专利名称：高效利用混凝吸附剂的污水处理方法
技术领域：
本发明涉及一种高效利用混凝吸附剂的污水处理方法。
背景技术：
随着社会经济的高速发展，世界性的环境问题日益突出。大工业生产所排放的一系列污水，尤其是染化行业所排放的染化污水对环境的污染尤为显著，鉴于染化污水的高C0D、高色度、高毒性且难以生物降解等特点，染化污水处理难的难题也成了世界性的难题，这在一定程度上也制约了染化行业的发展，故对切实可行地找到一种解决染化污水处理难的难题的方法的需求显得尤为迫切。目前，一些污水处理方法，诸如A / O法、SBR法、氧化沟、生物滤池和膜生物反应器等。生物处理方法已经被用于处理染化污水，但由于染化污水生化处理难的特殊性致使 处理效果并不显著，以至于有的染化厂甚至放弃了生化法处理染化污水。混凝吸附法在染化污水处理中占有举足轻重的地位。现有的混凝吸附法为将混凝剂与助凝剂一次性与污水混合，利用混凝剂与助凝剂反应生成的混凝吸附剂对污水进行处理，该工艺导致混凝吸附剂往往只能吸附那些易于吸附的极性小的污染物，而污水中那些难于吸附的极性大的污染物往往不能被吸附，使得经现有混凝吸附法处理后的污水还是达不到国家规定的相关污水排放标准，且混凝吸附剂的利用率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高效利用混凝吸附剂的污水处理方法，采用该方法处理污水的效果好，且混凝吸附剂的利用率高。为解决上述技术问题，本发明提供了一种高效利用混凝吸附剂的污水处理方法混凝吸附剂和污水之间采用逆流工艺。具体说，本发明提供的高效利用混凝吸附剂的污水处理方法包括以下处理步骤
(1)在第一反应池中加入原污水，向第一反应池中投加混凝剂和助凝剂以完成对原污水的预吸附处理；
(2)原污水在第一反应池中经过第一次吸附处理后再经沉淀处理，得到上层的预处理污水和下层的污泥，下层的污泥外排；
(3)将预处理污水通过第一管道和第二管道输入第二反应池中，所述第一管道上接有第一附加管、第二管道上接有第二附加管，通过第一附加管向第一管道内的预处理污水中加入混凝剂，通过第二附加管向第二管道内的预处理污水中加入助凝剂；
(4)预处理污水在第二反应池中进行混凝吸附处理，再经沉淀处理后得到上清液和混合有混凝吸附剂的残液；
(5)将步骤(4)得到的上清液外排，混合有混凝吸附剂的残液排至第一反应池中，并向第一反应池中加入原污水；
(6)重复步骤(2)至(5)。
为简要说明问题起见，以下对本发明所述高效利用混凝吸附剂的污水处理方法均简称为本方法。实际运用过程中，首次使用本方法处理污水是从步骤(I)开始，以后即为步骤(2)至步骤(5)的重复循环过程。在本方法的步骤(2)至步骤(5)的处理步骤中，污水首先在第一反应池中进行第一次吸附处理，然后流向第二反应池，在第二反应池中对污水进行混凝吸附处理；混凝吸附剂首先在第二反应池中对第二反应池中的已经过第一次吸附处理的污水进行混凝吸附处理，然后流向第一反应池，对第一反应池中的污水进行预吸附处理。因此，在本方法中，混凝吸附剂和污水之间采用的工艺为逆流工艺。本方法中，混凝剂通过第一附加管进入第一管道内与已经过第一次混凝吸附处理的预处理污水充分混合，完成对预处理污水的混凝过程，助凝剂通过第二附加管进入第二管道中与预处理污水充分混合，而后混凝剂与助凝剂在第二反应池中发生反应，生成具有 吸附污水中污染物能力的混凝吸附剂，该混凝吸附剂即可对已经过第一次吸附处理的预处理污水进行第二次混凝吸附处理。预处理污水在第二反应池中经过第二次混凝吸附处理后，在沉淀池中沉淀，得到上清液和残液；上清液可以达标外排，含有混凝吸附剂的残液排至第一反应池中，并对第一反应池中的原污水进行第一次混凝吸附处理。本方法较现有技术有以下优点
混凝剂和助凝剂在反应生成混凝吸附剂之前，首先与预处理污水进行充分混合，也就是利用预处理污水对混凝剂和助凝剂进行了充分的稀释，这样做有以下几点好处第一、避免了因高浓度的混凝剂和助凝剂在第二反应池中对反应生成的胶状混凝吸附剂所造成的聚沉、破坏作用而导致的混凝吸附剂的吸附能力下降的现象；第二、稀释后的混凝剂和助凝剂在反应生成混凝吸附剂时有了更大的分散空间，反应后得到的混凝吸附剂将更加分散，混凝吸附剂的比表面积更大，吸附能力也就有了很大提高；第三、被经过预吸附处理后的污水稀释后的混凝剂和助凝剂在第二反应池中混合后反应，可以做到哪里有混凝剂和助凝剂相遇哪里就有反应生成混凝吸附剂，与此同时就有待处理的污染物被吸附到混凝吸附剂上，避免了混凝吸附剂在与待吸附的污染物相遇过程中因污水的高盐度或强烈搅拌等其它原因引起的胶状混凝吸附剂团聚而导致的吸附能力下降现象；第四、混凝剂在与助凝剂相遇前已经与待处理污水发生混凝作用，产生了含污染物的絮状聚沉物，而后上述混凝剂再与助凝剂反应得到胶状混凝吸附剂，该胶状混凝吸附剂即可对该絮状聚沉物进行良好的卷扫作用而使絮状聚沉物被很好的去除。经过第一次混凝吸附处理后得到的预处理污水中仍含有难于吸附的极性大的污染物，当含有这些污染物的污水流至第二反应池后，第二反应池中反应生成的混凝吸附剂可以吸附处理这些难于吸附的极性大的污染物；当含有混凝吸附剂的残液排至第一反应池时，这些表面界面上已经吸附了难于吸附的极性大的污染物的混凝吸附剂还可以在距混凝吸附剂的表面较远处吸附原污水中易于吸附的极性小的污染物，从而大大增加了该混凝吸附剂的吸附层数，进而大大提高该混凝吸附剂对污水中污染物的吸附量。原污水在经过第一次吸附处理后，在第二反应池中的预处理污水仍存在某些水溶性极好的污染物分子，这些分子可在水中形成真溶液，在第二反应池刚刚反应生成的混凝吸附剂可以通过其良好的吸附性能来吸附处理这些污染物分子，进而弥补了混凝吸附剂对真溶液的处理死角。原污水经过本方法所述的处理步骤处理后，其中易于吸附的极性小的污染物和难于吸附的极性大的污染物均得到了有效吸附，经处理后的污水可以达到国家规定的相关污水排放标准。混凝吸附剂在第二反应池中吸附了难于吸附的极性大的污染物后又在第一反应池中吸附了易于吸附的极性小的污染物，因此，本方法中混凝吸附剂的利用率高。
实际应用过程中还可以设置多个反应池，按序排列，利用本方法的处理原理，使得混凝吸附剂和污水之间采用逆流工艺，将污水经过混凝和多次吸附处理，同时，混凝吸附剂经过多次利用，最终处理后的污水处理的效果更好，混凝吸附剂的利用率更高。作为本方法的优化，所述第一反应池和第二反应池中均设有搅拌器。搅拌器的设置，使得混凝吸附剂可以更好地与待处理污水充分混合，混凝吸附污水中的污染物的效果更好。所述第一管道和第二管道接入第二反应池中的出水水流方向与第二反应池中搅拌器的搅拌方向相反。使得混凝剂和助凝剂扩散的效果更好，混凝吸附剂的吸附效果好。所述第一管道和第二管道接入第二反应池中的出口处采用多孔扩散管。由于采用管道湍流及多孔扩散管来混合混凝剂、助凝剂与污水，大大提高了混合效果，且降低了因大规模搅拌混合所引起的能量消耗。所述混凝剂为FeS04、Fe2 (SO4) 3、FeCl3、Al2 (SO4) 3、AlCl3中的至少一种，助凝剂为Ca (OH)20混凝剂与助凝剂反应得到疏松的胶状混凝吸附剂，由于该胶状混凝吸附剂具有较大的比表面积，故而具有很大的表面能，因而其具有良好的吸附能力，可用于污水的吸附处理。上述的铁盐及铝盐中的高价态金属阳离子具有良好的聚沉性能，所以上述混凝剂可以对染料污水中的带负电的污染物胶体起到良好的聚沉作用；当混凝剂与助凝剂相遇反应后得到胶状混凝吸附剂，该胶状混凝吸附剂一方面可以对污水中因投加混凝剂得到的胶体污染物形成的聚沉物进行良好的卷扫作用而使得聚沉物被很好的去除，另一方面，由于经过第一次混凝吸附处理后的污水中仍存在某些水溶性极好的污染物分子，该类污染物分子可在水中形成真溶液，反应得到的胶状混凝吸附剂可以通过其良好的吸附性能来吸附处理这些污染物分子，进而弥补了混凝剂对真溶液的处理死角。混凝剂(FeS04、Fe2(SO4) 3、FeCl3、Al2 (SO4) 3、AlCl3)与助凝剂 Ca(OH)2 反应所得的胶状混凝吸附剂特点该吸附剂带正电，电荷间的排斥作用使得该吸附剂具有胶体的某些特性，故而若在投加过程中助凝剂Ca(OH)2投量不足，那么混凝剂中高价态的阴离子会使反应生成的胶状混凝吸附剂因凝聚而被破坏，从而大大削弱吸附剂的吸附能力，过多又会浪费助凝剂Ca (OH)2,因此本方法要求助凝剂Ca (OH) 2调节第二反应池中的pH值至7. 5 9. O之间。反应池中的PH值调至7. 5 9. 0，一方面可以使混凝剂中的金属离子充分反应以得到更多的胶状混凝吸附剂，用以完成对染化废水的吸附处理；另一方面也是为了确保废水经处理后的达标排放。该胶状混凝吸附剂系非极性吸附剂，其对极性小的污染物具有较强的吸附性，而对极性大的污染物具有较弱的吸附性，对阴离子污染物具有较强的吸附性，对阳离子污染物具有较弱的吸附性，而染化污水中的染料分子多以阴离子形式存在，所以该吸附剂对染化污水中的污染物具有良好的吸附能力。该吸附剂的吸附特点为物理性吸附(可以在其表面吸附多层污染物)，当该吸附剂投加到成分复杂的染化污水时它将优先吸附易于吸附的极性小的染料分子，而后吸附难于吸附的极性大的染料分子，但由于该吸附剂对极性大的污染物的吸附能力较小，并且随着污染物在该吸附剂表面层数的累加，吸附剂的吸附能力会随之下降，所以染化污水中极性大的污染物将更难以被吸附处理，为此本方法通过特殊的逆流工艺来利用该吸附剂的表面界面上的强吸附作用去吸附难于吸附的极性大的污染物，利用距吸附剂的表面较远处的弱吸附作用去吸附易于吸附的极性小的污染物，从而大大增加了该吸附剂的吸附层数，进而大大提高该吸附剂的吸附量；与此同时，由于该吸附剂吸附了大量的污染物使得吸附剂自身的电量大大减少，所以得到的沉淀更加密实，沉淀量更少，沉降速度也大大加快。综上所述，利用本方法处理污水的效果好，且混凝吸附剂的利用率高。本方法中混凝吸附剂的吸附污染物的过程为放热过程，所以在温度较低时更有利于吸附的进行，故而可以在反应池上方搭建遮阳棚，以防止阳光暴晒造成污水温度升高而·引起的吸附剂吸附能力削弱的现象；也可以尽量选择在上午(上午水温较低)进行污水的混凝吸附处理工作。
图I :本发明所述污水处理方法的流程示意图。图中箭头为物料流动方向。
具体实施例方式实施例一
参见附图I :本方法包括以下处理步骤
(I)在安装有搅拌器I的第一反应池2中加入原污水，依据原污水的量向第一反应池2中投加混凝剂FeSO4和助凝剂Ca (OH)2,当FeSO4和Ca (OH) 2相遇后反应，生成胶状混凝吸附剂(该步骤在附图中未体现)。(2)原污水在第一反应池2中进行第一次吸附处理，再在第一沉淀池7中经沉淀处理后得到上层的预处理污水和下层的污泥，下层的污泥通过泵6抽出外排后经压滤、晾干后灼烧处理。(3)安装有搅拌器I的第二反应池3上接有第一管道4和第二管道5，第一管道4和第二管道5接入第二反应池3中的出口处采用多孔扩散管(图中未示出)。预处理污水通过第一管道4和第二管道5输入第二反应池3中。第一管道4和第二管道5接入第二反应池3中的出水水流方向与第二反应池3中搅拌器I的搅拌方向相反。第一管道4上接有第一附加管41、第二管道5上接有第二附加管51，依据预处理污水的量通过第一附加管41向第一管道4内的预处理污水中加入混凝剂FeSO4，通过第二附加管51向第二管道5内的预处理污水中加入助凝剂Ca(OH)2 ;当混凝剂FeSO4和助凝剂Ca (OH) 2在第二反应池3中相遇后反应，生成胶状混凝吸附剂。(4)混凝剂FeSO4在未与助凝剂Ca(OH)2反应前与预处理污水相混后完成对预处理污水的混凝处理；混凝剂FeSO4与助凝剂Ca(OH)2相遇反应生成胶状混凝吸附剂后，预处理污水在第二反应池3中进行第二次吸附处理，再在第二沉淀池8中经沉淀处理得到上清液和混合有混凝吸附剂的残液；
(5)将步骤(4)得到的上清液抽出外排，混合有混凝吸附剂的残液通过泵6排至第一反应池2中，并同时向第一反应池2中加入未经处理的原污水；
(6)循环重复步骤(2)至(5)，即可实现高效利用混凝吸附剂来完成对污水的净化处理的目的。依据上述处理步骤对某染料化工厂排放的污水进行混凝吸附处理。处理效果见表
表一
权利要求
1.高效利用混凝吸附剂的污水处理方法，其特征在于混凝吸附剂和污水之间采用逆流工艺。
2.根据权利要求I所述的高效利用混凝吸附剂的污水处理方法，其特征在于包括以下处理步骤 (1)在第一反应池中加入原污水，向第一反应池中投加混凝剂和助凝剂以完成对原污水的预吸附处理； (2)原污水在第一反应池中经过第一次吸附处理后再经沉淀处理，得到上层的预处理污水和下层的污泥，下层的污泥外排； (3)将预处理污水通过第一管道和第二管道输入第二反应池中，所述第一管道上接有第一附加管、第二管道上接有第二附加管，通过第一附加管向第一管道内的预处理污水中加入混凝剂，通过第二附加管向第二管道内的预处理污水中加入助凝剂； (4)预处理污水在第二反应池中进行混凝吸附处理，再经沉淀处理后得到上清液和混合有混凝吸附剂的残液； (5)将步骤(4)得到的上清液外排，混合有混凝吸附剂的残液排至第一反应池中，并向第一反应池中加入原污水； (6)重复步骤(2)至(5)。
3.根据权利要求2所述的高效利用混凝吸附剂的污水处理方法，其特征在于所述第一反应池和第二反应池中均设有搅拌器。
4.根据权利要求3所述的高效利用混凝吸附剂的污水处理方法，其特征在于所述第一管道和第二管道接入第二反应池中的出水水流方向与第二反应池中搅拌器的搅拌方向相反。
5.根据权利要求2所述的高效利用混凝吸附剂的污水处理方法，其特征在于所述第一管道和第二管道接入第二反应池中的出口处采用多孔扩散管。
6.根据权利要求2至5任一所述的高效利用混凝吸附剂的污水处理方法，其特征在于所述混凝剂为 FeS04、Fe2(S04)3、FeCl3、Al2(S04)3、AlCl3 中的至少一种，助凝剂为 Ca (OH) 2。
全文摘要
本发明提供一种高效利用混凝吸附剂的污水处理方法，本方法中混凝吸附剂和污水之间采用逆流工艺，可以实现一次投加混凝剂和吸附剂后对污水进行多次吸附处理的目的，最终处理后的污水处理的效果好，混凝吸附剂的利用率高。
文档编号C02F1/28GK102774923SQ20121018446
公开日2012年11月14日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者常蕊, 毛杰, 王园根, 耿瑞 申请人:安徽科技学院