一种重介质混凝沉淀水处理方法与流程

文档序号:20275478发布日期:2020-04-03 19:36阅读:411来源:国知局

本发明属于水处理技术领域,具体涉及一种重介质混凝沉淀水处理方法。



背景技术:

重介质混凝沉淀是近几年在国内水处理行业正被广泛采用的一种极速混凝沉淀技术,其通过投加重介质颗粒(惰性高密度微颗粒)作为絮凝核,增加废水中的悬浮物浓度,加速絮体形成,同时,由于重介质颗粒压载或加重作用,大大加速了沉淀过程,以提高对水中浊度的去除效果。目前,重介质颗粒分磁粉和非磁粉,应用磁粉的简称磁混凝沉淀工艺,应用非磁粉的为微砂混凝沉淀工艺。与传统的混凝沉淀工艺相比,这类混凝沉淀工艺具有处理速度快,效率高、占地面积小、投资省等特点。

然而,无论是磁混凝沉淀工艺,还是微砂混凝沉淀工艺,其对水中cod的清除效果较差。当废水中存在难降解化合物时,还需要采用活性炭对经过混凝沉淀工艺处理过的处理水进行吸附过滤,操作较为复杂,且处理成本较高。



技术实现要素:

本发明的主要目的在于提供一种重介质混凝沉淀水处理方法,旨在解决现有重介质混凝沉淀工艺对cod清除效果较差的技术问题。

本发明提供了一种重介质混凝沉淀水处理方法,包括:

a)将废水与混凝剂混合,进行第一搅拌,得到第一混合物;

b)在所述第一混合物中加入重介质颗粒,进行第二搅拌,得到第二混合物,所述第二混合物中形成以重介质颗粒为核心的絮体;

c)在所述第二混合物中加入所述絮凝剂,进行第三搅拌,所述絮体进一步生长,得到第三混合物;

d)将所述第三混合物进行熟化,所述絮体继续增大;然后,采用斜管沉淀法或者斜板沉淀法沉淀所述絮体,收集沉淀物进行离心,分离污泥和所述重介质颗粒;

其中,所述重介质颗粒为火山岩颗粒;

所述第一搅拌和第二搅拌的能量密度大于所述第三搅拌的能量密度。

与现有技术相比,本发明在混凝沉降水处理工艺中采用具有微孔结构的火山岩颗粒替代传统的磁粉和微砂,火山岩颗粒在作为絮凝核心作用的同时还可吸附清除水中的难降解化合物,集絮凝沉降和吸附于一体,水处理效率高;同时,本发明工艺优化,不仅在操作上更为简便,而且在混凝剂、火山岩颗粒和絮凝剂的综合作用下,结合搅拌的能量密度设置,使得本发明工艺水处理效果最佳。

具体实施方式

为了解决现有重介质混凝沉淀工艺对cod清除效果较差的技术问题。本发明实施例提供了一种重介质混凝沉淀水处理方法,集絮凝沉降和吸附于一体,对水中cod的清除效果较佳,操作简单优化,且处理成本较低。

本发明的一种重介质混凝沉淀水处理方法,包括:

a)将废水与混凝剂混合,进行第一搅拌,得到第一混合物;

b)在第一混合物中加入重介质颗粒,进行第二搅拌,得到第二混合物,第二混合物中形成以重介质颗粒为核心的絮体;

c)在第二混合物中加入絮凝剂,进行第三搅拌,絮体进一步生长,得到第三混合物;

d)将第三混合物进行熟化,絮体继续增大;然后,采用斜管沉淀法或者斜板沉淀法沉淀絮体,收集沉淀物进行离心,分离污泥和重介质颗粒;

其中,重介质颗粒为火山岩颗粒;

第一搅拌和第二搅拌的能量密度大于第三搅拌的能量密度。

在上述技术方案中,本发明采用具有微孔结构的火山岩颗粒替代传统的磁粉和微砂,因其具有微孔结构,其在作为絮凝核心的同时还具有吸附作用,可吸附清除水中的难降解化合物,集絮凝沉降和吸附于一体,操作更为简便。

进一步的,火山岩颗粒理论上还可替代为其他具有微孔结构的、密度大于水的微孔材料,例如:焦粉、沸石、金属微孔材料、陶瓷微孔材料等。

在本发明实施例中,重介质颗粒优选为火山岩颗粒。火山岩颗粒相对于其他的微孔材料,其来源较为广泛,价格经济。

在本发明实施例中,火山岩颗粒的工作浓度优选为1000~5000mg/l,更优选为3000~5000mg/l。当浓度低于1000mg/l时,其絮凝沉降速度较慢,且对水中cod的吸附效果较差;当浓度高于5000mg/l时,容易发生重介质颗粒沉积,对搅拌设备的要求较高,且不能完全发挥重介质颗粒的吸附效果,资源浪费。经实验结果检测,当火山岩颗粒的工作浓度为3000~5000mg/l时,水净化处理的效果最佳。

在本发明实施例中,火山岩颗粒的比表面积在10m2/g以上,理论上,火山岩颗粒的比表面积越大其吸附效果越好,但是,当其比表面积小于10m2/g时,其吸附清除水中cod的效果较差。

本发明实施例的火山岩颗粒的比表面积优选为10~50m2/g,与火山岩原料的比表面积相近,可直接应用于本发明技术方案中,无需对火山岩的微孔结构作进一步加工处理。

在本发明实施例中,火山岩颗粒的粒径为50~200目。当火山岩颗粒的粒径小于50目,粒径过小,使其来不及发挥其絮凝核心的作用即被水流带走,水处理效果较差;当火山岩颗粒的粒径大于200目,重介质颗粒在水中的沉降速度过快,絮凝效果较差,且其粒径可能大于泵的管径,不利于输送。

在本发明实施例中,上述混合包括:将废水与混凝剂混合,废水中加入混凝剂时,废水中的胶体脱稳并发生聚集。其中,混凝剂的工作浓度优选为30~100mg/l,混凝剂的工作浓度低于30mg/l,混凝效果变差;混凝剂的工作浓度高于100mg/l,会造成混凝剂浪费并且影响水质碱度。

进一步的,本发明实施例的混凝剂优选为铝盐或铁盐,更优选为三氯化铁、pac(聚合氯化铝)、硫酸铁、硫酸铝、聚合硫酸铁或明矾。

在本发明实施例中,絮凝包括:加入絮凝剂,絮凝剂的工作浓度为0.3~1.5mg/l。当絮凝剂的工作浓度低于0.3mg/l时,絮凝效果变差;当絮凝剂的工作浓度高于1.5mg/l时,会造成絮凝剂浪费。

进一步的,絮凝剂为阴离子高分子絮凝剂,优选为聚丙烯酰胺(pam)。

更进一步的,当其分子量为1000万以上道尔顿时,其吸附架桥能力较强,可获得较佳的絮凝效果。

在本发明实施例中,第一搅拌和第二搅拌的能量密度优选为100~300w/m3。当在废水与混凝剂、重介质颗粒混合的过程中,搅拌的能量密度低于100w/m3,搅拌速度过小,不利于废水与混凝剂、重介质颗粒之间的混匀;当搅拌的能量密度大于300w/m3,搅拌速度过大,不利于絮体的形成。

在本发明实施例中,第三搅拌的能量密度为30~80w/m3。在加入絮凝剂后,絮体进一步生长,当搅拌的能量密度低于30w/m3,搅拌速度过小,不利于絮凝剂均匀分布于整个体系;当搅拌的能量密度大于80w/m3,搅拌速度过大,形成的絮体结构不稳定,不利于絮体的持续生长。

在本发明实施例中,上述重介质混凝沉淀水处理方法具体为:

a)将废水与混凝剂混合,以能量密度100~150w/m3进行第一搅拌,水力停留1~5min,得到第一混合物;混凝剂的工作浓度为30~100mg/l;

b)在第一混合物中加入火山岩颗粒,以能量密度100~150w/m3进行第二搅拌,水力停留1~5min,得到第二混合物,第二混合物中形成以重介质颗粒为核心的絮体;火山岩颗粒的工作浓度为3000~5000mg/l;

c)在第二混合物中加入絮凝剂,以能量密度为30~80w/m3进行第三搅拌,水力停留8~15min,絮体进一步生长,得到第三混合物;絮凝剂的工作浓度为0.3~1.5mg/l;

d)将第三混合物进行熟化,絮体继续增大;然后,采用斜管沉淀法或者斜板沉淀法沉淀絮体,收集沉淀物进行离心,分离污泥和火山岩颗粒。

通过对本发明实施例的重介质混凝沉淀水处理方法的各条件参数进一步优化处理,经处理后的水质更优。

进一步的,步骤d)分离采用水力旋流器。水力旋流器,是利用离心力来加速矿粒沉降的分级设备,具有占地面积小、价格便宜、处理量大等优点。本发明实施例通过水力旋流器分离污泥和火山岩颗粒,便于对火山岩颗粒的回收利用,进一步节约了水处理成本。

经现场中试试验,本发明实施例采用火山岩颗粒作为重介质颗粒,其沉淀速度以及回收率与目前的磁、砂式混凝沉淀工艺接近;但是,关于cod的去除率,本发明较现有重介质混凝沉淀水处理工艺高10%~30%。

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例提供了一种重介质混凝沉淀水处理方法,包括:

1)将废水与混凝剂混合,进行第一搅拌3min,得到第一混合物;

2)在第一混合物中加入重介质颗粒,进行第二搅拌3min,得到第二混合物,第二混合物中形成以重介质颗粒为核心的絮体;

3)在第二混合物中加入絮凝剂,进行第三搅拌8~10min,絮体进一步生长,得到第三混合物;

4)将第三混合物进行熟化,絮体继续增大;然后,采用斜管沉淀法沉淀絮体,收集沉淀物进行离心,分离污泥和重介质颗粒;

其中,第一搅拌和第二搅拌的能量密度大于第三搅拌的能量密度。

在本实施例中,重介质颗粒选为火山岩颗粒,其比表面积为25m2/g,其粒径为120目;在第二混合物中,重介质颗粒的浓度为3000mg/l。

混凝剂选为pac,在第一混合物中,pac的浓度为70mg/l。

絮凝剂选为pam,在第三混合物中,絮凝剂的浓度为0.5mg/l。

在步骤1)中,第一搅拌的能量密度为100~150w/m3

在步骤2)中,第二搅拌的能量密度为100~150w/m3

在步骤3)中,第三搅拌的能量密度为30~60w/m3

在步骤4)中,离心在水力旋流器中进行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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