CN105693020A - 一种去除生活废水中洗涤剂的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种去除废水中洗涤剂的处理方法，含洗涤剂的生活废水依次预处理单元、初级过滤池、一次沉淀池、pH值调节池、离子-霍尔效应分离槽、曝气硝化池、生物脱氮池、二次沉淀池、净水池等。本方法创造性的利用了一种称为霍尔效应的电磁感应现象，当电流垂直于外磁场在废水槽中传导时，载流子会发生偏转，垂直于电流和磁场的方向上会产生一个附加的电场。只要将电磁铁和放电电极分别设置于合适的位置上，使磁感线方向和电流方向分别延两个水平方向呈直角通过水槽，即可在水槽上下方向产生电势差，从而使废水中的洗涤物质离子发生向下的运动，从而在水槽底部富集，逐渐形成污泥物质，从而将洗涤剂从废水中加以去除。

Description

一种去除生活废水中洗涤剂的处理方法

技术领域

本发明涉及一种去除废水中洗涤剂的处理方法，属于环境保护中的废水处理领域。

背景技术

洗涤剂的主要成分是表面活性剂，表面活性剂（surfactant）是指具有一定性质、结构和界面吸附性能，能显著降低溶剂表面张力或液—液、液—固界面张力的一类物质。它的分子结构中含有亲水基和亲油基两部分的有机化合物。当表面活性剂溶解于水后，根据是否生成离子及其电性，分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。按极性基团的解离性质分类，表面活性剂有离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、特种表面活性剂。

近年来，我国化学合成洗涤剂工业发展迅速，洗涤剂的产量逐年增加。而目前绝大部分的洗涤剂使用后未经妥善处理即排放到河流、海洋等自然水体中，常造成水体污染并出现泡沫横飞的景象，同时消耗了水中的溶解氧，影响了水体质量。虽然目前生物降解性能较差的洗涤剂已经基本被淘汰，广泛使用的洗涤剂均可生物降解，但是即使是低浓度的洗涤剂也会产生大量泡沫，不仅影响了自然水体景观的美感，且其生物毒性还直接威胁到水生动植物的生存。环境水体的重要污染源之一是城镇生活废水中的洗涤剂。

目前，现有的生活废水洗涤剂处理方法可分为物理化学法和生物法两大类。

（1）物理化学法：常用物理化学法主要包括吸附法、泡沫法、混凝法、膜分离法、微电解法、催化氧化法等，这些方法一般适应性较强，选择性广，但处理效果不够理想，处理成本较高。

（2）生物法：生物法处理含表面活性剂废水，是利用微生物可以将有机物作为营养物质，使其一部分被吸收转化成微生物体内的有机成分或增殖成新的微生物，其余部分可被微生物氧化分解成简单的有机或无机物质的一种方法。其处理效果较好，但存在技术复杂、处理效果不稳定等缺点。

由于上述传统处理方法存在成本高、技术复杂、处理效果不稳定等缺点，因此，有必要摆脱现有的处理技术思路，开辟出处理生活废水洗涤剂的新途径，进而开发一种全新形式的生活废水洗涤剂处理技术。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种去除废水中洗涤剂的处理方法，含洗涤剂的生活废水通过废水管线进入预处理单元，在此进行集中收集和初步稳定调节，预处理单元的出口通过废水管线连接初级过滤池，在此去除生活废水中的大直径固体物质，初级过滤池的出口通过废水管线连接一次沉淀池，在此进一步去除废水中的不溶物质，一次沉淀池的出口通过废水管线连接pH值调节池，pH值调节池的出口通过废水管线连接离子-霍尔效应分离槽，离子-霍尔效应分离槽的出口通过废水管线连接曝气硝化池，在此通过好氧曝气过程，使废水中的各种含氮物质均转化为硝酸盐氮，曝气硝化池的出口通过废水管线连接生物脱氮池，将废水中的硝酸盐氮分解转化，生物脱氮池的出口通过废水管线连接二次沉淀池，在此将废水中的剩余不溶物质全部除去，二次沉淀池的出口通过废水管线连接净水池，净水池的出口通过废水管线将经过本系统处理后的净化出水外排；其中，所述预处理单元为敞口容器，下部设置有进水口，该预处理单元上部设置有纳米磁粉投放装置且内侧底部设置有搅拌装置，该预处理单元通过管道与初级过滤池连接，该初级过滤池上部设置有磁鼓和磁粉回收装置，该磁粉回收装置设置在磁鼓之上并通过连接部件连接；离子-霍尔效应分离槽采用陶瓷绝缘材质，分离槽左端和右端中部位置各装有一支水下电极，分离槽外围水平设置一框架式直流电磁铁包围槽体三边，使磁感线能够水平穿过分离槽，分离槽左侧下方设有进水阀门，右侧上方设有出水阀门，右侧下方设有污泥排口；经过pH值调节处理后pH值约为6.0~7.0的生活废水通过离子-霍尔效应分离槽左侧下方的进水阀门进入分离槽内部，此时框架式直流电磁铁通电产生一水平方向上的磁场，同时分离槽左右两侧的两支水下电极开始放电，产生一个在水平方向上垂直于磁感线的电流，此时垂直于磁场和电流的方向上会产生一个附加的电场，使分离槽上下方向产生电势差，从而使废水中的洗涤物质离子发生向下的运动，并在分离槽底部富集，逐渐形成污泥物质，并定期将分离槽底部蓄积的污泥物质经由污泥排口排出。

进一步，该污水处理系统还包括有超声波分离装置，所述超声波分离装置的进料端与磁粉回收装置通过传送带连接，超声波分离装置的出料端通过倾斜设置的导槽连接至预处理单元的上方，所述超声波分离装置下部还设置有排污口。

其离子-霍尔效应分离槽的有效容积为230m³，其水下电极接通直流电源，其工作电压为380V，使用寿命大于9000h。其离子-霍尔效应分离槽外围的框架式直流电磁铁在工作时接入直流电，其工作电压为380V，能产生磁感强度为30T的电磁场。

本发明的优点在于：

（1）本系统摆脱了现有的生活废水洗涤剂净化处理原理，创造性的利用了一种称为霍尔效应的电磁感应现象，将电磁铁和放电电极分别设置于合适的位置上，使磁感线方向和电流方向分别延两个水平方向呈直角通过水槽，即可在水槽上下方向产生电势差，从而使废水中的洗涤物质离子发生向下的运动，从而在分离槽底部富集，逐渐形成污泥物质，从而将洗涤剂从废水中加以去除。其洗涤剂去除效率可达99.0%

（2）本系统采用了水下电极放电设计，使电流在废水中充分导通，提高了分离反应效率，提升了整个系统的处理能力。

（3）本发明采用纳米磁粉吸附截留污水中的悬浮物，在磁鼓的磁场的作用下，收集吸附了污染物的磁粉，通过传送带导入超声波分离装置中，在超声波的作用下将纳米磁粉上吸附的污染物的清洗并分离，污染物随少量污水排放，经超声波清洗的纳米磁粉循环使用，加强了污水中悬浮物和有机聚合物的吸附截留作用，超声波清洗大大降低了反冲洗再生过程中的用水量，进而提高了污水处理的效率，纳米磁粉循环使用减少耗材使用，节约资源。

（4）本系统原理简单易行，无需使用任何化学药剂，从而消除了引入新的、危害更大的污染物的风险，设计施工成本较低，并且处理效果较好，运行维护成本很低，有利于大范围推广应用。

附图说明

图1是本发明的设备示意图。

图中：1-预处理单元、2-初级过滤池、3-一次沉淀池、4-pH值调节池、5-离子-霍尔效应分离槽、6-曝气硝化池、7-生物脱氮池、8-二次沉淀池、9-净水池、11-进水口、12-纳米磁粉投放装置、13-搅拌装置、16-超声波分离装置、17-传送带、18-导槽、19-排污口、21-磁鼓、22-磁粉回收装置。

图2是离子-霍尔效应分离槽的示意图。

51-水下电极、52-框架式直流电磁铁、53-陶瓷绝缘槽体、54-进水阀门、55-出水阀门、56-污泥排口。

具体实施方式

如图1所示的去除生活废水中洗涤剂的处理方法，含洗涤剂的生活废水通过废水管线进入预处理单元1，在此进行集中收集和初步稳定调节，预处理单元1的出口通过废水管线连接初级过滤池2，在此去除生活废水中的大直径固体物质，初级过滤池2的出口通过废水管线连接一次沉淀池3，在此进一步去除废水中的不溶物质，一次沉淀池3的出口通过废水管线连接pH值调节池4，废水在此进行中和处理并进行pH值的精确调节，pH值调节池4出水的pH值范围为6.0~7.0，以满足离子-霍尔效应分离槽5的入水pH值要求，pH值调节池4的出口通过废水管线连接离子-霍尔效应分离槽5，离子-霍尔效应分离槽5的出口通过废水管线连接曝气硝化池6，在此通过好氧曝气过程，使废水中的各种含氮物质均转化为硝酸盐氮，曝气硝化池6的出口通过废水管线连接生物脱氮池7，其作用是通过生物活性反应过程，将废水中的硝酸盐氮分解转化，从而去除硝酸盐氮，生物脱氮池7的出口通过废水管线连接二次沉淀池8，在此将废水中的剩余不溶物质全部除去，二次沉淀池8的出口通过废水管线连接净水池9，净水池9的出口通过废水管线将经过本系统处理后的净化出水外排；其中，所述预处理单元1为敞口容器，下部设置有进水口11，该预处理单元1上部设置有纳米磁粉投放装置12且内侧底部设置有搅拌装置13，该预处理单元1通过管道与初级过滤池2连接，该初级过滤池2上部设置有磁鼓21和磁粉回收装置22，该磁粉回收装置22设置在磁鼓21之上并通过连接部件连接，另外在预处理单元1和初级过滤池2的上方还设有超声波分离装置16，超声波分离装置16的进料端与磁粉回收装置通过传送带17连接，超声波分离装置16的出料端通过倾斜设置的导槽18连接至预处理单元1的上方，超声波分离装置16下部还设置有排污口19；离子-霍尔效应分离槽5采用陶瓷绝缘材质，分离槽左端和右端中部位置各装有一支水下电极51，分离槽外围水平设置一框架式直流电磁铁52包围槽体三边，使磁感线能够水平穿过分离槽，分离槽左侧下方设有进水阀门54，右侧上方设有出水阀门55，右侧下方设有污泥排口56；经过pH值调节处理后（处理后pH值为6.0~7.0）的生活废水通过离子-霍尔效应分离槽5左侧下方的进水阀门54进入分离槽内部，此时框架式直流电磁铁52通电产生一水平方向上的磁场，同时分离槽左右两侧的两支水下电极51开始放电，产生一个在水平方向上垂直于磁感线的电流，此时，垂直于磁场和电流的方向上（即垂直方向）会产生一个附加的电场，使分离槽上下方向产生电势差，从而使废水中的洗涤物质离子发生向下的运动，并在分离槽底部富集，逐渐形成污泥物质，可定期将分离槽底部蓄积的污泥物质经由污泥排口56排出，并做外运处理；其中，离子-霍尔效应分离槽5左右两侧的水下电极51经过防腐处理，可以接通380V的直流电，在分离槽中产生一个稳定电流；其中pH值调节池4的作用是将经过一次沉淀的废水pH值调节至6.0~7.0，以满足离子-霍尔效应分离槽5的入水pH值要求；其中，曝气硝化池6的作用是通过好氧曝气过程，使废水中的各种含氮物质均转化为硝酸盐氮；其中，生物脱氮池7的作用是通过生物活性反应过程，将废水中的硝酸盐氮分解转化，从而去除硝酸盐氮。

通过本系统处理后的生活废水，其洗涤剂去除效率可达99.3%。

Claims (3)

1.一种去除废水中洗涤剂的处理方法，其特征在于，含洗涤剂的生活废水通过废水管线进入预处理单元，在此进行集中收集和初步稳定调节，预处理单元的出口通过废水管线连接初级过滤池，在此去除生活废水中的大直径固体物质，初级过滤池的出口通过废水管线连接一次沉淀池，在此进一步去除废水中的不溶物质，一次沉淀池的出口通过废水管线连接pH值调节池，pH值调节池的出口通过废水管线连接离子-霍尔效应分离槽，离子-霍尔效应分离槽的出口通过废水管线连接曝气硝化池，在此通过好氧曝气过程，使废水中的各种含氮物质均转化为硝酸盐氮，曝气硝化池的出口通过废水管线连接生物脱氮池，将废水中的硝酸盐氮分解转化，生物脱氮池的出口通过废水管线连接二次沉淀池，在此将废水中的剩余不溶物质全部除去，二次沉淀池的出口通过废水管线连接净水池，净水池的出口通过废水管线将经过本系统处理后的净化出水外排；其中，所述预处理单元为敞口容器，下部设置有进水口，该预处理单元上部设置有纳米磁粉投放装置且内侧底部设置有搅拌装置，该预处理单元通过管道与初级过滤池连接，该初级过滤池上部设置有磁鼓和磁粉回收装置，该磁粉回收装置设置在磁鼓之上并通过连接部件连接；离子-霍尔效应分离槽采用陶瓷绝缘材质，分离槽左端和右端中部位置各装有一支水下电极，分离槽外围水平设置一框架式直流电磁铁包围槽体三边，使磁感线能够水平穿过分离槽，分离槽左侧下方设有进水阀门，右侧上方设有出水阀门，右侧下方设有污泥排口；经过pH值调节处理后pH值约为6.0~7.0的生活废水通过离子-霍尔效应分离槽左侧下方的进水阀门进入分离槽内部，此时框架式直流电磁铁通电产生一水平方向上的磁场，同时分离槽左右两侧的两支水下电极开始放电，产生一个在水平方向上垂直于磁感线的电流，此时垂直于磁场和电流的方向上会产生一个附加的电场，使分离槽上下方向产生电势差，从而使废水中的洗涤物质离子发生向下的运动，并在分离槽底部富集，逐渐形成污泥物质，并定期将分离槽底部蓄积的污泥物质经由污泥排口排出。

2.根据权利要求1所述的去除废水中洗涤剂的处理方法，其特征在于，在预处理单元和初级过滤池的上方还设有超声波分离装置，所述超声波分离装置的进料端与磁粉回收装置通过传送带连接，超声波分离装置的出料端通过倾斜设置的导槽连接至预处理单元的上方，超声波分离装置下部还设置有排污口。

3.根据权利要求1所述的去除废水中洗涤剂的处理方法，其特征在于，离子-霍尔效应分离槽的有效容积为230m³，其水下电极经过防腐处理，接通直流电源，其工作电压为380V，离子-霍尔效应分离槽外围的框架式直流电磁铁在工作时接入直流电，其工作电压为380V，能产生磁感强度为30T的电磁场。