CN105800732A - 超声协助磁絮凝技术处理制浆废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及超声协助磁絮凝技术处理制浆废水的方法，可有效克服直接接触搅拌器不卫生、不易清洗、搅拌不均匀，同时有效降低磁粉与固体小颗粒的结合力，以利于后续的磁粉回收问题，方法是，将聚合氯化铝铁与水混匀在一起，成聚合氯化铝铁液；将四氧化三铁磁粉与水混匀在一起，成磁粉液；将阴离子聚丙烯酰胺与水混匀在一起，成混凝剂；将废水置入处理槽内，依次加入聚合氯化铝铁液、磁粉液、混凝剂，直至废水中出现絮凝，同时开启超声波发生器，至絮凝完全沉降；然后排入澄清槽进行澄清，混凝污泥经磁粉回收装置，四氧化三铁磁粉回收至废水处理槽重新利用，污泥由磁粉回收装置的排污口排出后收集处理；本发明节能环保，经济和社会效益巨大。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术，特别是一种超声协助磁絮凝技术处理制浆废水的方法。
背景技术
制浆废水中的污染物主要是生产过程中产生的溶解性有机物和流失的小纤维，不溶性的小纤维对后续的处理工艺有较大影响。
磁絮凝技术，是指通过磁性接种，即投加磁粉后，磁粉依靠其磁力，在废水中扩散，由于其较大的比表面积，吸附废水中的微细悬浮物和胶态物质；扩散在废水中的磁粉颗粒，增加了废水中悬浮颗粒物的数量，使胶体的碰撞机会增多，这样就有更大的几率形成絮体，加强絮凝效果，改善出水水质。同时投入废水中的磁粉，经絮凝剂的作用，与废水中的悬浮物结合在一起，形成以磁粉为核心的复合磁絮凝体。这些具有磁性的絮凝体相互吸引，使矾花变得更大更紧密，使得沉降污泥的含水率减小，为后续污泥处置提供方便。
超声波在介质中传播时，由于超声波与介质的相互作用，使介质发生物理的和化学的变化，从而产生一系列力学的、热学的、电磁学的和化学的超声效应，其中超声波的机械效应在搅拌应用方面前景广阔。
现有技术中的磁絮凝水处理系统一般包括：磁絮凝加载系统、澄清池、磁粉回收系统所述的磁絮凝加载系统包括絮凝反应池、磁粉加载池、助凝反应池，相邻池体通过隔板依次连通；在快混池、絮凝反应池、磁粉加载池、助凝反应池的池体上方分别设置有搅拌器。
现有技术中的处理系统虽然可以去除污染物且耗能低，但在各个反应池中加载的搅拌器不容易清洗，长时间运行容易导致搅拌不均匀。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种超声协助磁絮凝技术处理制浆废水的方法，可有效克服直接接触搅拌器不卫生、不易清洗、搅拌不均匀，同时有效降低磁粉与固体小颗粒的结合力，以利于后续的磁粉回收问题。
本发明解决的技术方案是，由以下步骤实现：
1）、配制聚合氯化铝铁液：将聚合氯化铝铁与水混匀在一起，成聚合氯化铝铁液，聚合氯化铝铁与水的质量百分比为：聚合氯化铝铁5%、水95%；
2）、配制磁粉液：将四氧化三铁磁粉与水混匀在一起，成磁粉液；四氧化三铁磁粉与水的重量百分比为：四氧化三铁磁粉1%、水99%；
3）、配制混凝剂：将阴离子聚丙烯酰胺与水混匀在一起，成混凝剂，阴离子聚丙烯酰胺与水的质量百分比为0.1%和99.9%；
4）、将废水置入处理槽内，依次向待处理的废水中缓慢加入聚合氯化铝铁液、磁粉液、混凝剂，直至废水中出现絮凝；同时开启超声波发生器，对出现絮凝的废水进行超声搅拌15-80min，直至絮凝完全沉降，以完成处理；
其中，所述步骤4中，超声波发生器的频率为25-40KHz，功率为500-600W；
5）、将沉降后的废水排入澄清槽进行澄清，清水经出水口排出；澄清槽内的混凝污泥经磁粉回收装置，四氧化三铁磁粉回收至废水处理槽重新利用，污泥由磁粉回收装置的排污口排出后收集处理。
本发明是用超声波发生器（或称超声波换能器）进行超声处理，有效克服了直接接触搅拌器不卫生、不易清洗、搅拌不均匀的问题，同时超声波可有效降低磁粉与固体小颗粒的结合力，有利于后续的磁粉回收，节能环保，经济和社会效益巨大。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作详细说明。
由图1给出，本发明在具体实施中，可由以下步骤实现：
（1）、配制聚合氯化铝铁液：将聚合氯化铝铁（PAFC）与水混匀在一起，成聚合氯化铝铁液，聚合氯化铝铁与水的质量百分比为：聚合氯化铝铁5%、水95%；
（2）、配制磁粉液：将性价比高的四氧化三铁磁粉与水混匀在一起，成磁粉液，四氧化三铁磁粉与水的重量百分比为：四氧化三铁磁粉1%、水99%；
（3）、配制混凝剂：将阴离子聚丙烯酰胺（PAM）与水混匀在一起，成混凝剂，阴离子聚丙烯酰胺与水的质量百分比为：阴离子聚丙烯酰胺0.1%、水99.9%；
（4）、将废水经废水进口1通入处理槽内，处理槽是由第一处理槽（A）、第一通道（11）、第二处理槽（B）、第二通道（10）和第三处理槽（C）依次连通构成的一体结构；待处理的废水通过自然流动的方式由第一处理槽（A）流到第二处理槽（B）再到第三处理槽（C）；依次分别经第一处理槽A上的聚合氯化铝铁液进口2、第二处理槽B上的磁粉液进口3、第三处理槽C上的絮凝剂进口5将聚合氯化铝铁液、磁粉液、混凝剂缓慢加入到处理槽中，直至废水出现絮凝；
同时开启超声波发生器，第一处理槽A、第二处理槽B、第三处理槽C上至少装有一个超声波发生器（图中给出第一处理槽A上装有第一超声波发生器6、第二处理槽B上装有第二超声波发生器7、第三处理槽C上装有第三超声波发生器8），对出现絮凝的废水进行超声搅拌15-80min，直至絮凝完全沉降；
（5）、所述处理槽的后方还设置有澄清槽，处理槽处理后的废水进入澄清槽中；所述处理槽的下方还设置有磁粉回收装置；磁粉回收装置与所述处理槽的下方以及澄清槽的下方相连；将沉降后的废水排入澄清槽13进行澄清，清水经出水口16排出，澄清槽内的混凝污泥经磁粉回收装置14，四氧化三铁磁粉回收至废水处理槽重新利用，节约资源，污泥由磁粉回收装置的排污口排出，收集处理，防止环境污染。
所述的第一通道11是由两个相间开且相平行的第一阻流板17、第一隔板18之间的间隙，以及第一阻流板下端的第一通道12、第一隔板18上端的第二通道9构成；
所述的第二通道10是由两个相间开且相平行的第二阻流板19、第二隔板20之间的间隙，以及第二阻流板下端的第三通道15、第二隔板上端的第四通道4构成；
所述的超声波发生器为棒状，插入处理槽内，频率为25-40KHz，功率为500-600W；优选频率为30KHz，功率为550W。
需要说明的是，本发明的处理方法对造纸行业的制浆废水的处理效果较好，尤其是待处理的废水的PH小于12，COD小于70000mg/L，浊度小于900NTU的时候；特别是，待处理的废水的PH为8.5-11，COD为17000-46000mg/L，浊度为280-600NTU的时候，处理效果最佳。
本发明经实地测试和应用，取得了非常好的有益技术效果，具体如下：
磁粉依靠其磁力在废水中扩散，由于其较大的比表面积，吸附废水中的微细悬浮物和胶态物质；扩散在废水中的磁粉颗粒，增加了废水中悬浮颗粒物的数量，使细小胶体的碰撞机会增多，这样就有更大的几率形成絮体，加强絮凝效果，改善出水水质。同时投入废水中的磁粉，经絮凝剂的作用，与废水中的悬浮物结合在一起，形成以磁粉为核心的复合磁絮凝体。这些具有磁性的絮凝体相互吸引，使矾花变得更大更紧密。由于复合磁絮凝体总密度增大，沉降性能更好，可以大大缩短沉降时间，有效降低澄清池的水力停留时间，减小构筑物体积。
对于磁絮凝技术中加载的磁粉，可以通过磁粉回收装置中的磁盘分离器进行回收，实现循环利用，降低处理费用。
应用超声波机械搅拌技术克服直接接触搅拌器不卫生、不易清洗、搅拌不均匀的问题，同时超声波可有效降低磁粉与固体小颗粒的结合力，有利于后续的磁粉回收。
采用本发明方法，对PH=9.26、COD:25000ppm、浊度为300NTU、色度为600、SS为200mg/L，采用超声协助磁絮凝工艺处理该废水，超声波频率定为30KHz，功率定为550W，将配制好的聚合氯化绿铁加入到第一处理槽A中，开启超声；将磁粉缓慢加入到第二处理槽B中，开启超声；将阴离子聚丙烯酰胺加入到第三处理槽C中，开启超声；废水通过自然流动的方式由第一处理槽A流到第二处理槽B再到第三处理槽C；最终处理后的废水进入澄清槽中，澄清水流出进行后续处理，混凝污泥进入磁粉回收装置进行磁粉回收。磁盘分离器利用磁盘的磁力，吸附混凝污泥中的磁粉回收备用，同时将泥渣筛出，进入污泥处理系统。
实验结果见表1、表2。
表1处理前后制浆废水的变化情况
| 水质指标 | 处理前 | 处理后 |
| PH | 9.26 | 7.2 |
| COD（mg/L） | 25000 | 22000 |
| 浊度 | 300 | 10 |
| 色度 | 600 | 300 |
| SS（mg/L） | 200 | 25 |
表2不同搅拌方式磁粉回收率对比
| 处理方式 | 普通机械搅拌 | 超声 |
| 磁粉回收率（%） | 75 | >90 |
本发明的技术方案不仅磁絮凝沉降速度快，且避免了直接接触搅拌器不卫生、不易清洗、搅拌不均匀的缺点；而且，本发明的絮凝工艺的沉降速度为传统絮凝工艺的10-20倍。
采用本发明方法，对PH=9.26、COD:25000ppm、浊度为300NTU、色度为600、SS为200mg/L，实验室采用磁絮凝工艺与普通絮凝工艺处理该废水的沉降性能的实验。
实施方案：分别取100ml该废水置于烧杯中，按磁絮凝的方案分别加入聚合氯化铝铁、磁粉、阴离子聚丙烯酰胺，开始计时，观察测量絮体沉降的位移；按普通絮凝的工艺分别加入聚合氯化铝铁、阴离子聚丙烯酰胺，开始计时，观察测量絮体沉降的位移。结果见表3。
表3磁絮凝与普通絮凝沉降效果对比
| 沉降时间（min） | 磁絮凝絮体位移（mm） | 普通絮凝絮体位移（mm） |
| 5 | 5 | 2 |
| 10 | 10 | 4 |
| 15 | 15 | 7 |
| 20 | 20 | 9 |
| 30 | 30 | 12 |
由上述可以清楚的看出，本发明是用超声波搅拌作用替代传统的搅拌作用，在混凝池中开启超声波；通过符合磁絮凝体长大后的沉降过程去除废水中的微细颗粒，同时磁粉可以回收重复利用，降低成本。与现有技术相比，具有以下突出的有益技术效果：
1）磁絮凝沉降速度快，为传统工艺的10-20倍，停留时间短，固液分离效果好，可有效去除污水中的SS和降低浊度，经测试，SS＜30mg/L，浊度＜15NTU；
2）由于磁粉有大的比表面积，可吸附废水中的微细悬浮物和胶态物质，同时扩散在废水中的磁粉颗粒，增加了废水中悬浮颗粒物的数量，使细小胶体的碰撞机会增多，捕捉微粒能力强，沉降处理效果好，出水水质清澈透明；磁粉回收率达90%以上；
3）超声波搅拌技术具有使用方便、清洁卫生、混合均匀，保证制浆废水的处理效率和处理质量，节约资源，减少环境污染，经济和社会效益巨大。
Claims (7)
1.一种超声协助磁絮凝技术处理制浆废水的方法，其特征在于，由以下步骤实现：
1）、配制聚合氯化铝铁液：将聚合氯化铝铁与水混匀在一起，成聚合氯化铝铁液，聚合氯化铝铁与水的质量百分比为：聚合氯化铝铁5%、水95%；
2）、配制磁粉液：将四氧化三铁磁粉与水混匀在一起，成磁粉液；四氧化三铁磁粉与水的重量百分比为：四氧化三铁磁粉1%、水99%；
3）、配制混凝剂：将阴离子聚丙烯酰胺与水混匀在一起，成混凝剂，阴离子聚丙烯酰胺与水的质量百分比为0.1%和99.9%；
4）、将废水置入处理槽内，依次向待处理的废水中缓慢加入聚合氯化铝铁液、磁粉液、混凝剂，直至废水中出现絮凝；同时开启超声波发生器，对出现絮凝的废水进行超声搅拌15-80min，直至絮凝完全沉降，，以完成处理；
其中，所述步骤4中，超声波发生器的频率为25-40KHz，功率为500-600W；
5）、将沉降后的废水排入澄清槽进行澄清，清水经出水口排出；澄清槽内的混凝污泥经磁粉回收装置，四氧化三铁磁粉回收至废水处理槽重新利用，污泥由磁粉回收装置的排污口排出后收集处理。
2.根据权利要求1所述的超声协助磁絮凝技术处理制浆废水的方法，其特征在于，由以下步骤实现：
1）、配制聚合氯化铝铁液：将聚合氯化铝铁与水混匀在一起，成聚合氯化铝铁液，聚合氯化铝铁与水的质量百分比为：聚合氯化铝铁5%、水95%；
2）、配制磁粉液：将性价比高的四氧化三铁磁粉与水混匀在一起，成磁粉液，四氧化三铁磁粉与水的重量百分比为：四氧化三铁磁粉1%、水99%；
3）、配制混凝剂：将阴离子聚丙烯酰胺与水混匀在一起，成混凝剂，阴离子聚丙烯酰胺与水的质量百分比为：阴离子聚丙烯酰胺0.1%、水99.9%；
4）、将废水经废水进口（1）通入处理槽内，处理槽是由第一处理槽（A）、第一通道（11）、第二处理槽（B）、第二通道（10）和第三处理槽（C）依次连通构成的一体结构；待处理的废水通过自然流动的方式由第一处理槽（A）流到第二处理槽（B）再到第三处理槽（C）；依次分别经第一处理槽（A）上的聚合氯化铝铁液进口（2）、第二处理槽（B）上的磁粉液进口（3）、第三处理槽（C）上的絮凝剂进口（5）将聚合氯化铝铁液、磁粉液、混凝剂缓慢加入到处理槽中，直至废水出现絮凝；同时开启超声波发生器，第一处理槽（A）、第二处理槽（B）、第三处理槽（C）上至少装有一个超声波发生器，对出现絮凝的废水进行超声搅拌15-80min，直至絮凝完全沉降；
5）、所述处理槽的后方还设置有澄清槽，处理槽处理后的废水进入澄清槽中；所述处理槽的下方还设置有磁粉回收装置；磁粉回收装置与所述处理槽的下方以及澄清槽的下方相连；将沉降后的废水排入澄清槽（13）进行澄清，清水经出水口（16）排出，澄清槽内的混凝污泥经磁粉回收装置（14），四氧化三铁磁粉回收至废水处理槽重新利用，污泥由磁粉回收装置的排污口排出。
3.根据权利要求2所述的超声协助磁絮凝技术处理制浆废水的方法，其特征在于，所述的第一通道（11）是由两个相间开且相平行的第一阻流板（17）、第一隔板（18）之间的间隙，以及第一阻流板下端的第一通道（12）、第一隔板（18）上端的第二通道（9）构成。
4.根据权利要求3所述的超声协助磁絮凝技术处理制浆废水的方法，其特征在于，所述的第二通道（10）是由两个相间开且相平行的第二阻流板（19）、第二隔板（20）之间的间隙，以及第二阻流板下端的第三通道（15）、第二隔板上端的第四通道（4）构成。
5.根据权利要求1所述的超声协助磁絮凝技术处理制浆废水的方法，其特征在于，所述的超声波发生器为棒状，插入处理槽内，频率为30KHz，功率为550W。
6.根据权利要求1所述的超声协助磁絮凝技术处理制浆废水的方法，其特征在于，所述待处理的废水的PH小于12，COD小于70000mg/L，浊度小于900NTU。
7.根据权利要求1所述的超声协助磁絮凝技术处理制浆废水的方法，其特征在于，所述待处理的废水的PH为8.5-11，COD为17000-46000mg/L，浊度为280-600NTU。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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