一种低浓度有机物的核晶凝聚方法
【专利摘要】一种低浓度有机物的核晶凝聚方法，首先将废水预氧化，并投加絮凝剂使有机物脱稳形成高于等电点的电正性不溶性微粒；随后，根据水中悬浊质浓度的高低，向水中投加带电负性的成核物质，并调整系统流态使不溶性微粒与成核物质按照逐一附着凝聚模式，实现难沉淀有机质共存体系混凝处理与共聚沉淀，本发明通过预氧化提高有机物可凝聚性、优化混凝操作条件、增加成核物质，并辅以流态控制技术，实现水体中低浓度有机物的混凝去除，具有处理效率高，耗时短的优点。
【专利说明】—种低浓度有机物的核晶凝聚方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水净化【技术领域】，特别涉及一种低浓度有机物的核晶凝聚方法。
【背景技术】
[0002]混凝是一种去除水中悬浮物、胶体颗粒及大分子有机物的处理技术，一般认为混凝过程分为两个阶段:絮凝和凝聚。絮凝是指通过向水中投加絮凝剂与水中的细小颗粒、胶体以及溶解性大分子物质发生作用，改变其表面电荷性质促使该类物质相互聚集，形成细小微粒；凝聚是指在适当的水力剪切作用下，通过高分子物质吸附架桥，使絮凝中形成的微粒相互黏结形成更大尺度不溶颗粒的过程。混凝技术处理效果显著、操作简便、成本低廉，因此被广泛应用于给水、工业废水以及再生水处理领域。
[0003]废水具有较高悬浊质浓度是保障混凝处理工艺效果的重要因素，对于低浊质、低浓度的有机废水而言，常规混凝工艺的去除效果就变得相当有限。而此类废水采用生物处理或是化学处理虽然能取得比较好的效果，但耗时长、流程复杂且非常不经济。因此，开发出适合低浓度有机废水的混凝去除技术对于降低该类废水处理成本、提高废水处理率、节省企业环保投入均具有重要意义。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低浓度有机物的核晶凝聚方法，通过预氧化提高有机物可凝聚性、优化混凝操作条件、增加成核物质，并辅以流态控制技术，实现水体中低浓度有机物的混凝去除，具有处理效率高，耗时短的优点。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0006]一种低浓度有机物的核晶凝聚方法，首先将废水预氧化，并投加絮凝剂使有机物脱稳形成高于等电点的电正性不溶性微粒；随后，根据水中悬浊质浓度的高低，向水中投加带电负性的成核物质，并调整系统流态使不溶性微粒与成核物质按照逐一附着凝聚模式，实现难沉淀有机质共存体系混凝处理与共聚沉淀。
[0007]所述废水预氧化是在废水中按照投加量2~5mg/L加入氧化剂，反应时间10~20mino
[0008]所述氧化剂为二氧化氯或次氯酸钠。
[0009]所述投加絮凝剂过程中，维持搅拌强度300^1 < G < 400^，采用铝盐类絮凝剂，投加量控制在20~30mg/L，反应时间2~3min，所形成的不溶性微粒Zeta电位为5~20mv。
[0010]所述不溶性微粒粒径3~10 μ m，颗粒表面Zeta电位为3~5mv。
[0011]所述成核物质表面Zeta电位为-10~_5mv，粒径30~50μπι。
[0012]所述投加带电负性的成核物质过程中，维持搅拌强度G=30~50s—1，成核物质为硅藻土，其颗粒表面Zeta电位为-25~-lOmv，投加量为3~10mg/L，反应时间为lmin。
[0013]所述实现混凝与共聚的过程中，投加高分子助凝剂，维持搅拌强度G=20~30s—1，持续时间3~5min ;然后维持搅拌强度G=15~20s_l，持续时间15~20min，所投加的助凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺，投加量lmg/L。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0015]1、本方法处理效率高，处理流程短；
[0016]2、本方法操作简便，无需专业人员操作；
[0017]3、所采用的成核物质货源充足、价格低廉，可以有效地控制整个处理工艺的成本。【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明结构示意图，图中大颗粒为成核物质，其周围的小颗粒为电正性不溶性微粒。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
[0020]实施例一
[0021]一种水中低浓度有机物的核晶凝聚技术和控制方法，包括如下步骤:
[0022]步骤一，针对有机质共存体系，向其中投加氧化剂并快速搅拌混合，反应20min，随后，待处理水进入混凝反应器。其中氧化剂采用二氧化氯，投加量为2mg/L ；
[0023]步骤二，控制混凝反应器中的搅`拌强度，投加絮凝剂后进行反应，使有机物脱稳形成略高于等电点的电正性不溶性微粒。其中，搅拌强度维持在300^，采用铝盐类絮凝剂，投加量20mg/L,反应时间为2min,所形成的不溶性微粒Zeta电位为5mv ；
[0024]步骤三，降低反应器中搅拌强度，并根据水中悬浊质浓度高低向水中投加带电负性的成核物质，使步骤二中形成的不溶性有机物微粒在成核物质表面逐一附着。其中，搅拌强度G=30s4，所投加的成核物质为硅藻土，其颗粒表面Zeta电位为_25mv，投加量为3mg/L，反应时间为lmin ；
[0025]步骤四，继续降低反应器中搅拌强度，并向处理水中投加高分子助凝剂，利用其吸附架桥作用，将步骤三中所形成的颗粒絮体捕获，在水力剪切作用下使絮体进一步密实化，易于从水中沉淀去除。其中，本阶段的搅拌强度分别为6=20^，持续时间3min ;然后控制6=15^，持续时间15min，所投加的助凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺，投加量lmg/L。
[0026]混凝与共聚过程如图1所示，较小的电正性不溶性微粒由于吸附作用被较大的硅藻土吸附。
[0027]实施例二
[0028]一种水中低浓度有机物的核晶凝聚技术和控制方法，包括如下步骤:
[0029]步骤一，针对有机质共存体系，向其中投加氧化剂并快速搅拌混合，反应时间为20min，随后，待处理水进入混凝反应器。其中氧化剂采用次氯酸钠，投加量为5mg/L ；
[0030]步骤二，控制混凝反应器中的搅拌强度，投加絮凝剂后进行反应，使有机物脱稳形成略高于等电点的电正性不溶性微粒。其中，搅拌强度维持在400^，采用铝盐类絮凝剂，投加量控制在30mg/L,反应时间为3min,所形成的不溶性微粒Zeta电位为20mv ；
[0031]步骤三，降低反应器中搅拌强度，并根据水中悬浊质浓度高低向水中投加带电负性的成核物质，使步骤二中形成的不溶性有机物微粒在成核物质表面逐一附着。其中，搅拌强度维持在6=5084左右，所投加的成核物质为硅藻土，其颗粒表面Zeta电位为-10mv，投加量为10mg/L,反应时间为lmin ；
[0032]步骤四，继续降低反应器中搅拌强度，并向处理水中投加高分子助凝剂，利用其吸附架桥作用，将步骤三中所形成的颗粒絮体捕获，在水力剪切作用下使絮体进一步密实化，易于从水中沉淀去除。其中，本阶段的搅拌强度分别为6=30^，持续时间5min ;然后控制6=20^，持续时间20min，所投加的助凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺，投加量lmg/L。
[0033]实施例三
[0034]一种水中低浓度有机物的核晶凝聚技术和控制方法，包括如下步骤:
[0035]步骤一，针对有机质共存体系，向其中投加氧化剂并快速搅拌混合，反应时间为15min，随后，待处理水进入混凝反应器。其中氧化剂可采用二氧化氯、次氯酸钠等，投加量为 4mg/L ；
[0036]步骤二，控制混凝反应器中的搅拌强度，投加絮凝剂后进行反应，使有机物脱稳形成略高于等电点的电正性不溶性微粒。其中，搅拌强度维持在350s—1，采用铝盐类絮凝剂，投加量控制在25mg/L，反应时间为2.5min，所形成的不溶性微粒Zeta电位为10mv ；
[0037]步骤三，降低反应器中搅拌强度，并根据水中悬浊质浓度高低向水中投加带电负性的成核物质，使步骤二中形成的不溶性有机物微粒在成核物质表面逐一附着。其中，搅拌强度维持在6=4084左右，所投加的成核物质为硅`藻土，其颗粒表面Zeta电位为-20mv，投加量为6mg/L,反应时间为lmin ；
[0038]步骤四，继续降低反应器中搅拌强度，并向处理水中投加高分子助凝剂，利用其吸附架桥作用，将步骤三中所形成的颗粒絮体捕获，在水力剪切作用下使絮体进一步密实化，易于从水中沉淀去除。其中，本阶段的搅拌强度分别为6=15^，持续时间4min ;然后控制GiSs—1，持续时间18min，所投加的助凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺，投加量lmg/L。
【权利要求】
1.一种低浓度有机物的核晶凝聚方法，其特征在于:首先将废水预氧化，并投加絮凝剂使有机物脱稳形成高于等电点的电正性不溶性微粒；随后，根据水中悬浊质浓度的高低，向水中投加带电负性的成核物质，并调整系统流态使不溶性微粒与成核物质按照逐一附着凝聚模式，实现难沉淀有机质共存体系混凝处理与共聚沉淀。
2.根据权利要求1所述的低浓度有机物的核晶凝聚方法，其特征在于，所述投加絮凝剂过程中，维持搅拌强度300s—1 < G < 400s—1，采用铝盐类絮凝剂，投加量控制在20~30mg/L,反应时间2~3min,所形成的不溶性微粒的Zeta电位为5~20mv。
3.根据权利要求1所述的低浓度有机物的核晶凝聚方法，其特征在于，所述不溶性微粒粒径3~10 μ m,颗粒表面Zeta电位为3~5mv。
4.根据权利要求1所述的低浓度有机物的核晶凝聚方法，其特征在于，所述成核物质为娃藻土，粒径30~50 μ m,其颗粒表面Zeta电位为-10~_5mv,投加量为3~10mg/L,反应时间为Imin。
5.根据权利要求1所述的低浓度有机物的核晶凝聚方法，其特征在于，所述投加带电负性的成核物质过程中，维持搅拌强度G=30~50s'
【文档编号】C02F1/52GK103626273SQ201310690137
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】金鹏康, 王晓昌, 任武昂, 金鑫 申请人:西安建筑科技大学