一种污水处理方法与流程

文档序号:11244262来源:国知局

本发明涉及污水处理技术领域,特别涉及一种污水处理方法。



背景技术:

我国污水处理面临着水污染严重,污水治理起步晚、基础差、要求高的形势。近些年,城市污水处理的建设有了很大发展,截至2005年6月底,全国661个设市城市建有污水处理厂708座,处理能力为4912万立方米/d,是2000年的两倍多;全年城市污水处理量162.8亿立方米,比2000年增加了43%,城市污水处理率达45.7%。但绝大多数城市的污水处理能力满足不了实际需要,全国还有297个城市没有建成污水处理厂,其中,地级以上城市63个,包括人口50万以上的大城市8个;位于重点流域、区域“十五”规划范围内的城市54个。全国5万多个城镇,370多万个村庄,9亿多人口居住地尚无污水处理设施。

污水主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等,多为无毒的无机盐类,污水中含氮、磷、硫多,致病细菌多。污水同时也是低温热源和甲烷发生源,更是远景化石油气田。污水中含有大量有机物,如纤维素、淀粉、糖类和脂肪蛋白质等;也常含有病原菌、病毒和寄生虫卵;无机盐类的氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐和钠、钾、钙、镁等。污水量为150—400l,其量与生活水平有密切关系。高硬水,尤其是永久硬度高水的危害表现为多方面:难喝;可引起消化道功能紊乱、腹泻、孕畜流产;对人们日用不便;耗能多;影响水壶、锅炉寿命;锅炉用水结垢,易造成爆炸;需进行软化、纯化处理,酸、碱、盐流失到环境中又会造成地下水硬度升高,形成恶性循环。

长期以来,我国城市污水处理设施采取的是免费使用政策,不仅扩大再生产由财政投资,简单再生产也需要财政拨款才能完成,财政拨款因此成了污水处理设施维护建设投资的唯一来源,使得我过得污水处理收到资金的制约。然而,现有技术中对城市污水的处理设备投资较大,运行成本太高,为此需要设计一种新型的污水处理系统,能够综合性的克服上述现有技术中的污水处理系统存在的不足。



技术实现要素:

本发明目的是针对现有技术的不足,提供一种污水处理方法,具有设备投资少、经济收益高的特点,在应用普及上有着广泛的市场前景。

本发明提供的一种污水处理方法,包括以下步骤:

1)将待处理污水导入蒸发沉降槽,通过絮凝剂加料装置加入絮凝剂,充分搅拌并进行自然蒸发,加料完毕后进入沉降蒸发阶段,利用检测器检测污水,当测定值达到设定值时,进入强制蒸发阶段,所述蒸发沉降槽上部设有蒸汽冷凝收集装置用于收集自然蒸发、沉降蒸发以及强制蒸发阶段的水汽;

2)将收集的蒸汽水经渗透膜过滤后导入第一制冰机,采集冰粉,所述冰粉可作为冰鲜冰商品;

3)蒸发后的残液导入沼气池进行厌氧发酵,收集所产生的沼气,发酵结束后发酵残液进行固液分离成为底部固体相和上述水相,所述固体相作为废弃物排出,所述水相导入第二制冰机,在所述第二制冰机上部采出冰粉下部排出废水,所述冰粉可作为冰鲜冰商品,所述废水经蒸汽冷凝装置换热后循环至蒸发沉降槽处理。

所述强制蒸发阶段为,使用设置在沉降蒸发池污水液面以下的蒸发设备进行人工加热蒸发;所述蒸发的热量来源优选包含来自冰机交换机所产生的热源:可将交换机散热器直接设置在蒸发沉降槽内部,使其作为蒸发设备的一部分,也可以通过换热装置连接交换机散热器与蒸发设备。

所述蒸发设备的来源也可以为自产的沼气的燃烧。

针对生活污水中致病细菌多的情况,仅仅依靠沉降和蒸发的操作所得到的蒸汽中有时还存在致病细菌,因而在所述蒸发沉降槽的上述还设有紫外杀菌灯用于蒸汽杀菌。

所述蒸汽冷凝收集装置的冷媒优选使用第二制冰机下部排出的低温废水。

在本发明的另一种具体实施方式中,还包括以下步骤:将步骤3)中收集的沼气导入沼气发电机,所述沼气发电机为制冰机提供电能,产生的过热废水用于蒸发设备。

本发明所述絮凝剂,没有特别的限制,可以为无机絮凝剂,也可以为有机絮凝剂。所述无机絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等,所述有机絮凝剂包括阴离子聚丙烯酰胺,阳离子聚丙烯酰胺,非离子聚丙烯酰胺,壳聚糖等。

根据本发明的处理过程,若使用可经微生物降解的有机大分子絮凝剂,其可直接在厌氧发酵的微生物处理阶段降解发酵,不会带来二次污染的特点并增加了沼气含量,真正实现了变废为宝。

壳聚糖(chitosan)又称脱乙酰甲壳素,壳聚糖分子中均含有酰胺基及氨基、羟基,随着氨基的质子化,表现出阳离子型聚电解质的作用,不仅对重金属有螯合作用,还可有效地絮凝吸附水中带负电荷的微细颗粒,壳聚糖对蛋白质、淀粉等有机物的絮凝作用很强。壳聚糖的一个显著特性是吸附能力。许多低分子量的材料,比如金属离子、胆固醇、甘油三酯、胆酸和有机汞等,都可以被壳聚糖吸附。特别是壳聚糖不仅可以吸附镁、钾,而且可以吸附锌、钙、汞和铀。壳聚糖的吸附活性可以有选择地发挥作用。现已证明壳聚糖是高效的螯合物介质。但壳聚糖在溶液中的溶胀也使分离较困难,需添加硫酸铝、聚合氯化铝等,且最终的絮凝和沉降过程不易控制。

针对本申请的处理流程的特点以及壳聚糖的上述特性,本发明的方法絮凝剂采用一种改性壳聚糖絮凝剂。以粉煤灰为载体,将壳聚糖负载于粉煤灰表面,该吸附剂既可节省壳聚糖加入量,又使分离操作简单易行,具有吸附速率快、吸附容量大、无污染等优点。

所述壳聚糖絮凝剂的具体制备方法为:将石灰石与粉煤灰一定按质量比混合后,在马弗炉中进行高温活化,制得经碱改性粉煤灰。将一定量的壳聚糖溶液按照一定质量比例逐渐加入碱改性粉煤灰粉煤灰,剧烈搅拌,调节使ph=9,变成凝结状,然后慢速搅拌,水洗至中性、抽滤,恒温干燥箱烘干,研磨过筛,制得粉煤灰改性壳聚糖。

与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

1)本发明采用沉降蒸发来处理污水,工艺流程简单、设备投资少,将污水转化为冰鲜用冰,污水的中的有机物转化为沼气,真正实现了变废为宝,提高了经济效益,降低了污水处理的成本。

2)本发明还通过系统内的热交换以及自产沼气的发电发热,降低了能耗、提高了能源利用效率,具有重大的经济效益。

3)本发明还根据针对本发明处理流程的特点,使用壳聚糖这种易于降解的有机大分子化合物作为絮凝剂具有无毒无害,且其可直接在厌氧发酵的微生物处理阶段降解发酵,不会带来二次污染的特点并增加了沼气含量,减少了废弃物的排放。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

【实施例1】

1、改性壳聚糖絮凝剂的合成

将300kg石灰石与500kg粉煤灰在固体拌料机上混合均匀后,放入马弗炉中,在350℃下活化3h,制得经碱改性粉煤灰780kg。将200kg壳聚糖配置成质量浓度为20%的水溶液,然后逐渐加入上述碱改性粉煤灰700kg,剧烈搅拌,用生石灰调节ph至9,继续搅拌直至变成凝结状,板框过滤,水洗至中性、抽滤,放入恒温干燥箱中,120℃下烘干,然后研磨过200目筛,制得粉煤灰改性壳聚糖78kg。

2、样本污水的处理

样本生活污水水质检测,cod为3000mg/l,总磷为2.93mg/l;氨氮为20.39mg/l。

1)将20t样本污水导入蒸发沉降槽,通过絮凝剂加料装置加入500kg粉煤灰改性壳聚糖絮凝剂,充分搅拌并进行自然蒸发,然后进入沉降蒸发阶段,经检测器检测污水,当cod值达到设定值时,进入强制蒸发阶段,使用设置在沉降蒸发池在污水液面以下的蒸发设备进行人工加热蒸发,所述蒸发沉降槽上部设有蒸汽冷凝收集装置用于收集蒸发的水汽;

2)将收集的蒸汽水经膜过滤后导入制冰机制冰,采集所述冰粉作为冰鲜冰,共制得冰粉6t,经检测其中杂质含量非常低可用作冰鲜用冰。

3)蒸发后的残液导入沼气池厌氧发酵,并收集所产生的沼气。蒸发后的残液导入沼气池厌氧发酵,并收集所产生的沼气,沼气池中处理完成的处理液经固液分离后的水进入第二制冰机,共获得1500kg固体作为废弃物排出处理。在第二制冰机上述采出冰粉8t,经检测其中杂质含量非常低可用作冰鲜用冰,第二制冰机下部废水导入蒸汽冷凝装置换热后循环至蒸发沉降槽。

【实施例2】

样本生活污水水质检测,cod为3000mg/l,总磷为2.93mg/l;氨氮为20.39mg/l。

1)将1t样本污水导入蒸发沉降槽,通过絮凝剂加料装置加入500kg硫酸铁絮凝剂,充分搅拌并进行自然蒸发,然后进入沉降蒸发阶段,经检测器检测污水,当cod值达到设定值时,进入强制蒸发阶段,使用设置在沉降蒸发池在污水液面以下的蒸发设备进行人工加热蒸发,所述蒸发沉降槽上部设有蒸汽冷凝收集装置用于收集蒸发的水汽。

2)将收集的蒸汽水经膜过滤后导入制冰机制冰,采集所述冰粉作为冰鲜冰,共制得冰粉6t,经检测其中杂质含量非常低可用作冰鲜用冰。

3)蒸发后的残液导入沼气池厌氧发酵,并收集所产生的沼气。蒸发后的残液导入沼气池厌氧发酵,并收集所产生的沼气,沼气池中处理完成的处理液经固液分离后的水进入第二制冰机,共获得1900kg固体作为废弃物排出处理。在第二制冰机上述采出冰粉8t,第二制冰机下部废水导入蒸汽冷凝装置换热后循环至蒸发沉降槽,经检测其中杂质含量非常低可用作冰鲜用冰。

本发明采用沉降蒸发来处理污水,工艺流程简单、设备投资少,将污水转化为冰鲜用冰,污水的中的有机物转化为沼气,真正实现了变废为宝,提高了经济效益,降低了污水处理的成本。通过系统内的热交换以及自产沼气的发电发热,降低了能耗、提高了能源利用效率,具有重大的经济效益。使用壳聚糖这种易于降解的有机大分子化合物作为絮凝剂具有无毒无害,且其可直接在厌氧发酵的微生物处理阶段降解发酵,不会带来二次污染的特点并增加了沼气含量,减少了废弃物的排放。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是,熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地,本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

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