CN106007222A - 一种污水的处理方法及絮凝浮选设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种污水的处理方法及絮凝浮选设备,包括对污水进行粗滤处理,确保被浮选物质表面电荷为正值,调浆,浮选和采用小型或超小型设备进行深度处理。其絮凝浮选设备中外套管内安装多孔管;多孔管外壁与外套管的内壁之间形成有空气层;已完成pH调节、絮凝剂添加的液体通过泵输送进浮选柱,浮选柱下方流出的液体直接排放到浮选槽所含的液体顶部。有益效果是:由于选用稳定性破坏剂、絮凝剂、差值浮选各pH值,完成对悬浮状的微粒,离子状的其他物质,以及水中的化学有机物三者都形成捕捉作用并产生疏水性的絮团,并通过小型的且与絮凝方式匹配的气浮装置,去除污水中的绝大部分悬浮物和溶解状态的无机物,以及大部分溶解状态的化学有机物。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水的处理方法及处理设备;特别是涉及一种高难度污水的简化处理方法及絮凝浮选设备。
背景技术
高难度污水处理一直是困扰人们的难题。处理往往需要集成/组合多种工艺。这些工艺包括有:
主流的:
生物法(厌氧,好氧)
膜法(超滤,纳滤,反渗透)
生物+膜组合
辅助的:
调节池,沉淀池,曝气池
粗滤,絮凝,氨氮吹脱
吸附,氧化。
现以垃圾填埋场产生的渗滤液处理为例,垃圾填埋场渗滤液具有高浓度、成分复杂、不同填埋场不一样、运营时间段不同的特点。对其处理的工艺组合配套难度大。运营成本高,一般在30-60元/吨渗滤液之间。如按GB16889-2008排放的工艺流程为:
现在以钢铁厂焦化废水的处理为例,在煤气洗涤、冷却、净化以及化工产品回收、精制过程中,产生大量的废水。煤中碳、氢、氧、氮、硫等元素,在干馏过程中转变成各种氧、氮、硫的有机和无机化合物,使煤气 中的水分及蒸汽的冷凝液中含有多种有毒有害的污染物,所以废水中含有很高的氮和酚类化合物以及大量的有机氮及硫化物等等。处理起来工艺复杂并且成本高,其工艺方法为:
本领域的技术人员还可列出其它不同的处理方案。但无论哪种方案,共性特点都为:占地,耗时,投资大,运营时单位(吨)处理成本高。
在对污染源进行相应的化学治理的同时,还需要进行气浮(简称为DAF)处理。图1是现有DAF工作示意图;其中,气泡在由浮选槽的底部逐步上浮的过程中,与絮凝团碰撞、结合并共同上浮到选槽顶部,然后再由其他机械装置如刮板将絮凝团与水分开。由于这一过程是在气泡上浮,絮凝团下沉的对流过程中完成的,气泡与絮凝团的碰撞、接触是随机的,浮选槽需设计得足够大来满足这低效的随机需要。此外,传统DAF用来给气泡与絮凝团充分的时间及空间进行碰撞、接合;DAF基本上利用溶气气浮,其特点是在单位气水比条件下,气泡小,气泡的比表面积大,絮凝团附着在气泡上的机会随之增加,处理效果就会提高。但是,溶于水中的气体量受温度、压力等条件限制,如水温高于40℃时气体在水中的溶解度大大降低。另外,溶气量与气压成正比,提高气体压力,可以提高气水比,但过高的压力就会大大增加运行费用。另外,现有DAF还有个两难的问题,小气泡容易捕捉絮凝团,但上升速度极其慢,大气泡上升速度快,但在随机的上浮、碰撞过程中,一旦未捕捉到絮凝团,上浮到DAF顶部,气泡不能再利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种工艺简单,整体设备小型化,运营成本低的污水处理方法及设备。
本发明所采用的技术方案是:一种污水的处理方法,包括以下步骤:
1)对浮选之前的污水进行格栅和粗滤处理;
2)首先降低污水pH值至4以下,确保被浮选物质表面电荷为正值;
3)添加3价阳离子金属离子物质,调浆1分钟;
4)上调pH至5-6;
5)添加正电位功能团︰负电位功能团为7︰3的絮凝剂,调浆30秒钟,浮选;
6)再次调节污水pH值至6-7,维持1分钟;
7)添加正电位功能团︰负电位功能团为5︰5的絮凝剂,浮选;
8)对步骤7处理后的污水,采用小型或超小型设备进行深度处理。
还包括在上述步骤7和步骤8之间增加以下步骤:
9)回调污水pH值至7-8,维持1分钟;
10)添加正电位功能团:负电位功能团为5:5的絮凝剂,进行三级浮选。
所述步骤8的深度处理包括采用MBR、TiO2多功能膜或超小型RO。
若需处理污水本身是酸性,pH值在4以下时,则:
11)上调污水pH值,使调制的pH值与浮选物质OH反应后,表面电荷仍然为正值与中性临界点之间;
12)添加正电位功能团︰负电位功能团为7︰3的絮凝剂,调浆30秒钟,浮选。
所述步骤5和步骤7的浮选方法为:
将已通过pH调节和添加絮凝剂后的污水,送入浮选柱的多孔管的内侧,并形成一流体层,流体层的运动方向是沿多孔管的内侧,有旋转运动,旋流 运动会产生微弱的离心力;污水中的所有微粒、絮凝团等,由于比重略大于流体,在这微弱的离心力作用下,在运动中被推至旋流层的外侧、多孔管的内侧位置,同时又随流体有等速的旋流;
由进气管引入的空气,在空气层均匀分布后,通过多孔管的孔隙,进入到多孔管的内测,随即遇到旋流的污水;旋流的污水将刚刚出现的气体剪切成无数的小气泡;
污水中的所有微粒、絮凝团在旋流运动造成的微弱离心力作用下,沿旋流层的外侧、多孔管的内侧位置运动,同时又随流体有等速的旋流;这些微粒、絮凝团就在多孔管的内侧位置与刚刚由流体剪切形成的小气泡发生碰撞;
微粒、絮凝团与小气泡发生碰撞后,形成结合体;结合体的比重,小于流体,结合体的离心力低于流体;在旋流运动下,被流体推至旋流层的内侧,即空气柱的接壤处,空出位置,新鲜气泡的产生、剩余微粒和絮凝团与小气泡的碰撞和结合、周而复始。
所述浮选柱产生的絮凝团/气泡结合体,以及全部液体,从浮选柱排放出来后,直接放在浮选分离槽中的液体上端,由于絮凝团/气泡结合体整体的比重小于液体,故排放出来到浮选分离槽中后,絮凝团/气泡结合体漂浮在浮选分离槽液体的上部,形成大面积的絮凝团,去除所述絮凝团;
浮选分离槽中去除了絮凝团的液体,从槽底部进入出液通道,液体从出液通道排放流出浮选分离槽,一级浮选分离至此完成。
所述浮选分离槽中液体向下的流动速度V1小于浮选柱中产生的小气泡具有的直径在液体中的上升速度V2,使絮凝团有效滞留在浮选分离槽中液体的顶部。
所述浮选分离槽中出液通道中液体向上流动的速度V3大于絮凝团在非气泡结合条件下的下沉速度V4。
一种用于处理上述污水的絮凝浮选设备,包括:泵、浮选柱和浮选槽;所述浮选柱包括中空的外套管,所述外套管一侧形成有进气管;外套管内安装有多孔管;所述多孔管的外壁与外套管的内壁之间形成有空气层;已完成pH调节、絮凝剂添加等步骤的液体通过泵输送进浮选柱,所述浮选柱的下方连接有浮选槽,浮选柱下方流出的液体直接排放到浮选槽所含的液体顶部。
所述多孔管的孔隙率为40-60%,多孔管的平均孔径为30微米;所述多孔管的材料为高密度聚乙烯。
本发明的有益效果是:由于选用稳定性破坏剂、絮凝剂、差值浮选各pH值,完成对悬浮状的微粒,离子状的其他物质,以及水中的化学有机物三者都形成捕捉作用并产生疏水性的絮团,并通过小型的且与絮凝方式匹配的气浮装置,去除污水中的绝大部分悬浮物和溶解状态的无机物,以及大部分溶解状态的化学有机物;由于污水中的极大部分污染物已被该特殊絮凝方式去除,其他配套处理工艺的设备可以减小,处理时间可以缩短,最终达到将现有的占地最小化,运营成本极低的集装箱式的处理设施。
附图说明
图1是现有DAF工作示意图;
图2是本发明浮选设备中浮选柱的剖面示意图;
图3是本发明浮选设备中浮选柱的立体示意图;
图4是本发明浮选设备中从浮选棒中产生的絮团/气泡结合体进入浮选槽后的液体流向示意图。
图中:
1.进气管 2.外套管 3.空气层 4.多孔管
5.小气泡 6.流体层 7.空气柱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明:
本发明的絮凝方法为:
1)选用适用的稳定性破坏剂、絮凝剂、差值浮选各pH值,再综合这3点的交叉作用,完成既对悬浮状的微粒,又对离子状的其他物质,再对水中的化学有机物三者都形成捕捉作用并产生疏水性的絮团;
2)之后再配之以专为该絮凝方式匹配的特殊气浮装置,取代传统的、效率底下、庞大、占地的气浮机,达到在絮凝浮选这一阶段,可以去除污水中的绝大部分悬浮物和溶解状态的无机物,以及大部分溶解状态的化学有机物;
3)经过该特殊絮凝方式处理后排放出来的污水,虽然仍需其他工艺进行处理,但由于污水中的极大部分污染物已被该特殊絮凝方式去除,其他配套处理工艺的设备可以减小,处理时间可以缩短,最终达到将现有的占地(土地、厂房,各种调节、沉淀池,氨氮吹脱塔等等),耗时,投资大,运营时单位(吨)处理成本高的污水处理厂,替换为占地面积极小,运营成本极低的集装箱式的处理设施。
本发明的基本理论依据为:
1)液体中表面为正电位的微粒(悬浮物)或离子(溶解物),在特定条件下,可被完全被阳性的捕捉剂捕捉后形成接触角较大的表面或絮凝团,由于其具有较大接触角,从而为气泡的附着和浮选创造了有利条件;
2)对于非悬浮状的化学有机物,只要在水中能与H+OH-或其他离子物质反应,就一定能找到能与其反应、结合的活化物质及活化条件,为阳性的捕捉剂捕捉奠定基础;
3)在水中不与H+OH-反应的化学有机物,都可以很容易的通过吹脱方式去除;
4)据此,只要将1)和2)两点综合考虑,就可以做到即对悬浮状 的微粒,又对离子状的其他物质,再对水中的化学有机物三者都形成的捕捉条件;
5)同时,在絮凝浮选设备的设计上,只需将同一设备设计得能容纳很高的气、液比(50-100)以上,在水中不与H+OH-反应的化学有机物,在浮选的同时可以被吹脱去除。
本发明污水的处理方法,包括以下步骤:
1)对浮选之前的污水进行格栅和粗滤处理;
2)降低污水pH值至4以下,确保被浮选物质表面电荷为正值;
3)添加3价阳离子金属离子物质,例如Fe+3,调浆1分钟;
4)上调pH至5-6;调浆1分钟;
5)添加正电位功能团︰负电位功能团为7︰3的絮凝剂,调浆30秒钟,浮选;
6)再次调节污水pH值至6-7,维持1分钟;
7)添加正电位功能团︰负电位功能团为5︰5的絮凝剂,浮选;
8)回调污水pH值至7.5,维持1分钟;
9)添加正电位功能团:负电位功能团为5:5的絮凝剂,剂量为10mg絮凝剂/l污水,调浆30秒钟,三级浮选;
10)对步骤7之后污水采用小型或超小型MBR深度处理、TiO2多功能膜或超小型RO处理。
值得指出的是,若需处理污水本身是酸性,pH值在4以下时,则:
11)上调污水pH值,确保调制的pH值与浮选物质OH反应后,表面电荷仍然为正值与中性临界点之间;
12)添加正电位功能团︰负电位功能团为7︰3的絮凝剂,调浆30秒钟,浮选。
浮选方法通过絮凝浮选设备来实现:
如图2和图3所示,污水的絮凝浮选设备包括泵、浮选柱和浮选槽;所述浮选柱包括中空的外套管,所述外套管一侧形成有进气管1;外套管2内安装有多孔管4;所述多孔管4的外壁与外套管2的内壁之间形成有空气层3;已完成pH调节、絮凝剂添加等步骤的液体通过泵输送进浮选柱,所述浮选柱的下方连接有浮选槽,浮选柱下方流出的液体直接排放到浮选槽所含的液体顶部。所述多孔管的孔隙率为40-60%,多孔管的平均孔径为30微米;所述多孔管4的材料为高密度聚乙烯。
经过添加合适的稳定性破坏剂、各种pH调节、絮凝剂之后的污水送入内空气柱7和多孔管4之间所形成的空间内,在多孔管的内侧形成一个旋转的流体层6。
流体层沿多孔管的内侧有旋转运动A,旋流运动会产生微弱的离心力;污水中的所有微粒、絮凝团等的离心力大于流体的离心力,在运动中被推至旋流层的外侧、多孔管的内侧侧壁的位置B,同时又随流体有等速的旋流。
由进气管1引入的空气,在空气层3均匀分布后,通过多孔管的孔隙,进入到多孔管的内测,随即遇到旋流的污水;旋流的污水将刚刚出现的气体剪切成无数的小气泡5;剪切出的小气泡,根据流体力学的计算可知,剪切出的小气泡,直径恰恰与多孔管的孔径相同,即30微米。
由于污水中的所有微粒、絮凝团在旋流运动造成的微弱离心力作用下,沿旋流层的外侧、多孔管的内侧位置运动,同时又随流体有等速的旋流。这样,这些微粒、絮凝团就在多孔管的内侧位置与刚刚由流体剪切形成的小气泡发生碰撞,形成结合体C。结合体的比重,低于流体,结合体的离心力低于流体。在旋流运动下,被流体推至旋流层的内侧,即空气柱与液体层的接壤处,然后被带走,空出位置,新鲜气泡的产生、剩余微粒和絮凝团与小气泡的碰撞和结合、推出就周而复始的进行。该浮选效率,是传统的DAF远远望尘莫及的。在这样的浮选效率下,设备可以做得很小很小。
如图4所示,浮选分离槽,是由液体E所占据。经过浮选柱处理后,所有的液体,包括液体中含有的用上述方法产生的絮凝团/气泡结合体,全部排放到浮选分离槽液体的顶端。
由于气泡附着的原因,絮凝团/气泡结合体整体的比重小于液体,故排放出来后,絮凝团/气泡结合体漂浮在浮选分离槽液体的顶端,形成大面积的絮凝团,该絮凝团可被其他方式如刮渣机去除;浮选分离槽中的液体向下流动,从槽底部进入出液通道D,再从出液通道排放流出浮选分离槽,一级浮选分离至此完成。
需要说明的是:
熟知污水浮选处理技术的工程师们,可从上面的描述中,看出本发明专利中,虽然用了浮选分离一词,但本发明与传统的浮选分离实质是完全两种不同的方式及概念。如图1所示,在传统的浮选分离槽中,气泡在由浮选槽的底部逐步上浮的过程中,与絮凝团碰撞、结合并共同上浮到选槽顶部,然后再由其他机械装置如刮板将絮凝团与水分开,本发明的方法,是将已经碰撞、结合的结合体直接放在液体表面,然后再由其他机械装置如刮板将絮凝团与水分开。
根据物料平衡常识,在单位时间内,直接排放到浮选分离槽顶端的液体量,减去由其他机械装置如刮板将絮凝团与水分开时带走的絮凝团/液体量(未表达),就是处理排放量。
在浮选槽中,箭头F所代表的是液体向下流动的量,除以浮选槽的宽度乘以浮选分离槽纵向长度(未表达)组成平面所得到的液体向下流动的速度为V1;在浮选柱中产生的小气泡具有的直径在液体中的上升速度为V2;
则必须V1<V2
这样才能保障本发明工艺方案形成的絮凝团有效的滞留在浮选分离槽中液体的顶部。
再有:浮选槽中的出液通道D中,一级浮选排除的液体量除以了出液通道的宽度乘以浮选分离槽纵向长度(未表达)组成平面所得到的液体向上流动的速度为V3;絮凝团在非气泡结合条件下,在水中的沉降速度为V4;
则必须V3>V2
这样,所形成的絮凝团,由于偶发原因,在浮选柱中未与气泡形成结合体时,依然可以沿排放水流出,进入下一级浮选,而不会滞留在浮选槽底部。
实施例1:高浓度氨氮废水的处理
氨氮作为一种污染源,广泛存在于许多污水中,传统的处理是要么外加碳源和改变污水碱度,通过生化或硝化和反硝化处理,要么利用氨离子(NH4+)与游离氨(NH3)之间的平衡反应,调高污水pH值,将游离氨吹脱(stripping),最终由平衡反应NH4++OH-→NH3+H20右移去除氨离子。至于其他的化学沉淀法、离子交换法、电渗析法、折点氯化法等处理方法,成本更高。
本发明的处理与传统方法完全相反,步骤为,
1)首先降低污水pH值至4以下,确保平衡反应左移,消除游离氨,生成氨离子;
2)添加Fe+3离子,调浆1分钟;
3)添加正电位功能团:负电位功能团为7:3的絮凝剂,调浆30秒钟,浮选;
4)调节污水pH值至6.5并维持1分钟;
5)添加正电位功能团:负电位功能团为5:5的絮凝剂,浮选即可。
其他具体数据为:
污水: 丝网印染厂高浓度废水
主体污染物: 氨氮(900mg/l)
其他污染物: TSS(600mg/l),Cu(150mg/l),O&G(250mg/l)
处理工艺: 2级浮选
处理规模: 3.4吨/时
全部设备占地面积: 30平方米(含各种调浆罐、配料罐需求)
设备最高点: 2.5米
第一级浮选: 2价阴离子物质添加量>900mg/l
3价阳离子物质添加量 30mg/l
絮凝剂添加量 20mg/l
浮选气液比(立方米气:立方米液=20:1)
浮选槽固/液分离水力停留时间3分钟
第二级浮选: 絮凝剂添加量10mg/l
浮选气液比(立方米气:立方米液=10:1)
浮选槽固/液分离水力停留时间5分钟
排放水结果:
主体污染物: 氨氮(30mg/l)
其他污染物: TSS(20mg/l),Cu(1.5mg/l),O&G(10mg/l)
熟知污水浮选处理的技术的工程师们,可从上面的参数中,推测出该浮选设备的效率。
实施例2:一种高浓度金属离子及化学有机物废水的处理
该废水的特点为:
1)绝大部分污染物在液体中是以离子/溶解状态出现,按常规总悬浮物的分析方法,污水的总悬浮物仅为244mg/l,然而,离子/溶解状态的污染物,含量高达1万mg/l以上;
2)BOD/COD仅为0.1左右,无法生化处理,某单位采用MBR方式研发处理,耗时半年,许多次实验结果均失败;
3)污水厂家不知化学有机物的具体种类及组分,用传统吹脱法在pH9条件下吹脱,无效,应绝大部分属于亨利常数极低的非挥发性有机物,或离子状态的化学有机物;
4)某研发单位尝试先用絮凝方法预处理处理,然后再采用传统其他配套工艺,但传统絮凝所得为无法分离、过滤的浆状物质。
通过对污水的其他分析,发现其含有大量的金属阳离子,据此只需:
1)条件控制得当,污水中表面为正电位的金属阳离子,可被完全被阳性的捕捉剂捕捉后形成接触角较大的表面或絮凝团;
2)对于非悬浮状的化学有机物,只要条件1)控制得当,其也能在水中被这些金属阳离子活化,也可被阳性的捕捉剂捕捉;
3)此外,通过对污水的分析,发现金属阳离子主要为二价铜离子,二价镍离子,二价锌离子,二价铅离子。根据这4种金属阳离子在水中的Eh-pH图,我们可以很容易的判定出既对悬浮状的微粒,又对离子状的金属物质,再对水中的化学有机物三者都形成的捕捉条件。
本发明的处理步骤为:
1)首先降低污水pH值至4以下,调浆2分钟;
2)回调污水pH值至4;维持1分钟;
3)添加正电位功能团:负电位功能团为7:3的絮凝剂,剂量为15mg絮凝剂/升污水,调浆30秒钟,浮选;
4)回调污水pH至6.3,维持1分钟
5)添加正电位功能团:负电位功能团为7:3的絮凝剂,剂量为15mg絮凝剂/升污水,调浆30秒钟,浮选;
6)回调污水pH值至7.5,维持1分钟;
7)添加正电位功能团:负电位功能团为5:5的絮凝剂,剂量为10mg絮凝剂/升污水,调浆30秒钟,浮选;
处理设备总占地面积为10.8平方米,总高度2米,处理能力为3.4吨/时。下面为几次取样分析平均结果:
注:BQL--低于可定量检测值。
处理排放的水,BOD/COD比值极高,可生化处理性好,再配套的其他处理工艺的设备可以减小,处理时间可以缩短,最终达到将现有的占地(土地、厂房,各种调节、沉淀池,氨氮吹脱塔等等),耗时,投资大,运营时单位(吨)处理成本高的污水处理厂,替换为占地面积极小,运营成本极低的集装箱式的处理设施。
根据上面所举例子的处理效果,我们可以通过推算来考证该配套方案的可行性。
如污水的主要污染物为(mg/l)(其余的如悬浮物等对此推算影响不大):
COD BOD NH3-N
30000 3000 2500
采用了前述的处理方法,设COD,BOD,NH3-N的去除率分别为85%,40%,50%,则选择性絮凝工艺排放水的污染物浓度可为:
COD BOD NH3-N
4500 1800 1250
对于这样组分的污水,多家MBR设备厂家均表态,其设备可以去除90%的COD,93%的BOD及90%的NH3-N,并且设备可以小型化,则经过MBR处理后排放水的污染物浓度可为:
COD BOD NH3-N
450 126 125
对于经过MBR处理后排放水的污染物浓度为上面所列值的污水,可采用具有光催化氧化功能的TiO2纳米膜进行末端处理。远在1972年,人们就发现,n型半导体材料TiO2受到波长小于或等于387.5nm的光(紫外光)照射时,价带的电子就会获得光子的能量而越前至导带,形成光生电子(e-)和光生空穴(h+),空穴h+可氧化吸附于TiO2表面的有机物或把吸附在TiO2表面的OH-和H2O分子氧化成·OH自由基,
即(h+)+OH-→·OH·OH自由基的氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的,能氧化水中绝大部分的有机物及无机污染物,将其矿化为无机小分子、CO2和H2O等无害物质。随着材料科学的不断发展,TiO2光催化氧化到目前最终取得了一些实质上的进展。除了以玻璃为载体的用于光催化氧化作用的薄膜外,目前国内外报道有将其他物质作为载体,将TiO2生产为集过滤、光催化氧化降解为一体的NF膜,并且,对于浓度较低的污水,集过滤、光催化氧化降解为一体的TiO2NF膜对COD,BOD,NH3-N的去除率可以保持在80%以上并可达到4吨水/平方米膜的水通量,这样,对于经过MBR处理后排放水的污染物浓度为上面值的污水,采用具有光催化氧化功能的TiO2纳米膜进行末端处理排放水的污染物浓度可为:
COD BOD NH3-N
90 25 25
注意到本推算给出的初始污水主要污染物的成分值,就是国内目前许多生活垃圾填埋场产生的渗滤液的成分值,而推算给出的末端处理排放水的各污染物浓度值,均低于GB16889-2008规定的生活垃圾填埋场渗滤液处理的排放值(COD 100,BOD 30,NH3-N25)。就此,本发明所建议的高难度污水的简化处理方法及设备配套组成工艺之一的方案为:
注意到也只有采用本发明的前端设备及其工艺方案,TiO2光催化氧化膜处理高难度废水也真正才能得到应用。国内外的许多研究都发现,TiO2光催化氧化膜在处理许多有机物废水已展现出了极大的优势,但对污水含金属离子的有机废水处理时,效率会迅速衰减,膜会损害并不能恢复。原因很简单,在空穴(h+)把吸附在TiO2表面的OH-和H2O分子氧化成·OH自由基的同时,光生电子(e-)会将废水中的金属离子还原生成金属,还原生成的金属会迅速附着在TiO2的表面而导致形成光生电子(e-)和光生空穴(h+)反应终止,即膜的不可逆损害。从实例中可以看出,采用了本发明的前端设备及工艺方案,污水中的所有金属离子都可以去除,为TiO2光催化氧化膜处理在高难度废水的处理奠定关键的基础。
对于初始污染组分低于上面所假设的主要污染物浓度的污水处理,或对排放水中对盐分有要求时,本发明所建议的高难度污水的简化处理方法及设备配套组成工艺另一方案为:
。
Claims (10)
1.一种污水的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)对浮选之前的污水进行格栅和粗滤处理;
2)首先降低污水pH值至4以下,确保被浮选物质表面电荷为正值;
3)添加3价阳离子金属离子物质,调浆1分钟;
4)上调pH至5-6;
5)添加正电位功能团︰负电位功能团为7︰3的絮凝剂,调浆30秒钟,浮选;
6)再次调节污水pH值至6-7,维持1分钟;
7)添加正电位功能团︰负电位功能团为5︰5的絮凝剂,浮选;
8)对步骤7处理后的污水,采用小型或超小型设备进行深度处理。
2.根据权利要求1所述的污水的处理方法,其特征在于,还包括在上述步骤7和步骤8之间增加以下步骤:
9)回调污水pH值至7-8,维持1分钟;
10)添加正电位功能团:负电位功能团为5:5的絮凝剂,进行三级浮选。
3.根据权利要求1所述的污水的处理方法,其特征在于,所述步骤8的深度处理包括采用MBR、TiO2多功能膜或超小型RO。
4.根据权利要求1所述的污水的处理方法,其特征在于,若经步骤1处理后的污水本身是酸性,即pH值在4以下时,则:
11)上调污水pH值,使调制的pH值与浮选物质OH反应后,表面电荷仍然为正值与中性临界点之间;
12)添加正电位功能团︰负电位功能团为7︰3的絮凝剂,调浆30秒钟,浮选。
5.根据权利要求1所述的污水的处理方法,其特征在于,所述步骤5和步骤7的浮选方法为:
将已通过pH调节和添加絮凝剂后的污水,送入浮选柱的多孔管的内侧,并形成一流体层,流体层的运动方向是沿多孔管的内侧,有旋转运动,旋流运动会产生微弱的离心力;污水中的所有微粒、絮凝团等,由于比重略大于流体,在这微弱的离心力作用下,在运动中被推至旋流层的外侧、多孔管的内侧位置,同时又随流体有等速的旋流;
由进气管引入的空气,在空气层均匀分布后,通过多孔管的孔隙,进入到多孔管的内测,随即遇到旋流的污水;旋流的污水将刚刚出现的气体剪切成无数的小气泡;
污水中的所有微粒、絮凝团在旋流运动造成的微弱离心力作用下,沿旋流层的外侧、多孔管的内侧位置运动,同时又随流体有等速的旋流;这些微粒、絮凝团就在多孔管的内侧位置与刚刚由流体剪切形成的小气泡发生碰撞;
微粒、絮凝团与小气泡发生碰撞后,形成结合体;结合体的比重,小于流体,结合体的离心力低于流体;在旋流运动下,被流体推至旋流层的内侧,即空气柱的接壤处,空出位置,新鲜气泡的产生、剩余微粒和絮凝团与小气泡的碰撞和结合、周而复始。
6.根据权利要求5所述的污水的处理方法,其特征在于,所述浮选柱产生的絮凝团/气泡结合体,以及全部液体,从浮选柱排放出来后,直接放在浮选分离槽中的液体上端,由于絮凝团/气泡结合体整体的比重小于液体,故排放出来到浮选分离槽中后,絮凝团/气泡结合体漂浮在浮选分离槽液体的上部,形成大面积的絮凝团,去除所述絮凝团;
浮选分离槽中去除了絮凝团的液体,从槽底部进入出液通道,液体从出液通道排放流出浮选分离槽,一级浮选分离至此完成。
7.根据权利要求5所述的污水的处理方法,其特征在于,所述浮选分离槽中液体向下的流动速度V1小于浮选柱中产生的小气泡具有的直径在液体中的上升速度V2,使絮凝团有效滞留在浮选分离槽中液体的顶部。
8.根据权利要求5所述的污水的处理方法,其特征在于,所述浮选分离槽中出液通道中液体向上流动的速度V3大于絮凝团在非气泡结合条件下的下沉速度V4。
9.一种用于处理上述污水的絮凝浮选设备,其特征在于,包括:泵、浮选柱和浮选槽;所述浮选柱包括中空的外套管,所述外套管一侧形成有进气管;外套管内安装有多孔管;所述多孔管的外壁与外套管的内壁之间形成有空气层;已完成pH调节、絮凝剂添加等步骤的液体通过泵输送进浮选柱,所述浮选柱的下方连接有浮选槽,浮选柱下方流出的液体直接排放到浮选槽所含的液体顶部。
10.根据权利要求9所述的污水的絮凝浮选设备,其特征在于,所述多孔管的孔隙率为40-60%,多孔管的平均孔径为30微米;所述多孔管的材料为高密度聚乙烯。
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Citations (3)
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US4219416A (en) * | 1978-06-29 | 1980-08-26 | Dravo Corporation | Process for recovering molybdenum and tungsten from mining wastewater |
CN2923676Y (zh) * | 2006-06-14 | 2007-07-18 | 中国石油天然气集团公司 | 空气喷射旋流闪浮器 |
US20120193296A1 (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-02 | Rahul Shankar Bhaduri | Method for Treating Acid Mine Drainage |
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2016
- 2016-07-15 CN CN201610559161.3A patent/CN106007222A/zh active Pending
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