CN103420463A - 一种协同印染废水固有污染物组分的原位强化处理复合药剂 - Google Patents

Abstract

本发明为一种饮用水强化混凝处理的新型复配药剂，通过利用自来水厂生物排泥水形成生物絮凝剂，与水厂常用铝系、铁系絮凝剂进行互配，取代或部分取代化学高分子絮凝剂（PAM），形成无机混凝剂-生物絮凝剂-少量化学高分子絮凝剂的复配药剂体系，实现污水的高效低成本处理；其中化学高分子絮凝剂可根据水质情况免于投加。与传统混凝剂-絮凝剂系统相比，本发明由于充分利用生物排泥水的生物絮凝剂作用，因此可以大幅降低处理成本，同时可降低生物排泥水的环境风险。

Description

一种协同印染废水固有污染物组分的原位强化处理复合药剂

技术领域

本发明属于饮用水净化处理领域，涉及协同印染废水固有污染物组分的原位强化处理复合药剂。 

背景技术

目前自来水厂采用生物活性炭（BAC）为核心的净化工艺对饮用水进行深度处理，其利用活性炭的高比面积吸附供生物生长所需的有机物基质，生成具有水质净化作用的生物膜，达到高效净化水质的作用，代表性工艺有臭氧-生物活性炭（O₃-BAC），空气-生物活性炭等。但该工艺需定期要对活性炭层进行反冲，避免生物膜过度增殖堵塞滤床，同时淘汰老化的生物与代谢残体。活性炭滤池反冲过程中产生大量的生物排泥水，现在的做法往往是将其排放水体，会产生一定的二次污染，因此越来越多的厂采用絮凝来处理饮用水。 

传统的的絮凝剂有聚合三氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)，但PAC水解后产生的铝离子通过饮用水进入人体会导致贫血、脱发和大脑痴呆等多种疾病，PAM水解后产生的丙烯酸和有机胺等有机污染物同样危害人体健康。 

微生物絮凝剂是一种无毒的生物高分子化合物，包括机能性蛋白质或机能性多糖化合物，利用微生物技术，通过细菌、真菌等微生物发酵、提取、精制而成，具有生物降解、高效、无毒、无二次污染等特点，对多种细微颗粒和有机物等都有优良的凝聚能力。 

复合型絮凝剂是近年才开始研制的新型絮凝剂，它能克服单一絮凝剂的不足，具有适应范围广、pH使用范围大、对各种浓度水质均有良好净化效果，在水处理领域得到越来越广泛的研究，以无机／有机复合絮凝剂的研究应用 较多。 

发明内容

本发明针对活性炭净化工艺和传统絮凝净化工艺的不足，提供了一种协同印染废水固有污染物组分的原位强化处理复合药剂，其特征在于：所述复合药剂由无机混凝剂和生物絮凝剂组成，无机混凝剂为铁系或铝系无机混凝剂。 

另外，当Fe³⁺药剂浓度为0.01mol/L时，生物絮凝剂与Fe₃₊流量投加比为1:15；当Al³⁺药剂浓度为0.01mol/L时，生物絮凝剂与与Al₃₊流量投加比为1:30；当无机絮凝剂为Fe₂（SO₄）₃·18H₂O，投加量为30-60mg/L。 

另外，所述无机混凝剂、生物絮凝剂采用出水水质反馈和流量控制模式，通过自动或手动投加方式连续投加。根据出水水质要求，投加少量化学高分子絮凝剂。 

另外，所述一种生物絮凝剂的现场制备方法，其特征在于：收集初始生物排泥水，采用重力或离心方式富集，上清液即为生物絮凝剂。 

本发明的有益效果： 

与传统混凝剂-絮凝剂系统相比，由于本发明充分利用自来水厂生物排泥水中所富含的多糖、脂类等天然高分子有机物生物絮凝剂，反过来作为水厂强化混凝的净化药剂，因此可以大幅降低处理成本，缓解排泥水对水环境的污染，实现排泥水的资源化，达到高效低成本净化饮用水的效果，同时可降低生物排泥水的环境风险。具体体现在: 

（1）本发明可减少无机混凝剂的投加量10-20%，以20万吨/d水厂为例，按铁盐投加量40mg/L计，可节省投加量800-1600kg/d。 

（2）本发明可减少有机化学高分子混凝剂（PAM）的投加量60-100%，以20万吨/d水厂为例，按PAM投加量2mg/L计，可节省投加量240-400kg/d。 

以20万吨/d水厂为例，本发明每天可利用排泥水80m³左右，约为总排泥水的20%。 

附图说明：

图1为本发明实施例的絮凝剂的添加流程图。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施作进一步的说明 

本发明根据原水水质，通过利用自来水厂生物排泥水形成生物絮凝剂，与水厂常用铝系、铁系絮凝剂进行互配，取代或部分取代化学高分子絮凝剂（PAM），形成无机混凝剂-生物絮凝剂-少量化学高分子絮凝剂的复配药剂体系，实现污水的高效低成本处理；其中化学高分子絮凝剂可根据水质情况免于投加。 

为实现上述目的，本发明首先对排泥水进行富集（重力或离心）形成高浓度排泥水，根据原水水质特征，投加铁系、铝系无机絮凝剂，形成无机混凝剂-生物絮凝剂的复配系统，最后根据处理要求，投加化学有机高分子絮凝剂（PAM）。 

图1为本发明实施例的絮凝剂的添加流程图。 

如图1所示，具体技术方案如下： 

（1）生物絮凝剂：收集初始生物排泥水（生物量大于10g/L），采用重力或离心方式富集（生物量大于20g/L），上清液即作为生物絮凝剂使用。 

（1）无机混凝剂-生物絮凝剂：根据原水水质特征，投加适量的铁系或铝系无机混凝剂，与生物絮凝剂形成无机混凝剂-生物絮凝剂。 

（2）无机混凝剂-生物絮凝剂投加比例：采用连续投加，计量泵流量控制模式；在Fe³⁺或Al³⁺药剂浓度为0.01mol/L时，微生物絮凝剂与Fe³⁺流量投加比为1:15，与Al³⁺流量投加比为1:30；采用Fe₂（SO4）₃·18H₂O做无机絮凝剂时投加量一般为30-60mg/L。 

（3）无机混凝剂-生物絮凝剂-少量化学高分子絮凝剂：根据出水水质要求，投加少量化学高分子絮凝剂。 

本发明的实施方法如下所述： 

（1）在自来水厂新建生物污泥浓缩池或离心车间，规模按照每天处理水量的1/500设计，上清液即可视为生物絮凝剂； 

（2）通过水质分析，获得饮用水原水中SS、CODMn、pH等特征信息，确定优化的生物絮凝剂：无机混凝剂比例； 

（3）采用自动加药装置，通过计量泵控制模式将无机絮凝剂与生物絮凝剂复配投入自来水厂的混凝混合反应池中，经过反应沉淀后即可将CODMn、SS分别降低40%和80%以上； 

（4）根据出水要求确定是否需要投加化学高分子絮凝剂（PAM）及投加量； 

（5）复配药剂与水的絮凝反应，沉淀池的设计水力停留时间等与传统处理方法一致。 

实施例一 

某自来水厂处理规模为20万m³/d，进水CODMn为5mg/L，SS为50mg/L，pH为7.6-8.1，水厂处理工艺为混凝+沉淀+过滤+臭氧生物活性炭+消毒。 

本发明实施步骤如下： 

（1）经过分析计算，该厂排泥水产生量为400m³/d，按此规模，在自来水厂新建生物污泥浓缩池系统，浓缩时间取24小时，浓缩池上清液即可视为生物絮凝剂； 

（2）通过水质分析，获得饮用水原水中SS、CODMn、pH等特征信息，确定无机混凝剂为Fe₂（SO4）₃·18H₂O，配制成0.01mol/L。 

（3）采用自动加药装置，通过计量泵控制模式将无机絮凝剂与生物絮凝剂复配按照1:30的流量投加比投入自来水厂的混凝混合反应池中，Fe₂（SO4） ₃·18H₂O为30mg/L，经过反应沉淀后即可将CODMn、SS分别降低到3mg/L和10mg/L以上； 

（4）由于出水CODMn已小于3mg/L，可无需投加PAM。 

Claims (7)

1.一种协同印染废水固有污染物组分的原位强化处理复合药剂，其特征在于：所述复合药剂由无机混凝剂和生物絮凝剂组成，无机混凝剂为铁系或铝系无机混凝剂。

2.根据权利要求1所述的一种协同印染废水固有污染物组分的原位强化处理复合药剂，其特征在于：当Fe³⁺药剂浓度为0.01mol/L时，生物絮凝剂与Fe³⁺流量投加比为1:15。

3.根据权利要求1所述的一种协同印染废水固有污染物组分的原位强化处理复合药剂，其特征在于：当Al³⁺药剂浓度为0.01mol/L时，生物絮凝剂与与Al³⁺流量投加比为1:30。

4.根据权利要求1所述的一种协同印染废水固有污染物组分的原位强化处理复合药剂，其特征在于：无机絮凝剂为Fe₂（SO₄）₃·18H₂O，投加量为30-60mg/L。

5.根据权利要求1所述的一种协同印染废水固有污染物组分的原位强化处理复合药剂，其特征在于：无机混凝剂、生物絮凝剂采用出水水质反馈和流量控制模式，通过自动或手动投加方式连续投加。

6.根据权利要求1所述的一种协同印染废水固有污染物组分的原位强化处理复合药剂，其特征在于：根据出水水质要求投加化学高分子絮凝剂。

7.一种生物絮凝剂的现场制备方法，其特征在于：收集初始生物排泥水，采用重力或离心方式富集，上清液即为生物絮凝剂。

Images