一种污水处理剂及其处理黑臭水体的方法与流程

文档序号:15393536发布日期:2018-09-08 01:38阅读:315来源:国知局

本发明属于环境保护与治理领域,涉及一种污水处理剂,尤其涉及一种污水处理剂及其处理黑臭水体的方法。



背景技术:

黑臭状态是水体的一个极端状态,其本身的特点也与其他状态有很大不同。其理化环境表现为强还原性质,有机无机污染极其严重,水体有异味,已经不适合水生生物生存,水生植被退化甚至灭绝,浮游植物、浮游动物、底栖动物只有少量耐污种存在。食物链断裂,食物网支离破碎,生态系统结构严重失衡,功能严重退化甚至丧失。目前我国大部分城市河道已演变为黑臭河道。在我国许多城市,河道有机污染普遍存在且日益突出,城市污水直排河道,流经城镇河段污染严重,水体出现季节性或终年黑臭,均成为我国目前城市河道污染问题中亟待解决的水环境问题。

现阶段处理黑臭水体的方法包括:外源阻断、内源控制、水质净化、水动力改善和生态恢复等,但是,现有的黑臭水体处理方法都无法彻底解决水污染问题,不仅处理时间长,处理方式复杂,耗费大量人力物力,且处理后的水体易反弹,而人工投加化学药品虽然能在短期内达到治理效果,但会破坏生态环境,因此,本领域技术人员除对污水进行综合处理外,通常使用微生物对黑臭水体进行处理。

虽然以微生物进行污水处理具有无害、稳定、高效的优点,但其对ph、温度、溶剂等要求较高,且不易储存,这极大地限制了其在废水处理中的广泛应用。因此,研发高效长效的污水处理剂,是目前黑臭水体处理的研究重点与难点。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供了一种污水处理剂及其处理黑臭水体的方法,旨在高效、长效且对环境友好的治理黑臭水体的污染。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

污水处理剂包括如下质量份数的组分:高分子聚合物絮凝剂10-25份、无机絮凝剂15-25份、菌类营养物质5-15份、好氧复合菌群8-15份、兼性复合菌群2-10份、厌氧复合菌群5-15份和无机纳米材料0.1-0.2份;

优选为:高分子聚合物絮凝剂20份、无机絮凝剂20份、菌类营养物质7份、好氧复合菌群10份、兼性复合菌群5份、厌氧复合菌群10份和无机纳米材料0.1份。

本发明的有益效果在于:本发明的污水处理剂能有效的治理黑臭水体,治理效果理想,对环境不造成破坏且治理后水质不会反弹。

进一步,高分子聚合物絮凝剂为聚硅酸絮凝剂、聚硅酸硫酸铁絮凝剂、聚磷氯化铝絮凝剂、聚硅酸铁絮凝剂、聚合硫酸氯化铁铝絮凝剂、聚合聚铁硅絮凝剂的一种或几种的混合;

无机絮凝剂为氯化铁、氯化铝、硫酸铝、硫酸铁的一种或几种的混合。

无机纳米材料包括如下质量份数的组分:纳米二氧化钛95份、纳米氧化锌2份、纳米碳酸钙2份、纳米锡锑0.2份和纳米氧化铜0.8份;

无机纳米材料有高效的吸附能力、过滤能力及光催化能力,通过在污水处理剂中加入无机纳米材料后可选择性的吸附污染物,特别是重金属离子,还能大大加快有机物的氧化速度。

菌类营养物质包括如下质量份数的组分:矿物质材料5份和生物复合酶2份;

矿物质材料为石墨、高岭土、地开石、云母、硅灰石、硅线石、硅藻土、膨润土、皂石、海泡石、凹凸棒石、金红石、长石的一种或几种的混合;

生物复合酶为蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶和脂肪酶一种或几种的混合。

好氧菌群包括如下质量份数的组分:乳酸菌14份、丝状霉菌10份、产碱杆菌属7份、芽孢杆菌属7份、黄杆菌属12份、假单孢菌属6份、动胶菌属5份、无色杆菌5份、诺卡氏菌10份、蛭弧菌6份、硝化细菌8份、大肠埃希氏菌10份;

兼性复合菌群包括如下质量份数的组分:酵母菌91份,地衣孢杆菌8份,大肠杆菌1份;

厌氧复合菌群包括如下质量份数的组分:嗜碳暗杆菌、布氏梭菌和产乙酸菌ax3的复合菌群10份、巴氏甲烷八叠球菌10份、em菌群60份、反硝化菌20份;

本发明的污水处理剂可直接用于黑臭水体处理,也可将污水处理剂制成包覆处理剂后用于黑臭水体处理。

本发明污水处理剂中的菌群细菌种类多、代谢类型多样,能够分解自然界中存在的绝大部分有机物。同时,由于细菌具有巨大的变异能力,对某些难以降解的甚至有毒的人工合成有机化合物,菌群可通过变异或共代谢将其作为碳源利用,并进行降解;通过好氧菌群、厌氧菌群及兼性复合菌群配合使用,三类菌群能在不同环境下选择性生存并净化水质,能全方位的对黑臭水体进行综合治理。

进一步,还包括重量份数为30份的水溶性膜材料,采用水溶性膜材料以包膜工艺将污水处理剂包覆为直径为1-5cm的球状可得到包覆处理剂;

水溶性膜材料为聚乙烯醇、糊化淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉、改性淀粉或市售水溶性膜的任一种或几种的混合;

包膜工艺包括转盘包膜,转鼓包膜或连续喷动床包膜。

采用上述进一步的有益效果在于:采用包膜工艺将污水处理剂制成包覆处理剂后可使污水处理剂各组分缓慢释放入黑臭水体,可进一步增加污水处理剂净化水质的能力。

本发明还提供一种污水处理剂处理处理黑臭水体的方法,包括:按污水处理剂:黑臭水体水量=1-5:1000的比例向黑臭水体中直接投加污水处理剂;或按包覆处理剂:黑臭水体水量=0.5-1:1000的比例向黑臭水体中投加污水处理剂制成的包覆处理剂。

还包括:在污水处理剂或包覆处理剂投加处的下游设置2-3处围堰。

围堰包括铅丝石笼围堰、麻袋石块围堰和橡胶坝围堰的一种或几种,围堰的高度低于黑臭水体的液面。

本发明的有益效果在于:本发明的黑臭水体治理方法操作简单高效,对环境绿色友好。

具体实施方式

下面将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。

本发明实施例所用的微生物菌群中各菌群的活菌数均大于106

实施例1

本发明的污水处理剂包括如下质量的组分:聚硅酸絮凝剂10g、氯化铁15g、菌类营养物质5g、好氧复合菌群8g、兼性复合菌群2g、厌氧复合菌群5g和无机纳米材料0.1g;

菌类营养物质为质量份数为石墨5份和蛋白酶2份组成的混合物;

好氧菌群为质量份数为乳酸菌14份、丝状霉菌10份、产碱杆菌属7份、芽孢杆菌属7份、黄杆菌属12份、假单孢菌属6份、动胶菌属5份、无色杆菌5份、诺卡氏菌10份、蛭弧菌6份、硝化细菌8份、大肠埃希氏菌10份组成的混合物;

兼性复合菌群为质量份数为酵母菌91份,地衣孢杆菌8份,大肠杆菌1份组成的混合物;

厌氧复合菌群为质量份数为嗜碳暗杆菌、布氏梭菌和产乙酸菌ax3的复合菌群10份、巴氏甲烷八叠球菌10份、em菌群60份、反硝化菌20份组成的混合物;

无机纳米材料为质量份数为纳米二氧化钛95份、纳米氧化锌2份、纳米碳酸钙2份、纳米锡锑0.2份和纳米氧化铜0.8份组成的混合物。

实施例2

本发明的污水处理剂包括如下质量的组分:聚硅酸硫酸铁絮凝剂25g、氯化铝25g、菌类营养物质15g、由乳酸菌2.1g、丝状霉菌1.5g、产碱杆菌属1.05g、芽孢杆菌属1.05g、黄杆菌属1.8g、假单孢菌属0.9g、动胶菌属0.75g、无色杆菌0.75g、诺卡氏菌1.5g、蛭弧菌0.9g、硝化细菌1.2g、大肠埃希氏菌1.5g组成的混合物好氧复合菌群15g、兼性复合菌群10g、厌氧复合菌群15g和无机纳米材料0.2g;

菌类营养物质为质量份数为高岭土5份和2份组成的混合物;

好氧菌群为质量份数为乳酸菌14份、丝状霉菌10份、产碱杆菌属7份、芽孢杆菌属7份、黄杆菌属12份、假单孢菌属6份、动胶菌属5份、无色杆菌5份、诺卡氏菌10份、蛭弧菌6份、硝化细菌8份、大肠埃希氏菌10份组成的混合物;

兼性复合菌群为质量份数为酵母菌91份,地衣孢杆菌8份,大肠杆菌1份组成的混合物;

厌氧复合菌群为质量份数为嗜碳暗杆菌、布氏梭菌和产乙酸菌ax3的复合菌群10份、巴氏甲烷八叠球菌10份、em菌群60份、反硝化菌20份组成的混合物;

无机纳米材料为质量份数为纳米二氧化钛95份、纳米氧化锌2份、纳米碳酸钙2份、纳米锡锑0.2份和纳米氧化铜0.8份组成的混合物。

实施例3

本发明的污水处理剂包括如下质量的组分:聚磷氯化铝絮凝剂15g、硫酸铝20g、菌类营养物质5g、好氧复合菌群10g、兼性复合菌群8g、厌氧复合菌群15g和无机纳米材料0.2g;

菌类营养物质为质量份数为地开石5份和淀粉酶2份组成的混合物;

好氧菌群为质量份数为乳酸菌14份、丝状霉菌10份、产碱杆菌属7份、芽孢杆菌属7份、黄杆菌属12份、假单孢菌属6份、动胶菌属5份、无色杆菌5份、诺卡氏菌10份、蛭弧菌6份、硝化细菌8份、大肠埃希氏菌10份组成的混合物;

兼性复合菌群为质量份数为酵母菌91份,地衣孢杆菌8份,大肠杆菌1份组成的混合物;

厌氧复合菌群为质量份数为嗜碳暗杆菌、布氏梭菌和产乙酸菌ax3的复合菌群10份、巴氏甲烷八叠球菌10份、em菌群60份、反硝化菌20份组成的混合物;

无机纳米材料为质量份数为纳米二氧化钛95份、纳米氧化锌2份、纳米碳酸钙2份、纳米锡锑0.2份和纳米氧化铜0.8份组成的混合物。

实施例4

本发明的污水处理剂包括如下质量的组分:聚硅酸铁絮凝剂20g、硫酸铁20g、菌类营养物质7g、好氧复合菌群10g、兼性复合菌群5g、厌氧复合菌群10g和无机纳米材料0.1g;

菌类营养物质为质量份数为硅灰石5份和脂肪酶2份组成的混合物;

好氧菌群为质量份数为乳酸菌14份、丝状霉菌10份、产碱杆菌属7份、芽孢杆菌属7份、黄杆菌属12份、假单孢菌属6份、动胶菌属5份、无色杆菌5份、诺卡氏菌10份、蛭弧菌6份、硝化细菌8份、大肠埃希氏菌10份组成的混合物;

兼性复合菌群为质量份数为酵母菌91份,地衣孢杆菌8份,大肠杆菌1份组成的混合物;

厌氧复合菌群为质量份数为嗜碳暗杆菌、布氏梭菌和产乙酸菌ax3的复合菌群10份、巴氏甲烷八叠球菌10份、em菌群60份、反硝化菌20份组成的混合物;

无机纳米材料为质量份数为纳米二氧化钛95份、纳米氧化锌2份、纳米碳酸钙2份、纳米锡锑0.2份和纳米氧化铜0.8份组成的混合物。

实施例5

本发明的污水处理剂包括如下质量的组分:聚合硫酸氯化铁铝絮凝剂10g、硫酸铝25g、菌类营养物质8g、好氧复合菌群10g、兼性复合菌群10g、厌氧复合菌群12g和无机纳米材料0.1g;

菌类营养物质为质量份数为硅藻土5份和纤维素酶2份组成的混合物;

好氧菌群为质量份数为乳酸菌14份、丝状霉菌10份、产碱杆菌属7份、芽孢杆菌属7份、黄杆菌属12份、假单孢菌属6份、动胶菌属5份、无色杆菌5份、诺卡氏菌10份、蛭弧菌6份、硝化细菌8份、大肠埃希氏菌10份组成的混合物;

兼性复合菌群为质量份数为酵母菌91份,地衣孢杆菌8份,大肠杆菌1份组成的混合物;

厌氧复合菌群为质量份数为嗜碳暗杆菌、布氏梭菌和产乙酸菌ax3的复合菌群10份、巴氏甲烷八叠球菌10份、em菌群60份、反硝化菌20份组成的混合物;

无机纳米材料为质量份数为纳米二氧化钛95份、纳米氧化锌2份、纳米碳酸钙2份、纳米锡锑0.2份和纳米氧化铜0.8份组成的混合物。

实施例6

本发明的污水处理剂包括如下质量的组分:聚合聚铁硅絮凝剂10g、氯化铝25g、菌类营养物质7g、好氧复合菌群12g、兼性复合菌群8g、厌氧复合菌群12g和无机纳米材料0.1g;

菌类营养物质为质量份数为高岭土海泡石2.5份、凹凸棒石2.5份、淀粉酶1份和蛋白酶1份组成的混合物;

好氧菌群为质量份数为乳酸菌14份、丝状霉菌10份、产碱杆菌属7份、芽孢杆菌属7份、黄杆菌属12份、假单孢菌属6份、动胶菌属5份、无色杆菌5份、诺卡氏菌10份、蛭弧菌6份、硝化细菌8份、大肠埃希氏菌10份组成的混合物;

兼性复合菌群为质量份数为酵母菌91份,地衣孢杆菌8份,大肠杆菌1份组成的混合物;

厌氧复合菌群为质量份数为嗜碳暗杆菌、布氏梭菌和产乙酸菌ax3的复合菌群10份、巴氏甲烷八叠球菌10份、em菌群60份、反硝化菌20份组成的混合物;

无机纳米材料为质量份数为纳米二氧化钛95份、纳米氧化锌2份、纳米碳酸钙2份、纳米锡锑0.2份和纳米氧化铜0.8份组成的混合物。

实施例7

本发明的污水处理剂包括如下质量的组分:聚硅酸絮凝剂、聚合硫酸氯化铁铝絮凝剂和聚合聚铁硅絮凝剂的混合物25g、氯化铁25g、菌类营养物质5g、好氧复合菌群8g、兼性复合菌群8g、厌氧复合菌群5g和无机纳米材料0.2g;

菌类营养物质为质量份数为金红石5份和纤维素酶2份组成的混合物;

好氧菌群为质量份数为乳酸菌14份、丝状霉菌10份、产碱杆菌属7份、芽孢杆菌属7份、黄杆菌属12份、假单孢菌属6份、动胶菌属5份、无色杆菌5份、诺卡氏菌10份、蛭弧菌6份、硝化细菌8份、大肠埃希氏菌10份组成的混合物;

兼性复合菌群为质量份数为酵母菌91份,地衣孢杆菌8份,大肠杆菌1份组成的混合物;

厌氧复合菌群为质量份数为嗜碳暗杆菌、布氏梭菌和产乙酸菌ax3的复合菌群10份、巴氏甲烷八叠球菌10份、em菌群60份、反硝化菌20份组成的混合物;

无机纳米材料为质量份数为纳米二氧化钛95份、纳米氧化锌2份、纳米碳酸钙2份、纳米锡锑0.2份和纳米氧化铜0.8份组成的混合物。

实施例8

本发明的包覆处理剂包括如下质量的组分:聚乙烯醇、糊化淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉的混合物30g、聚磷氯化铝絮凝剂20g、氯化铝20g、菌类营养物质7g、好氧复合菌群10g、兼性复合菌群5g、厌氧复合菌群10g和无机纳米材料0.1g;

菌类营养物质为质量份数为皂石2份、高岭土2份、云母1份、纤维素酶1份和蛋白酶1份组成的混合物;

好氧菌群为质量份数为乳酸菌14份、丝状霉菌10份、产碱杆菌属7份、芽孢杆菌属7份、黄杆菌属12份、假单孢菌属6份、动胶菌属5份、无色杆菌5份、诺卡氏菌10份、蛭弧菌6份、硝化细菌8份、大肠埃希氏菌10份组成的混合物;

兼性复合菌群为质量份数为酵母菌91份,地衣孢杆菌8份,大肠杆菌1份组成的混合物;

厌氧复合菌群为质量份数为嗜碳暗杆菌、布氏梭菌和产乙酸菌ax3的复合菌群10份、巴氏甲烷八叠球菌10份、em菌群60份、反硝化菌20份组成的混合物;

无机纳米材料为质量份数为纳米二氧化钛95份、纳米氧化锌2份、纳米碳酸钙2份、纳米锡锑0.2份和纳米氧化铜0.8份组成的混合物。

以连续喷动床包膜工艺将上述原料组分按质量份数包覆为直径为5cm的球状,即得本发明中的包覆处理剂。

应用例1[宁夏银川永宁县永二干沟黑臭水体治理]

永二干沟主要原水指标:黑臭水体,cod210,氨氮20,总磷10,水体溶解氧平均0.2mg/l,ph值一直在6.4左右,全河长21公里。

黑臭水体治理方法:设置两道橡胶坝围堰,污水处理厂排水口下游五十米处设置第一道围堰,投料区长1公里;永二干沟入黄河口上游3公里设置第二道围堰,投料区长0.5公里;投料1.5个月(7月15日到8月6日,8月6日到9月1日),7月15日到8月6日每天投入实施例4所制备的污水处理剂590kg,8月6日到9月1日每天投入实施例4所制备的污水处理剂260kg。

黑臭水体治理结果:河水体透明度显著增加,水体颜色由黑色变为灰白色最后转为淡绿色,臭味基本消除,温暖季节河水中出现大量的枝角类浮游动物,下游入黄河口有逆游鱼群出现,水体do含量上升到5.0mg/l,ph值稳定在7-7.4范围之内,bod5和codcr浓度显著降低,分别稳定在5~20mg/l和45~75mg/l,达到了黑臭河道治理验收标准的要求。

应用例2[宁夏二排沟黑臭水体治理]

二排沟主要原水指标:黑臭水体,ph9.1,cod108,氨氮15,总磷8,溶解氧0.2,bod520,高锰酸钾指数18,全河长19公里。

黑臭水体治理方法:设置两道橡胶坝围堰,第五污水处理厂排口下游五十米处设置第一道围堰,投料区长2公里;入黄河口上游5公里处设置第二道围堰,投料区长1公里;投料1.5个月(8月15日到9月30日),每天投放实施例7所制备的污水900kg。

黑臭水体治理结果:河水体透明度显著增加,水温19℃,ph值7.8,do值8.5,高锰酸钾指数8.1,化学需氧量cod10,bod5值4.7,氨氮0.25,总磷0.28,总氮1.4,达到地表v类水质标准。

应用例3[银川二二支沟黑臭水体治理]

二二支沟主要原水指标:黑臭水体,ph9.8,cod127,氨氮10,总磷9,溶解氧0.3,bod518,高锰酸钾指数21。全河长11公里

黑臭水体治理方法:设置一道橡胶坝,排入二排沟上游500米处设置橡胶坝围堰,投料区长3公里。投料1.0个月(8月1日到8月31日),每天投入实施例8所制备的包覆处理剂500kg。

黑臭水体治理结果:河水体透明度显著增加,黑臭水体消除,水温24.5℃,ph值7.0,do值7.0,高锰酸钾指数6.25,化学需氧量cod12,bod5值13,氨氮1.8,总磷0.5,达到黑臭水体治理标准。

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