CN101948158A - 一种改性助沉剂强化絮凝/混凝处理污水方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过添加改性助沉剂利用絮凝/混凝沉淀作用去除水中悬浮物和胶体等杂质的处理方法，属于给排水技术和环境保护技术领域。将粒度为50目到300目之间的石英砂颗粒助沉剂在浓度为0.1％～5％的有机高分子絮凝/混凝剂溶液中浸泡0.5分钟～48小时，经过浸泡的石英砂表面包裹吸附一层有机高分子絮凝/混凝剂的分子长链；将处理后的颗粒助沉剂选择投加时间投入待处理水中，慢速搅拌0.5～30分钟，转速控制在20～100r/min，使预处理过的颗粒助沉剂与污水中的悬浮物充分接触；停止搅拌，静止沉淀1～60分钟进行固液分离，就可高效聚沉去除污水中的悬浮物。本发明助沉剂捕捉能力强，絮团结构稳定，含水率低，絮团沉降迅速快，处理效果好，可明显降低絮凝/混凝剂用量或提高絮凝/混凝效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种去除水中杂质的处理方法，特别是通过添加改性助沉剂利用絮凝/混凝沉淀作用去除水中悬浮物和胶体等杂质的处理方法，属于给排水技术和环境保护技术领域。
背景技术
絮凝/混凝作用是通过添加化学药剂而改变胶体颗粒的表面特性，使分散的胶体颗粒聚集形成大颗粒物而沉淀(或上浮)，其作用机理主要有：电性中和/吸附、吸附架桥、卷扫絮凝等。在当今水处理絮凝/混凝过程中，根据需要加入适当的助沉剂，往往可以改善絮凝/混凝效果、减少沉淀时间。
根据物质沉淀理论，颗粒的沉降速度与颗粒直径的二次方成正比，所以增加颗粒直径是提高沉降速度的有效途径。同时，加入适量的颗粒助沉剂可成为絮凝/混凝过程的晶核，能使细小的絮体或沉淀颗粒凝聚增大，达到加快沉降速度和改善絮凝/混凝效果的目的，并能使沉淀物含水量减少，使出水各项技术指标进一步得到提高，是一个投资相对较少、收益相对较高的方法。颗粒助沉剂的助沉基本原理是通过物理和化学吸附，破坏悬浮物的平衡，把悬浮物吸附在助沉剂颗粒周围，形成以助沉剂颗粒为中心的大颗粒基团。这种基团颗粒相对较大，密度较高，容易快速沉淀。
石英砂是废水处理中常用的助沉剂，其优点是价格低廉，来源充足，适用范围广，密度大，因而在水处理中得到广泛应用。水处理中通常使用石英砂作为助沉剂的添加方法是：在含有悬浮颗粒等杂质的待处理水中直接投加，搅拌过程中加入化学絮凝/混凝剂进行絮凝/混凝，絮凝/混凝后静止沉淀、固液分离。通过对这种处理方法后产生的沉淀物在显微镜下观察可以发现，沉淀物中大部分石英砂助沉剂颗粒表面上悬浮物吸附率不高或者没有产生吸附，产生吸附的石英砂表面吸附到的悬浮物也只有颗粒表面很薄的一层，这是由于石英砂颗粒的晶体结构决定了石英砂颗粒的比表面积较小，孔隙不多，吸附能力不强。这种现象造成生产成本的浪费和生产工艺复杂化及工艺处理时间增长。
因此工业应用上，急需开发一种廉价易得且具有较大吸附面积和强吸附能力助沉剂，加快助沉速度，减少助沉剂用量，增强水处理效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种高分子絮凝/混凝剂包裹石英砂强化助沉处理方法，其特点是费用低，处理效率高，可缩短处理时间及减少助沉剂用量。尤其适合水中含有密度过小、沉降速度过慢的悬浮物和胶体杂质的处理。
针对石英砂助沉剂吸附效率低、颗粒表面吸附能力差的问题，本发明提出一种新的污水处理技术方案：
将粒度为50目～300目的助沉剂在浓度为0.1％～5％的有机高分子絮凝/混凝剂溶液中浸泡0.5分钟～48小时后得到改性助沉剂，所述的助沉剂浸泡过程中助沉剂和有机高分子絮凝剂溶液的质量体积比为0.5～5kg/10L，所述助沉剂为石英砂颗粒物、沸石、磁铁矿、河沙或其他选矿尾矿颗粒，所述的有机高分子絮凝剂主要为聚丙烯酰胺类高分子絮凝剂。
将粒度为50目～300目的助沉剂在浓度为0.1％～5％的有机高分子絮凝/混凝剂溶液中浸泡0.5分钟～48小时后得改性助沉剂，然后将改性助沉剂选择投加时间投入待处理水中，慢速搅拌0.5～30分钟，转速控制在20～100r/min，使预处理过的助沉剂与污水中的悬浮物充分接触絮凝/混凝，最后停止搅拌，静止沉淀0.5～60分钟，固液分离。
所述的助沉剂浸泡过程中助沉剂和有机高分子絮凝剂溶液的质量体积比为0.5～5kg/10L，且根据待处理水性质不同，投入改性助沉剂的量与污水的质量比例为0.1kg～50kg/t水。
所述改型助沉剂在水或废水处理时可单独使用或与絮凝/混凝剂配合使用，配合使用选择投加时间是根据污水性质不同，可以分别选择在絮凝/混凝的前期、中间过程中和后期进行投加。
助沉剂为石英砂颗粒物、沸石、磁铁矿、河沙或其他选矿尾矿颗粒。
改型助沉剂制备时所采用的有机高分子絮凝剂，主要为聚丙烯酰胺类高分子絮凝剂。
改性助沉剂的投加可以是一次性加入，也可以是分次分批加入的。
本发明所述的浸泡过程中石英砂助沉剂和有机高分子絮凝/混凝剂溶液的质量体积比为0.5～5Kg/10L。根据待处理水性质不同，投入制得新型助沉剂与污水的质量比例为0.1kg～50kg/t水。
本发明所述的选择投加时间是根据污水性质不同，新型助沉剂投加可以分别选择在絮凝/混凝的前期、中间过程中和后期进行。
为了保证絮凝/混凝反应完全，本新型助沉剂可单独使用或与絮凝/混凝剂配合使用，捕捉污水中悬浮物颗粒或絮体，使之附着在以新型助沉剂为核心的颗粒上，形成更大的絮团，达到提高水处理絮凝/混凝效果的目的。
通过调整石英砂与絮凝/混凝剂溶液的比例、有机高分子絮凝/混凝剂溶液的浓度以及浸泡时间，使两者以合适的形态结合成为新型助沉剂。该新型助沉剂具有石英砂颗粒核心，其密度与直径远大于污水中的悬浮物质，可以加速水中悬浮污染颗粒和絮体的沉降。同时由于石英砂颗粒表面吸附了适量有机高分子絮凝剂长链，颗粒比表面积变大，有机高分子絮凝剂支链上的众多基团更有利于捕捉污水中的悬浮物。因此，该新型助沉剂的吸附和捕捉能力得到大幅度提高。
本发明所述的新型助沉剂除采用石英砂颗粒物外，也可采用其他矿物颗粒作为助沉剂，如沸石、磁铁矿、河沙等。
本发明所述的新型助沉剂制备时所采用的有机高分子絮凝剂，主要为聚丙烯酰胺类高分子絮凝剂。
本发明的有益效果：
本发明所述改性助沉剂的网状结构使其吸附面积更大，吸附和捕捉水中悬浮物质的能力更强。
本发明所述改性助沉剂利用有机高分子絮凝/混凝剂支链基团进行吸附，相对其他助沉剂表面吸附原理，对水中悬浮物质吸附更加牢固。
本发明处理方法可使水中悬浮物质形成的絮团直径大，密度高，沉降速度快。
本发明处理方法可使水中悬浮物质形成的絮团结构紧密，含水率低，处理效果好。
本发明处理方法适用范围广，既可用于给水处理，也可用于污、废水处理，并且可以减少水处理过程中絮凝/混凝剂用量。
通过实验证明，本发明能够使沉淀物的含固率增加30％～60％，沉降时间减少40％～65％，从而达到加快反应速度和减少絮凝/混凝剂用量的目的。
具体实施方式
以下结合实施事例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：对某含细小悬浮物的工业废水A进行絮凝/混凝处理。
对石英砂助沉剂进行预处理。将粒度为300目～200目的石英砂助沉剂在浓度为1％的有机高分子絮凝剂的溶液中浸泡15分钟，石英砂与有机高分子絮凝剂溶液的质量体积比为3kg/10L。
将本新型助沉剂与絮凝/混凝剂投入污水中，投加石英砂量与污水的比例为10kg/t水。慢速搅拌3分钟，转速控制在30r/min。
与絮凝/混凝剂结合使用本助沉剂，在污水絮凝/混凝时前期加入本助沉剂，沉淀池中污水水力停留时间为30分钟，悬浮物去除率98.7％。
实施例2：对某含细小悬浮物的选矿废水B进行絮凝/混凝处理。
对石英砂助沉剂进行预处理。将粒度为200目～100目的石英砂助沉剂在浓度为0.1％的有机高分子絮凝剂溶液中浸泡3分钟，石英砂与有机高分子絮凝剂溶液的质量体积比为5kg/10L。
将新型助沉剂投入选矿废水中，投加石英砂量与废选矿水的比例为10kg/t水。慢速搅拌10分钟，转速控制在80r/min。
与絮凝/混凝剂结合使用本助沉剂，在絮凝/混凝后期加入本助沉剂。沉淀池中选矿废水水力停留时间为50分钟，悬浮物去除率97.1％
实施例3：对某含细小悬浮物的生活污水C进行絮凝/混凝处理。对石英砂助沉剂进行预处理。将粒度为300目～200目的石英砂助沉剂在浓度为0.5％的有机高分子絮凝剂溶液中浸泡30分钟，石英砂与有机高分子絮凝剂溶液的质量体积比为3kg/10L。
将新型助沉剂与絮凝剂投入生活污水中，投加石英砂量与污水的比例为2kg/t水。慢速搅拌2.5分钟，转速控制在50r/min。
与絮凝结合使用本助沉剂，在絮凝中间过程中加入本助沉剂，沉淀池中污水水力停留时间为30分钟，悬浮物去除率99.2％
实施例4：对某高浓度难处理含细小悬浮物的选矿废水D进行絮凝/混凝处理。
对石英砂助沉剂进行预处理。将粒度为100目的石英砂助沉剂在浓度为0.3％的有机高分子絮凝剂溶液中浸泡24小时，石英砂与有机高分子絮凝剂溶液的质量体积比为2kg/10L。
将新型助沉剂与絮凝剂投入选矿废水中，投助沉剂与选矿废水的比例为20kg/t。慢速搅拌2分钟，转速控制在60r/min。
与絮凝/混凝剂结合使用本助沉剂，在选矿废水絮凝/混凝中间过程中分三次加入本助沉剂，沉淀池中污水水力停留时间为20分钟，悬浮物去除率98.8％。
Claims (7)
1.一种改性助沉剂强化絮凝/混凝处理污水方法，其特征是：将粒度为50目～300目的助沉剂在浓度为0.1％～5％的有机高分子絮凝/混凝剂溶液中浸泡0.5分钟～48小时后得到改性助沉剂，所述的助沉剂浸泡过程中助沉剂和有机高分子絮凝剂溶液的质量体积比为0.5～5kg/10L，所述助沉剂为石英砂颗粒物、沸石、磁铁矿、河沙或其他选矿尾矿颗粒，所述的有机高分子絮凝剂主要为聚丙烯酰胺类高分子絮凝剂。
2.一种改性助沉剂强化絮凝/混凝处理污水的方法，其特征是：将粒度为50目～300目的助沉剂在浓度为0.1％～5％的有机高分子絮凝/混凝剂溶液中浸泡0.5分钟～48小时后得改性助沉剂，然后将改性助沉剂选择投加时间投入待处理水中，慢速搅拌0.5～30分钟，转速控制在20～100r/min，使预处理过的助沉剂与污水中的悬浮物充分接触絮凝/混凝，最后停止搅拌，静止沉淀0.5～60分钟，固液分离。
3.按权利要求2所述的改性助沉剂强化絮凝/混凝处理污水的方法，其特征是：所述的助沉剂浸泡过程中助沉剂和有机高分子絮凝剂溶液的质量体积比为0.5～5kg/10L，且根据待处理水性质不同，投入改性助沉剂的量与污水的质量比例为0.1kg～50kg/t水。
4.按权利要求2所述的改性助沉剂强化絮凝/混凝处理污水的方法，其特征是：所述改型助沉剂在水或废水处理时可单独使用或与絮凝/混凝剂配合使用，配合使用选择投加时间是根据污水性质不同，可以分别选择在絮凝/混凝的前期、中间过程中和后期进行投加。
5.按权利要求2所述的的改性助沉剂强化絮凝/混凝处理污水的方法，其特征是：助沉剂为石英砂颗粒物、沸石、磁铁矿、河沙或其他选矿尾矿颗粒。
6.按权利要求2所述的有机高分子絮凝剂，其特征是：改型助沉剂制备时所采用的有机高分子絮凝剂，主要为聚丙烯酰胺类高分子絮凝剂。
7.按权利要求2所述的改性助沉剂投入待处理水中投加方法，其特征是：改性助沉剂的投加可以是一次性加入，也可以是分次分批加入的。
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