CN108455795B - 一种发酵再生水除盐方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发酵再生水除盐方法，属于污水处理技术领域，该方法包括沉淀、过滤、湿地处理和电渗析处理四个步骤，该方法首先将处理达标的发酵再生水与无机絮凝剂充分混合，可以提高后续在沉淀池中的沉淀效果，同时，通过合理设置沉淀池的结构，可以进一步提高发酵再生水在沉淀池中的沉淀效果，再利用人工湿地中水生植物根系的代谢作用处理水中有机物及通过填料层吸附水中有机物及无机盐类，使发酵再生水得到进一步净化，最后汇聚于人工湿地中的集水管层后由人工湿地出水口流出，进入电渗析系统，使最终处理的发酵再生水转变为直接用于林土灌溉的水源，从而解决目前制约环保处理发酵再生水已达标却无法直接排放这一难题。

Description

一种发酵再生水除盐方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种发酵再生水除盐方法。

背景技术

水是生命之源，是维持城市活动的基础，是社会及经济发展的制约因素，是一个国家经济发展的命脉。然而，随着社会的不断发展、人类文明的不断进步以及人口的增加，用水量急剧上升、水污染、水源开发不合理以及水资源的严重浪费等原因正引发全球性的水危机。我国是一个淡水资源不足的国家，人均水资源占有量不足世界均值的1/4，近年来，我国林地、城市绿地发展很快，绿地面积的增加势必加剧城市生活、工业与环境用水的矛盾。我国是水资源严重短缺的国家，若水资源优化配置不到位，优水低用，忽视污水再生利用，势必造成水资源的极大浪费。

发酵工业再生水是指发酵工业污水经适当再生工艺处理后，达到一定的水质标准，满足某种使用要求，可以进行有益使用的水。再生水是污水经过处理的回用水，有些学者对再生水的安全性持怀疑态度，但实际上现代污水处理技术越来越先进，一般三级处理水和自来水的最大差别只在于其含N、P和盐分比较高，而在其他元素的含量上则没有太大区别。再生水具有量大集中、水质水量稳定的特点。再生水回用对于节约水资源、改善城市人居环境、提升城市品味与现代化都起着十分重要的作用。但从土壤生态学角度考虑，再生水虽经处理，已经达到环保排放标准，却通常仍含有较高的全盐量，以及较高的钠离子、碳酸氢根离子含量。那么如果是经盐份去除技术处理过的再生水，当各项指标都符合林业灌溉用水标准后，就可以实现大量发酵工业再生水的排放和解决林业、绿地灌溉水源缺乏而耗去大量的优质水的问题。

目前，国内外对高盐水的研究主要有生物法和物理化学方法。其中，生物法在处理高盐水时表现出较高的有机物去除率，但采用生物法处理高盐水通常需要较长的驯化期，且水中盐分越高驯化污泥所需的时间越长；另外，微生物对环境的改变敏感，盐度的突变通常会对处理系统产生严重的干扰。物理化学方法主要有蒸发法、电化学方法、离子交换法、吸附、膜分离技术等，在某些应用中能够脱除废水中的盐分，但一般都面临较高的成本，且易造成再生废水的二次污染。因此，通过对再生水深度处理工艺的方式来去除盐分的方案并不十分合适。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种发酵再生水除盐方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种发酵再生水除盐方法，所述方法包括如下步骤：

(1)沉淀：发酵再生水与无机絮凝剂充分混合后以下进上出的方式进入沉淀池；

(2)过滤：经步骤(1)中沉淀池处理后的发酵再生水以下进上出的方式进入过滤池；

(3)湿地处理：以喷灌的方式将经步骤(2)中过滤池处理后的发酵再生水均匀布洒于人工湿地表面，所述人工湿地从上往下依次由水生植物层、填料层、集水管层和出水口组成；

(4)电渗析处理：经步骤(3)中人工湿地处理后的发酵再生水进入电渗析系统，即可。

进一步，步骤(1)中，所述发酵再生水与无机絮凝剂充分混合后无机絮凝剂的浓度为25±3ppm。

进一步，所述无机絮凝剂为聚合硫酸氯化铁铝。

进一步，步骤(1)中，所述沉淀池为圆柱形，沿所述沉淀池底部圆周均布有若干个底部为弧形的集泥槽，每个集泥槽最低处设置有排泥口，集泥槽与沉淀池底部相交的位置为进水口；所述进水口与沉淀池中部设置的呈倒梯形的分水室通过设置在进水口上的管道连通，所述分水室三面封闭，仅在下底面上设置有若干个孔洞，所述分水室内设置有多孔扰流隔墙；所述沉淀池顶部设置有排水口。

进一步，所述多孔扰流隔墙环绕管道设置。

进一步，所述多孔扰流隔墙有3层。

进一步，步骤(2)中，所述过滤池自下而上依次设置有进水口、大石英过滤层、石英砂过滤层、海绵过滤层和出水口。

进一步，步骤(3)中，所述水生植物层中的水生植物为芦苇草、灯心草、水葱、香蒲、莲藕、千屈菜、水烛香蒲、纸莎草、黑三棱或红蓼中的一种或多种。

进一步，步骤(3)中，所述填料层从上往下依次由沸石层、煤渣层和陶砾层组成。

本发明的有益效果在于：本发明提供了一种发酵再生水除盐方法，该方法首先将处理达标的发酵再生水与无机絮凝剂充分混合，可以提高后续在沉淀池中的沉淀效果，同时，通过合理设置沉淀池的结构，可以进一步提高发酵再生水在沉淀池中的沉淀效果，其中，在沉淀池内设置呈倒梯形的分水室，该分水室三面封闭，仅在下底面上设置有孔洞用于出水，且在分水室内环绕与进水口连接的管道处设置有多层多孔扰流隔墙，使进入分水室的发酵再生水先进入多孔扰流隔墙，不但能够有效减缓水流出分水室的速度，延长水中沉淀下沉的时间，还能够避免来水对已经存在于沉淀池中的水体或沉淀物的扰动，同时分水室呈倒梯形，可以进一步防止水流直接到排水口处，延长水流在沉淀池中的时间，进一步延长水中沉淀下沉的时间。将经过沉淀池处理后的发酵再生水以下进上出的方式进入过滤池，可以进一步去除发酵再生水中的絮凝物质及部分硬度物质，再将经过过滤池处理后的发酵再生水喷洒于人工湿地上，利用人工湿地中水生植物根系的代谢作用处理水中有机物及通过填料层吸附水中有机物及无机盐类，使发酵再生水得到进一步净化，最后汇聚于人工湿地中的集水管层后由人工湿地出水口流出，进入电渗析系统，在外加直流电场的作用下，当发酵再生水流经阴、阳离子交换膜和隔板所构成的隔室时，水分中的阴离子和阳离子就开始做定向运动，阴离子向阳极方向移动，阳离子向阴极方向移动。由于离子交换膜具有选择性透过性能，阳离子交换膜的固定交换基团带负电荷，因此允许水中阳离子通过而阻挡阴离子，阴离子交换膜的固定交换基团带正电荷，因此允许水中的阴离子通过而阻挡阳离子，致使淡水隔室中的离子迁移到浓水隔室中去，从而达到淡化的目的。该方法可以有效的将发酵再生废水转变为直接用于林土灌溉的水源，从而解决目前制约环保处理发酵再生水已达标却无法直接排放这一难题。且该方法运行费用低，投资省；处理流程简单、管理方便；处理系统占地面积小、无气味、噪音低，耐冲击负荷能力强，处理效果好，其核心单元负荷轻、延长使用寿命，填料使用寿命长。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明中发酵再生水除盐流程图；

图2为本发明中沉淀池剖视图；

图3为本发明中过滤池结构示意图；

图4为本发明中人工湿地结构示意图；

图5为本发明中人工湿地中填料层结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。

图2为本发明中沉淀池剖视图，本发明中沉淀池为圆柱形，沿沉淀池底部圆周均布有若干个底部为弧形的集泥槽，每个集泥槽最低处设置有排泥口，集泥槽与沉淀池底部相交的位置为进水口；该进水口与沉淀池中部设置的呈倒梯形的分水室通过设置在进水口上的管道连通，该分水室三面封闭，仅在下底面上设置有若干个孔洞，该分水室内环绕管道设置有3层多孔扰流隔墙；该沉淀池顶部设置有排水口。

图3为本发明中过滤池结构示意图，本发明中过滤池自下而上依次设置有进水口、大石英过滤层、石英砂过滤层、海绵过滤层和出水口。

图4为本发明中人工湿地结构示意图，本发明中人工湿地从上往下依次由水生植物层、填料层、集水管层和出水口组成。

图5为本发明中人工湿地中填料层结构示意图，本发明中填料层从上往下依次由沸石层、煤渣层和陶砾层组成。

实施例1

选取三批经金河环保科技有限公司处理后的发酵再生水，分别标记为样液1、样液2和样液3，各样液的水质检测结果分别见表1、表3和表5，然后分别按如下方法进行除盐处理，该方法具体流程如图1所示，处理后的的水样标记为样液1-1、样液2-1和样液3-1，取样液1-1、样液2-1和样液3-1进行水质检测，检测结果分别见表2、表4和表6。

除盐方法如下：

(1)沉淀：经处理后的发酵再生水与聚合硫酸氯化铁铝充分混合后以下进上出的方式由沉淀池底部设置的进水口进入，当发酵再生水由设置在进水口上的管道进入分水室后，通过环绕管道设置的多孔扰流隔墙后，再从分水室下底面缓慢流出；从分水室流出的发酵再生水再继续向上，经过分水室两侧汇集到分水室上面，由排水口排出；

(2)过滤：由发酵池排水口排出的发酵再生水以下进上出的方式由过滤池底部设置的进水口进入过滤池，向上依次通过过滤池中大石英过滤层、石英砂过滤层和海绵过滤层后，由过滤池顶部的出水口排出；

(3)湿地处理：以喷灌的方式将由过滤池出水口排出的发酵再生水均匀布洒于人工湿地表面，发酵再生水从上往下依次通过人工湿地的水生植物层和填料层中沸石层、煤渣层和陶砾层，最后汇聚于人工湿地底部的集水管层后由出水口排出，其中水生植物层内种植的水生植物有芦苇草、灯心草、水葱、香蒲、莲藕、千屈菜、水烛香蒲、纸莎草、黑三棱和红蓼；

(4)电渗析处理：由人工湿地集水管层排出的发酵再生水进入电渗析系统，在外加直流电场的作用下，当发酵再生水流经阴、阳离子交换膜和隔板所构成的隔室时，水分中的阴离子和阳离子就开始做定向运动，阴离子向阳极方向移动，阳离子向阴极方向移动，由于离子交换膜具有选择性透过性能，阳离子交换膜的固定交换基团带负电荷，因此允许水中阳离子通过而阻挡阴离子，阴离子交换膜的固定交换基团带正电荷，因此允许水中的阴离子通过而阻挡阳离子，致使淡水隔室中的离子迁移到浓水隔室中去，从而达到淡化的目的。

表1样液1水质检测结果

表2样液1-1水质检测结果

表3样液2水质检测结果

表4样液2-1水质检测结果

表5样液3水质检测结果

表6样液3-1水质检测结果

通过对比三批经金河环保科技有限公司处理后的发酵再生水经本发明中的方法除盐前后的水质监测结果发现，经本发明除盐后，发酵再生用水各项数据均达到了林业灌溉水质指标，完全可以用于林业、绿地的灌溉。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种发酵再生水除盐方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）沉淀：发酵再生水与无机絮凝剂充分混合后以下进上出的方式进入沉淀池；所述沉淀池为圆柱形，沿所述沉淀池底部圆周均布有若干个底部为弧形的集泥槽，每个集泥槽最低处设置有排泥口，集泥槽与沉淀池底部相交的位置为进水口；所述进水口与沉淀池中部设置的呈倒梯形的分水室通过设置在进水口上的管道连通，所述分水室三面封闭，仅在下底面上设置有若干个孔洞，所述分水室内设置有多孔扰流隔墙，所述多孔扰流隔墙环绕管道设置，所述多孔扰流隔墙有3层；所述沉淀池顶部设置有排水口；

（2）过滤：经步骤（1）中沉淀池处理后的发酵再生水以下进上出的方式进入过滤池；

（3）湿地处理：以喷灌的方式将经步骤（2）中过滤池处理后的发酵再生水均匀布洒于人工湿地表面，所述人工湿地从上往下依次由水生植物层、填料层、集水管层和出水口组成；

（4）电渗析处理：经步骤（3）中人工湿地处理后的发酵再生水进入电渗析系统，即可。

2.如权利要求1所述的一种发酵再生水除盐方法，其特征在于，步骤（1）中，所述发酵再生水与无机絮凝剂充分混合后无机絮凝剂的浓度为25±3ppm。

3.如权利要求2所述的一种发酵再生水除盐方法，其特征在于，所述无机絮凝剂为聚合硫酸氯化铁铝。

4.如权利要求1所述的一种发酵再生水除盐方法，其特征在于，步骤（2）中，所述过滤池自下而上依次设置有进水口、大石英过滤层、石英砂过滤层、海绵过滤层和出水口。

5.如权利要求1所述的一种发酵再生水除盐方法，其特征在于，步骤（3）中，所述水生植物层中的水生植物为芦苇草、灯心草、水葱、香蒲、莲藕、千屈菜、水烛香蒲、纸莎草、黑三棱或红蓼中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的一种发酵再生水除盐方法，其特征在于，步骤（3）中，所述填料层从上往下依次由沸石层、煤渣层和陶砾层组成。

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