CN105174568A - 超声处理废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及超声处理废水的方法，方法是，先将净水剂加入到制浆废水中搅拌均匀，配制成废水净水剂混合液；将废水净水剂混合液置于反应器中，进行加热反应，将加热反应后的废水净水剂混合液超声反应0.2～5h；然后过滤除去废水中形成的沉淀物，再次超声，降解废水中残留的有机污染物；沉淀，除去沉淀物后的废水排放或者回用；将沉淀物进行干燥、焚烧，从而实现超声处理造纸制浆废水，本发明占地面积小，处理速度快，可与其他水处理方法兼容，利用超声空化效应产生的强氧化性自由基对生化处理后的废水进行脱色；破碎废水中残留的细菌有效提高后续废水污泥的脱水效果，提高污泥干度，使污泥更易焚烧处理，经济和社会效益巨大。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理，特别是一种超声处理废水的方法。
背景技术
随着国家对环境政策的收紧，水污染问题日益受到人们的关注。随着，污水处理标准的不断提高，对污水处理效果和效率都提出了更高的要求。原有的污水处理工艺和污水处理设备渐渐无法满足污水处理要求。对于运用生物处理法进行污水处理的企业，若仅采用现有技术，设备投入和运行费用都很昂贵，严重影响了企业经济效益。
超声降解水中有机污染物的研究始于20世纪90年代，超声波技术具有高效、无污染或少污染的特点，是一项新型水处理技术。超声技术集高级氧化、热解、超临界氧化等效应于一体，降解速度快、能将水中有机污染物转变成二氧化碳、水、无机离子或比原有有机物毒性小易降解的有机物，在处理难生物降解有机污染物方面具有显著优势。
超声波可以产生具有强氧化性的自由基，有助于废水中有机物的降解，减少废水处理所需化学药品的添加量，降低废水处理成本。另外，超声波可以破碎废水中残留的细菌，消除废水处理后续污泥的异味，废水污泥中细菌的破碎可以明显降低后续污泥的含水量，提高污泥的燃烧值，有助于污泥的焚烧处理。
目前造纸制浆废水处理方法主要有好氧法、厌氧法、高级氧化法、膜分离法等方法，但由于种种原因，均存在这样或那样的问题，超声技术是一种先进的技术，已在各个方面得到广泛应用，但如何有效的应用到造纸制浆废水的处理，一直为业内所关心的技术问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种超声处理废水的方法，采用超声技术解决制浆造纸废水的处理问题。
本发明的技术方案是，包括以下步骤：
（1）配液：方法是，先将净水剂加入到制浆废水中搅拌均匀，使净水剂在废水中的质量浓度为0.01～30%，配制成废水净水剂混合液；
所述的净水剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、硫酸铝、硫酸铁或聚合硫酸铁中的一种或者两种以上的组合；
（2）加热反应：将废水净水剂混合液置于反应器中，进行加热反应，使废水净水剂混合液温度升至20～40℃；
（3）超声反应：将加热反应后的废水净水剂混合液在超声功率0.1～1.5kW/m3，频率为20～300kHz，超声反应时间为0.2～5h；
（4）降解：超声反应后，过滤除去废水中形成的沉淀物，再次在超声功率0.1～1.5kW/m3、频率为20～300kHz下进行超声反应0.2～5h，利用超声波在水中产生的空化效应，降解废水中残留的有机污染物；
（5）沉淀：对超声处理过的废水进行静置沉淀，沉淀时间0.2-5h，除去沉淀物后的废水排放或者回用；
（6）焚烧：将沉淀物进行干燥、焚烧，从而实现超声处理造纸制浆废水。
本发明是一种新的造纸制浆废水处理方法，具有占地面积小，处理速度快，可与其他水处理方法兼容等特点，利用超声空化效应产生的强氧化性自由基对生化处理后的废水进行脱色；破碎废水中残留的细菌有效提高后续废水污泥的脱水效果。提高污泥干度，使污泥更易焚烧处理，经济和社会效益巨大。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作详细说明。
本发明在具体实施中可由以下实施例给出。
实施例1
本发明在具体实施中，包括以下步骤：
（1）配液：方法是，先将制浆废水置入反应器中，再加入净水剂搅拌均匀，使净水剂在废水中的质量浓度为0.1～25%，配制成废水净水剂混合液；
所述的净水剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、硫酸铝、硫酸铁或聚合硫酸铁中的一种；
（2）加热反应：对废水净水剂混合液进行加热反应，使废水净水剂混合液温度升至25～35℃；
（3）超声反应：将加热反应后的废水净水剂混合液在超声功率0.5～1.2kW/m3，频率为50～250kHz，超声反应时间为0.5～4h；
（4）降解：超声反应后，过滤除去废水中形成的沉淀物，再次在超声功率0.5～1.2kW/m3、频率为50～250kHz下进行超声反应0.5～4h，利用超声波在水中产生的空化效应，降解废水中残留的有机污染物；
（5）沉淀：对超声处理过的废水进行静置沉淀，沉淀时间0.5～4h，除去沉淀物后的废水排放或者回用；
（6）焚烧：将沉淀物进行干燥、焚烧，从而实现超声处理造纸制浆废水。
实施例2
本发明在具体实施中，还可由以下步骤实现：
（1）配液：方法是，先将制浆废水置入反应器中，再加入净水剂搅拌均匀，使净水剂在废水中的质量浓度为0.5～20%，配制成废水净水剂混合液；
所述的净水剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、硫酸铝、硫酸铁或聚合硫酸铁中的两种以相同重量混合在一起制成的混合物；
（2）加热反应：对废水净水剂混合液进行加热反应，使废水净水剂混合液温度升至28～33℃；
（3）超声反应：将加热反应后的废水净水剂混合液在超声功率0.8～1kW/m3，频率为100～200kHz，超声反应时间为1～3h；
（4）降解：超声反应后，过滤除去废水中形成的沉淀物，再次在超声功率0.8～1kW/m3、频率为100～200kHz下进行超声反应1～3h，利用超声波在水中产生的空化效应，降解废水中残留的有机污染物；
（5）沉淀：对超声处理过的废水进行静置沉淀，沉淀时间1～3h，除去沉淀物后的废水排放或者回用；
（6）焚烧：将沉淀物进行干燥、焚烧，从而实现超声处理造纸制浆废水。
实施例3
本发明在具体实施中，也可由以下步骤实现：
（1）配液：先将制浆废水置入反应器中，再加入净水剂搅拌均匀，使净水剂在废水中的质量浓度为0.1～15%，配制成废水净水剂混合液；
所述的净水剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、硫酸铝、硫酸铁或聚合硫酸铁中的三种或3种以上以相同重量混合在一起制成的混合物；
（2）加热反应：对废水净水剂混合液进行加热反应，使废水净水剂混合液温度升至29～30℃；
（3）超声反应：将加热反应后的废水净水剂混合液在超声功率0.9kW/m3，频率为150kHz，超声反应时间为2h；
（4）降解：超声反应后，过滤除去废水中形成的沉淀物，再次在超声功率0.9kW/m3、频率为150kHz下进行超声反应2h，利用超声波在水中产生的空化效应，降解废水中残留的有机污染物；
（5）沉淀：对超声处理过的废水进行静置沉淀，沉淀时间2h，除去沉淀物后的废水排放或者回用；
（6）焚烧：将沉淀物进行干燥、焚烧，从而实现超声处理造纸制浆废水。
由上述可以看出，本发明是采用净水剂和超声协同处理造纸制浆废水，处理设计占地面积小，处理速度快，而且还可与其它废水处理方法兼容，经测试，处理后的废水COD值为30-50mg/L，氨氮值小于15mg/L，保证出水达到回用要求，具体结果见下表：
完全达到或超过了国家排放标准。
本发明的创新点在于，利用超声技术实现造纸制浆废水的处理，其中包括：
1、采用聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、硫酸铝、硫酸铁和聚合硫酸铁等净水剂中的一种或者几种，在超声协同作用下，共同处理制浆废水；
2、功率超声的频率为20kHz-300kHz，超声声强为0.1kW/m3-1.5kW/m3。
3、净水剂浓度为0.01%-30%。
4、超声辐照废水时间为0.2-5小时，废水处理温度为20-40℃。
这都是现有技术中所不具备的，是申请人经科学研究、实验和对实践总结做出的创造性劳动结晶，有效解决了快速、高效、节约费用、效果好的对制浆废水的处理，与现有技术相比，具有以下突出的优点：
1、利用超声技术和净水剂结合处理制浆废水是一种有效的化学废水处理方法，在实际应用于净水剂与废水中污染物的反应受到温度、浓度等因素的影响，处理时间较长，存在净水剂不完全利用的现象。将净水剂与超声协同使用，可以有效减少净水剂的反应时间，提高净水剂的利用率，减少净水剂使用，从而有效降低废水处理成本30%以上。
2、废水处理伴随有污泥处理问题，废水处理后残留的污泥主要以焚烧为主。污泥中含有大量生物处理残留的微生物，难以脱水，影响后续焚烧处理质量。超声处理废水的同时可以破碎残留废水中微生物，分散污泥，使污泥实现更好的脱水效果，脱水率达到98%以上，非常有利于对污泥的焚烧处理，减少废水对环境造成的污染，经济和社会效益巨大。
Claims (4)
1.一种超声处理废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配液：先将净水剂加入到制浆废水中搅拌均匀，使净水剂在废水中的质量浓度为0.01～30%，配制成废水净水剂混合液；
所述的净水剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、硫酸铝、硫酸铁或聚合硫酸铁中的一种或者两种以上的组合；
（2）加热反应：将废水净水剂混合液置于反应器中，进行加热反应，使废水净水剂混合液温度升至20～40℃；
（3）超声反应：将加热反应后的废水净水剂混合液在超声功率0.1～1.5kW/m3，频率为20～300kHz，超声反应时间为0.2～5h；
（4）降解：超声反应后，过滤除去废水中形成的沉淀物，再次在超声功率0.1～1.5kW/m3、频率为20～300kHz下进行超声反应0.2～5h，利用超声波在水中产生的空化效应，降解废水中残留的有机污染物；
（5）沉淀：对超声处理过的废水进行静置沉淀，沉淀时间0.2-5h，除去沉淀物后的废水排放或者回用；
（6）焚烧：将沉淀物进行干燥、焚烧，从而实现超声处理造纸制浆废水。
2.根据权利要求所述的超声处理废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配液：先将制浆废水置入反应器中，再加入净水剂搅拌均匀，使净水剂在废水中的质量浓度为0.1～25%，配制成废水净水剂混合液；
所述的净水剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、硫酸铝、硫酸铁或聚合硫酸铁中的一种；
（2）加热反应：对废水净水剂混合液进行加热反应，使废水净水剂混合液温度升至25～35℃；
（3）超声反应：将加热反应后的废水净水剂混合液在超声功率0.5～1.2kW/m3，频率为50～250kHz，超声反应时间为0.5～4h；
（4）降解：超声反应后，过滤除去废水中形成的沉淀物，再次在超声功率0.5～1.2kW/m3、频率为50～250kHz下进行超声反应0.5～4h，利用超声波在水中产生的空化效应，降解废水中残留的有机污染物；
（5）沉淀：对超声处理过的废水进行静置沉淀，沉淀时间0.5～4h，除去沉淀物后的废水排放或者回用；
（6）焚烧：将沉淀物进行干燥、焚烧，从而实现超声处理造纸制浆废水。
3.根据权利要求所述的超声处理废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配液：先将制浆废水置入反应器中，再加入净水剂搅拌均匀，使净水剂在废水中的质量浓度为0.5～20%，配制成废水净水剂混合液；
所述的净水剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、硫酸铝、硫酸铁或聚合硫酸铁中的两种以相同重量混合在一起制成的混合物；
（2）加热反应：对废水净水剂混合液进行加热反应，使废水净水剂混合液温度升至28～33℃；
（3）超声反应：将加热反应后的废水净水剂混合液在超声功率0.8～1kW/m3，频率为100～200kHz，超声反应时间为1～3h；
（4）降解：超声反应后，过滤除去废水中形成的沉淀物，再次在超声功率0.8～1kW/m3、频率为100～200kHz下进行超声反应1～3h，利用超声波在水中产生的空化效应，降解废水中残留的有机污染物；
（5）沉淀：对超声处理过的废水进行静置沉淀，沉淀时间1～3h，除去沉淀物后的废水排放或者回用；
（6）焚烧：将沉淀物进行干燥、焚烧，从而实现超声处理造纸制浆废水。
4.根据权利要求所述的超声处理废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配液：先将制浆废水置入反应器中，再加入净水剂搅拌均匀，使净水剂在废水中的质量浓度为0.1～15%，配制成废水净水剂混合液；
所述的净水剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、硫酸铝、硫酸铁或聚合硫酸铁中的三种或3种以上以相同重量混合在一起制成的混合物；
（2）加热反应：对废水净水剂混合液进行加热反应，使废水净水剂混合液温度升至29～30℃；
（3）超声反应：将加热反应后的废水净水剂混合液在超声功率0.9kW/m3，频率为150kHz，超声反应时间为2h；
（4）降解：超声反应后，过滤除去废水中形成的沉淀物，再次在超声功率0.9kW/m3、频率为150kHz下进行超声反应2h，利用超声波在水中产生的空化效应，降解废水中残留的有机污染物；
（5）沉淀：对超声处理过的废水进行静置沉淀，沉淀时间2h，除去沉淀物后的废水排放或者回用；
（6）焚烧：将沉淀物进行干燥、焚烧，从而实现超声处理造纸制浆废水。
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