CN103787475B - 一种高效污水处理剂 - Google Patents

Abstract

一种污水处理剂，以重量份数记，包括以下组份：无机天然矿物质40～60份，无机硫酸盐20～40份，无机碳酸盐或者碱10～30份，无机聚合硫酸盐1-5份。该产品是中性的，产品的使用不影响水溶液的pH值，使用时不受需要处理污水的pH值的影响，使用方便，可极大幅度地降低富营养化水体中的SS，COD，BOD，总磷，总氮等指标，凝聚沉降后的絮凝物，由亲水性变为疏水性，不会再次溶于水。

Description

一种高效污水处理剂

技术领域

本发明涉及污水净化处理领域，具体涉及一种高效污水处理剂及其使用方法。

背景技术

在隧道清洗，河川施工等过程中，不可避免地会产生大量的污水，泥浆等。如果将这些污水，泥浆在施工现场直接放流，会对环境造成不良影响。在国外，通常会把这些污水用罐车回收，拉回市内的污水处理厂进行专业的污水处理后，才能将其排放。这样做，既需要很多的时间，延误工期，又需要大量的污水处理费用。在上述传统的处理方法中,有相当大一部分时间是用来将污水运输到污水处理厂，施工效率非常低。如果想提高施工效率，就必须增加罐车的数量，这样一来必然导致施工费用的增加，而且污水处理费用也是一个很大的负担。

正如上述，由于传统的处理方法，污水处理效率低，施工费用高，所以市场一直都在寻求改善措施。

另外，在河川清淤过程中，传统的方法是用高压泵向河底处输送高压水，以对河底进行清洗。这样一来，沉积在河川底部的淤泥就会不可避免的扩散,将河流弄脏。通常是将这些含有大量淤泥的污水用污泥吸引车或罐车将其拉回污水处理场进行处理，其费用昂贵。

还有，游泳池等蓄水池的水长时间滞留的话，就会产生蓝藻，使池中的水变得污浊。因此，要对池中的水定期地进行净化处理。因为传统的方法是将蓄水池中水进行全量交换，所以既需要很长的时间，又需要相当高的费用。人们一直都希望能够找到一种改善措施。

还有，在公园，游乐场，小区内设置的沙池是孩子玩耍的好地方。但是，这些沙池往往是被猫，狗等的粪尿严重污染。为此，对这些沙池进行清洗，从维护孩子健康上讲也是非常必要的。目前，作为这种污染沙的处理方法是，定期地，用干净的新沙子取代被污染的脏沙子，然后将污染的沙子作废弃处理。这样一来，也需要一笔不小的处理费用。

还有,比如说高速公路的隧道,每天都有大量的车辆通过,其排放的尾气严重的污染了隧道的墙壁,需要用水定期的进行清洗。但是，由于汽车的尾气当中含有大量的有害成分，包括铅等重金属，以及燃烧不完全的汽油成分等。清洗隧道的污水直接排放，会造成环境污染，这是不允许的。以往的处理方法是将清洗隧道的污水，用带有吸引的罐车回收，拉到专业的污水处理厂进行处理。这样做，和施工现场的污水处理一样，既需要较长的时间，影响工期，又需要大量的污水处理费用。而且，还需要对污水中的铅的成分进行特殊的处理。

还有，河川，沼泽地等的底部通常有大量的泥状土壤沉积。这些泥状土壤，通常需要用挖土机将其挖起来搬运出去。稍不小心的话，挖土机的挖铲就会把河床挖坏。还有，这些泥状土壤含水率通常都很高，用挖土机也是很难把它们挖起来的。在这种情况下，即便是添加絮凝剂，也很难有效地将土壤和水分分离开。所以，通常所采用的方法是机械脱水，或者是自然晒干等将泥土与水分进行分离。但是，这些方法或是需要昂贵的脱水设备，或是需要大面积的晒干用的地盘，处理成本极高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高效污水处理剂，可以将前面所述的各种污水，污泥等，在其发生的现场，通过简单的处理即可将其分离成可以排放的，干净的处理水和通水性良好的泥土块。

本发明的污水处理剂，以重量份数记，包括以下组份：无机天然矿物质40～60份，无机硫酸盐20～40份，无机碳酸盐或者碱10～30份，无机聚合硫酸盐1-5份。

其中所述的天然矿物质可以将污水、污泥中的悬浮物（SS成分）瞬间絮凝，并可使絮凝物的脱水效果得以提高；其含量少于40份时，形成的絮花太小，絮凝物的脱水效果有开始减退的倾向；反之，如果其含量超过60份，形成的絮花将会变得太硬，太密实，所以其用量为40-60份。

所述的天然矿物质优选石膏粉，优选45-50份,粒径为20-40μm。

所述的石膏粉最好采用硫酸改性，改性方法包括如下步骤：

将体积分数为50-70%的硫酸按固液比（g/L）1：（2-4）与石膏原料混合，在70-90℃的条件下反应4-7小时，将反应后的石膏洗涤，然后过滤，干燥，得到改性石膏粉。处理后的石膏粉颗粒形状更加均匀，并且过多的磷等杂质被除去。

所述的无机硫酸盐溶解于水，起电解质的作用，促进在污水处于胶质状态的SS成分的凝聚，而且在经过水解形成氢氧化物的过程中，该盐离子以高分子体的形式生成，它会将污水中的SS成分一边粘连在一起一边凝缩。无机硫酸盐的量过少，上述的这种效果就得不到充分发挥，就不能将污水在短时间内变成清水；反之，无机硫酸盐的量过多，处理水就会变得白浊，而且处理水还会酸化，无机硫酸盐的含量为20-40份。

所述的无机硫酸盐优选自硫酸铝、硫酸铁之一或其组合物，最好是25-30份。

所述的无机碳酸盐或碱起中和剂的作用，可以将污水变为中性。这些成分在污水中分散为胶质状的同时，和水分子之间发生水和反应，在此过程中与污水中的SS成分等结合，变硬，而且还可以起到将污水中的油分进行洗净，去除的作用，其用量过少，处理水的pH就会呈现酸性；反之，如果量过多，其pH值就会呈现碱性。无论是哪种场合，都会导致处理水的水质下降，其用量为10-30份。

所述的无机碳酸盐或碱优选20-25份，无机碳酸盐最好是碳酸钠，碱最好是氢氧化钠。

所述的无机聚合硫酸盐可促进SS成分的凝集，有效去除污水中的COD成分，BOD成分，重金属及各种有机成分等，添加量为1-5份。

所述的聚合硫酸盐优选3-4份，选自聚合硫酸铝、聚合硫酸铝铁或其混合物等。

本发明所述的污水处理剂还可以添加1-10份的改性硅藻土,对硅藻土进行改性处理可以有效提高硅藻土的各种特性。将硅藻土在400-450度高温下焙烧2-3小时后，将其冷却至室温，再按（2-3）：1液固质量比加入水，以及60-75%的硫酸，在90-110度下搅拌反应4-5小时后，用水洗涤，过滤，将其烘干，磨粉。通过改性处理，可以去除硅藻土中的杂质，显著提高二氧化硅的含量，硅藻土的比表面积明显增大，提高了硅藻土的吸附能力及除臭味的性能。

本发明所述的污水处理剂制备方法依次包括如下步骤：将各组分称量，通过搅拌混匀即可。

本发明污水处理剂的使用量，根据处理对象的污水或污泥的种类，含有SS成分等的浓度的不同而变化，其参考使用量为50～200ｇ/1立方污水。

采用本发明污水处理剂处理施工现场的污水时，可以将污水或污泥吸引至罐车的罐内，或将污水收集到储水池中，同时向罐内或储水池内投入上述的高效污水处理剂，进行充分搅拌，将污水瞬间分离成干净的处理水与固体成分的污水处理方法。干净的处理水（经检测各项指标均达标）可在现场直接放流，固体成分（沉淀）可回收再利用。

采用本发明污水处理剂清理河川时，在河川的下游，安装致密的丝网（用于回收沉淀物），向河川底部用高压泵送入高压水，与此同时，向河水中投放上述高效污水处理剂，以达到河川水流清澈的目的。

采用本发明污水处理剂处理池中污水的时候，一边向污水中（抽水泵出水口）投放上述高效污水处理剂，一边用水泵抽水以使池中污水进行循环，最终将污水净化。

采用本发明污水处理剂处理蓄水池污水时，一边向蓄水池的水中投放上述高效污水处理剂，一边向设置在蓄水池底部的散气管输送空气，以使蓄水池中的污水和污水处理剂得以充分搅拌，最终达到净化。

采用本发明污水处理剂清洗沙池中脏沙子时，用污泥吸引罐车将受污染的沙子和水一起吸进罐内，并投入上述的高效污水处理剂进行充分搅拌，在很短的时间内即可将沙子和干净的处理水分离开来。干净的处理水在现场放流，被洗净的沙子放回沙池，既简单，又可节约大量费用。

采用本发明污水处理剂处理清洗隧道的污水时，将污水吸入罐车的罐内，投入上述高效污水处理剂，进行充分搅拌后即可将变干净的处理水现场放流，既可大大缩短工期，又可节省大量的污水运输和污水处理费用。

本发明污水处理剂也可用在泥状土壤的处理上，将污水处理剂与泥状土壤混合，使其固液分离后将干净的处理水放流，再将固体成分（土壤）与土壤稳定剂混合，搅拌后用于修筑斜坡，修建道路，绿化等。以沉积在河川底部的泥状土壤为例进行说明：事先将一定量的高效污水处理剂投放于淤泥吸引罐车的罐内，然后将泥状土壤吸引到罐内。此时，由于泥状土壤的流动，使泥状土壤与高效污水处理剂得以充分混合，搅拌。另外，通常这种淤泥吸引罐车的吸水管子的长度大多都在100米以上，所以在处理河川底部的污水，淤泥作业时，工作人员即使不下到河川的底部照样可以进行处理作业，大大提高了施工的效率，缩短了工期，节省了大量费用。此时，如果泥状土壤含水较少，不太好吸引的情况下，可向泥状土壤中添加一定量的流水后再吸引。这样一来，泥状土壤就可以和高效污水处理剂在罐内充分混合，搅拌，固液成分在短时间内即可分离。经过上述处理后的泥土，可加入一定比例的土壤稳定剂，将其改良成优质土壤，用来修筑斜坡，造路，绿化等。经过上述处理后的淤泥，大多数情况下是通气性良好的，多孔的良质土壤。如果在其中适当掺合一些花草的种籽，过一定时间后种籽就会发芽，既可以使斜坡等得以绿化，又可以通过发达的植被根系防止水土流失。所以，通过利用本发明的高效污水处理剂以及土壤稳定剂，可以使沉积在河川的淤泥重新得到有效再利用。

本发明的有益效果如下：

（1）产品本身是中性的，产品的使用不影响水溶液的pH值，使用时不受需要处理的污水的pH值的影响，无论污水是酸性的，还是碱性的，均不需要对其pH值进行调整，可直接用本发明的高效污水处理剂进行有效处理。而且该产品还具有使强碱性、强酸性的污水趋向于中性的作用。

（2）使用方便：在污水发生的现场，将本污水处理剂直接投放入需要处理的污水或污泥中，只需进行充分的搅拌，即可在短时间内将污水或污泥中的固体成分和液体成分给分离开，液体的部分即为干净的处理水，可以直接排放，固体成分可根据具体情况进行再利用。搅拌的力度越大，搅拌地就越充分，固液分离的速度就越快，上清液的处理水也就越干净。处理工艺简单，成本低，见效快，效果维持时间长。该产品为无机质，无毒无害，不产生二次污染，属环境友好型产品。

（3）可极大幅度地降低富营养化水体中的SS，COD，BOD，总磷，总氮等指标，凝聚沉降后的絮凝物，由亲水性变为疏水性，不会再次溶于水。

具体实施方式

以下结合具体实施例对发明作进一步说明。

实施例1

以1000Kg污水处理剂计算，配方如下：

石膏粉 400Kg

硫酸铝 300Kg

碳酸钠 290Kg

无机聚合硫酸铝铁 10Kg

实施例2

以1000Kg污水处理剂计算，配方如下：

石膏粉 450Kg

硫酸铝 250Kg

碳酸钠 280Kg

无机聚合硫酸铝铁 20Kg

实施例3

以1000Kg污水处理剂计算，配方如下：

石膏粉 500Kg

硫酸铝 350Kg

碳酸钠 120Kg

无机聚合硫酸铝铁 30Kg

实施例4

以1000Kg污水处理剂计算，配方如下：

石膏粉 550Kg

硫酸铝 300Kg

碳酸钠 110Kg

无机聚合硫酸铝铁 40Kg

实施例5

以1000Kg污水处理剂计算，配方如下：

石膏粉 600Kg

硫酸铝 200Kg

氢氧化钠 150Kg

无机聚合硫酸铝铁 50Kg

实施例6

以1000Kg污水处理剂计算，配方如下：

石膏粉 600Kg

硫酸铝 290Kg

氢氧化钠 100Kg

无机聚合硫酸铝铁 10Kg

实施例7

以1000Kg污水处理剂计算，配方如下：

石膏粉 550Kg

硫酸铝 300Kg

碳酸钠 110Kg

无机聚合硫酸铝铁 40Kg

实施例8

以1000Kg污水处理剂计算，配方如下：

石膏粉 500Kg

硫酸铝 270Kg

碳酸钠 200Kg

无机聚合硫酸铝铁 30Kg

实施例9

以1000Kg污水处理剂计算，配方如下：

石膏粉 450Kg

硫酸铝 300Kg

碳酸钠 220Kg

无机聚合硫酸铝铁 30Kg

实施例10

以1000Kg污水处理剂计算，配方如下：

石膏粉 400Kg

硫酸铝 350Kg

碳酸钠 210Kg

无机聚合硫酸铝铁 40Kg

实施例11

以1000Kg污水处理剂计算，配方如下：

石膏粉 500Kg

硫酸铝 250Kg

碳酸钠 210Kg

无机聚合硫酸铝铁 40Kg

其中石膏粉采用硫酸进行改性，改性方法包括如下步骤：

将体积分数为60%的硫酸按固液比（g/L）1：3与石膏原料混合，在80℃的条件下反应5-6小时，将反应后的石膏洗涤，然后过滤，干燥，得到改性石膏粉。

实施例12

以1000Kg污水处理剂计算，配方如下：

石膏粉 500Kg

硫酸铝 250Kg

碳酸钠 150Kg

无机聚合硫酸铝铁 40Kg

硅藻土 60Kg

其中硅藻土的处理方法如下：将硅藻土在450度高温下焙烧2小时后，将其冷却至室温，再按2.5：1液固质量比加入水，以及72%的硫酸，在100度下搅拌反应4小时后，用水洗涤，过滤，并将其烘干，磨粉。

石膏粉的处理方法同实施例11。

实施例13

以1000Kg污水处理剂计算，配方如下：

石膏粉 500Kg

硫酸铝 250Kg

碳酸钠 200Kg

无机聚合硫酸铝铁 40Kg

硅藻土 10Kg

其中硅藻土的处理方法如下：将硅藻土在450度高温下焙烧2小时后，将其冷却至室温，再按3：1液固质量比加入水，以及75%的硫酸，在100度下搅拌反应4小时后，用水洗涤，过滤，并将其烘干，磨粉。

石膏粉的处理方法同实施例11。

实施例14

以1000Kg污水处理剂计算，配方如下：

石膏粉 500Kg

硫酸铝 320Kg

碳酸钠 170Kg

无机聚合硫酸铝铁 10Kg

表1为实施例1-实施例7配方，表2为实施例8-实施例14配方（以1000Kg污水处理剂计算）。

表1实施例1-实施例7配方

表2实施例8-实施例14配方

采用本发明的污水处理剂做了如下应用试验：

（1）利用实施例1的高效污水处理剂改善湖泊水质：试验地点为北京市丰台区小屯公园。

北京市丰台区小屯公园全园以水面为中心，水域面积大约6000平方米，公园内水面、喷灌全部采用循环中水，水质较差，属于劣Ⅴ类水质。

以快艇为主要工具，在快艇的后部向水中撒布本发明实施例1的高效污水处理剂，并利用快艇的螺旋桨进行搅拌，。试验段湖水总体积约为2000m³，共投污水处理剂105公斤(每立方污水投药50g左右），投药处理时间约1.5小时。

湖水在污水处理剂的作用下，水体中的悬浮物，污染物瞬间絮凝，绝大部分沉入水底，只有少量较轻的物质漂浮在水面，固液明显分离，利用捞网将漂浮物质捞出后，湖底清澈可见，湖中的水体得到了极大改善。

对处理前后的水体分别进行取样检测，其结果如表2所示。从表3中数据可见，本发明高效污水处理剂不仅可以有效清除水中的悬浮物质，而且还能大大降低BOD、COD和水中的总磷，处理后的水质完全达到了景观水的标准要求。

表3处理前后水质指标比较

检测项目	处理前	处理后
			生化需氧量（mg/L）	45.2	8.2
化学需氧量（mg/L）	378	34.2
			总磷（mg/L）	0.75	0.01
SS（mg/L）	205	未检出（<4）

（2）利用实施例12的高效污水处理剂系统改善湖泊、池塘水质：

北京通州宋庄镇某村中池塘呈方圆形，面积约1200m²，最大水深约2.5m，村民的生活污水通过四个污水口未经处理直接排入池塘内，池塘内水体黑臭，水质极差。气温稍高时，即出现蓝藻。黑臭的水体使居民唯恐避之不及，池塘边休闲的设施也成了摆设。为了改善村中的生态环境，采用实施例12的高效污水处理剂对该池塘的水体进行了处理，共投污水处理剂200公斤（约合60-80g/1立方污水）。

采用军用冲锋舟为载体，以冲锋舟的螺旋桨作为动力搅拌工具，使得药剂与污染水体充分混合，提高反应效率。静置1-2小时后，水体中比重大的污染物质凝聚沉降，比重轻的污染物质上浮水面，在很短时间内实现了固液分离。处理后的水体透明度显著增加，水质得到显著改善。

处理前后水质变化情况见表4，将处理后水体的检测结果与地表水质量标准比较可见，处理后水体的绝大部分指标达到了地表水Ⅳ类标准。

表4处理前后水质变化情况

从表中数据可见：

1）本发明污水处理剂可以显著降低污染水体的生化需氧量、化学需氧量和高锰酸盐指数，三个指标的去除率分别达到97.3%、96.3%和96.7%。

2）本发明污水处理剂可以明显降低水体中的总磷，水体的总磷含量由处理前的8.66mg/L降低至0.28mg/L，去除率达96.8%；对水体中的总氮也有一定的去除效果，水体中的总氮由处理前的33.7mg/L降低至20.6mg/L，去除率38.9%。

3）本发明污水处理剂还能有效降低水体中的氟化物，镉、砷等重金属和有毒物质。

4）本发明污水处理剂对水体的酸碱度几乎没有影响，处理前水体的酸碱度为7.28，处理后水体的pH值为7.76。

5）经过本发明污水处理剂处理后水体的透明度显著增加。处理前池塘水体的透明度几乎为0，处理后水体的透明度超过了1.0m。

6）处理后水体的溶解氧浓度明显增加。处理前水体的溶解氧几乎为0，处理后水体的溶解氧达到2.9，溶解氧的增加为水体的自我净化创造了条件。

（3）利用实施例11的高效污水处理剂处理湿地人工湖蓝藻：

试验地点为北京水衙沟靛厂湿地，水衙沟靛厂公共绿地雨洪利用工程由3.6万平米的人工湖和7000平米的人工湿地组成。

本次试验地位于上游人工湖，试验水域面积约5000m²，试验水体体积约1.5万m³。尽管人工湖的水体经过污水处理厂处理（出厂水质为一级A）和湿地的净化，但是，试验前水体的总磷、总氮和化学需氧量均高于地表水Ⅴ类水标准，并且试验期间水体温度在24.0～25.0℃之间，因此，人工湖中出现了大量的蓝藻。

共投污水处理剂900公斤（约60g/1立方污水），采用军用冲锋舟为载体，以冲锋舟的螺旋桨作为搅拌工具，使得药剂与水体充分混合，提高污染水体的絮凝效果，静置1～2个小时，污水处理剂与污水充分作用，使得水体中的比重大的污染物质凝聚沉降，比重轻的污染物质上浮，最后将漂浮在水体表面的污染物质从水体中去除。

处理前后水质变化情况见表5。

表5处理前后水质变化情况

从表5中可见：

1）本发明污水处理剂能够减少水体中的生化需氧量、化学需氧量和高锰酸钾指数，3个指标分别降低15.0%、25.0%和25.7%。污水处理厂污水经过各种处理和湿地的净化，处理前水体取样时的水质接近地表水Ⅴ类水标准。

2）本发明污水处理剂可减少水体中的总磷、总氮和氨氮的含量，3个指标分别降低了34.7%、28.7%和6.9%。

3）本发明污水处理剂通过絮凝作用，减少了水体中的悬浮物质，水体中的氧化物、重金属等也随着悬浮物质的絮凝而沉淀，因此，水体中硫化物、氟化物和重金属的含量也有所降低。

4）随着悬浮物质的絮凝沉淀，或漂浮打捞，水体的透明度显著增加。目视观察表明，试验前水体的透明度接近0cm，处理后水体的透明度约为80～100cm。

5）本发明污水处理剂有很好的除藻功能。处理前人工湖水体内出现了较大面积的蓝藻，处理过程中蓝藻被污水处理剂絮凝析出。由于藻类的去除，水体复氧能力提高，溶解氧浓度也由处理前的4.2mg/L增加到5.2mg/L。

利用其它实施例在同样条件下做去除蓝藻的试验，效果都很好。

以上内容描述了本发明的基本原理和主要特征，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种污水处理剂，以重量份数记，包括以下组份：无机天然矿物质40～60份，无机硫酸盐20～40份，无机碳酸盐或者碱10～30份，无机聚合硫酸盐1-5份，其中所述的无机天然矿物质为石膏粉，采用硫酸改性，改性方法包括如下步骤：将体积分数为50-70％的硫酸按固液比1：(2-4)与石膏原料混合，单位为g/L，在70-90℃的条件下反应4-7小时，将反应后的石膏洗涤，然后过滤；所述的无机硫酸盐为硫酸铝。

2.根据权利要求1所述的污水处理剂，其中所述的石膏粉用量为45-50份,粒径为20-40μm。

3.根据权利要求1所述的污水处理剂，其中所述的硫酸铝用量为25-30份。

4.根据权利要求1所述的污水处理剂，其中所述的无机碳酸盐或者碱为20-25份。

5.根据权利要求4所述的污水处理剂，其中所述的无机碳酸盐为碳酸钠。

6.根据权利要求4所述的污水处理剂，其中所述的碱为氢氧化钠。

7.根据权利要求1所述的污水处理剂，其中所述的无机聚合硫酸盐为聚合硫酸铝铁,用量为3-4份。

8.根据权利要求1所述的污水处理剂，还包括1-10份的改性硅藻土。