉煤灰与净化后的水分离，然后将净化后的水排放，即完成利用高能电子束处理污水。
2.根据权利要求1所述的一种利用高能电子束处理城市污水的方法，其特征在于步骤一中采用能量为IMeV,且电子束流为ImA的电子加速器对城市污水进行辐照处理。
3.根据权利要求1所述的一种利用高能电子束处理城市污水的方法，其特征在于步骤一中采用能量为1. 5MeV，且电子束流为ImA的电子加速器对城市污水进行辐照处理。
4.根据权利要求1所述的一种利用高能电子束处理城市污水的方法，其特征在于步骤一中采用能量为1. 2 1. 3MeV，且电子束流为ImA的电子加速器对城市污水进行辐照处理。
5.根据权利要求1或2所述的一种利用高能电子束处理城市污水的方法，其特征在于步骤一中使辐照剂量控制在lOkGy。
6.根据权利要求1或2所述的一种利用高能电子束处理城市污水的方法，其特征在于步骤一中使辐照剂量控制在20kGy。
7.根据权利要求1或2所述的一种利用高能电子束处理城市污水的方法，其特征在于步骤一中使辐照剂量控制在15kGy。
8.根据权利要求5所述的一种利用高能电子束处理城市污水的方法，其特征在于步骤二中粉煤灰与污水的重量比为1 20。
9.根据权利要求5所述的一种利用高能电子束处理城市污水的方法，其特征在于步骤二中粉煤灰与污水的重量比为1 40
10.根据权利要求5所述的一种利用高能电子束处理城市污水的方法，其特征在于步骤二中粉煤灰与污水的重量比为1 30。
全文摘要
一种利用高能电子束处理城市污水的方法，涉及一种利用高能电子束处理城市污水的方法。是要解决目前城市污水的处理方法占地面积大，投资成本高并存在二次污染的问题。方法一、采用高能电子束对城市污水进行辐照处理；二、吸附处理；三、灰水分离，即完成利用高能电子束处理污水。本发明不需要加入化学试剂，不会产生二次污染，安全可靠，具有适应面广、降解效率高、反应速度快、污染物降解彻底等优点，辐射能有效地的降解废水中的有机物、氨氮；杀死废水中的有害病毒，有害微生物；此外，辐射处理废水还有脱色、除臭的作用。用于城市污水的处理。
文档编号C02F1/28GK102491570SQ20111039141
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者刘宇光, 张丹堤, 张玉宝, 斯琴图雅, 梁宏斌, 王强 申请人:黑龙江省科学院技术物理研究所