CN109650593A - 一种城市污水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理技术领域，针对现有的处理方法成本高的问题，提供了一种城市污水处理方法，包括以下步骤：S1、格栅处理；S2、初沉处理：将污水注入初沉池，静置沉淀；S3、二次沉淀处理：取S2中的上层液体注入二次沉淀池中，加入混凝剂，并搅拌；S4、过滤：过滤S3中的污水，过滤，取清液；混凝剂包括以下质量份数的组分：聚丙烯酰胺150份；硅胶2‑3份；硫酸亚铁7‑10份。先通过格栅处理以及初沉处理将水中的不溶性杂质除去，再通过向污水中加入混凝剂使得污水中的微粒悬浮物与混凝剂形成沉淀以除去，即可得到洁净的可用水，操作简便，且混凝剂的价格低廉，有利于降低污水处理成本，使得经济效益提高。

Description

一种城市污水处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，更具体地说，它涉及一种城市污水处理方法。

背景技术

城市污水是指城市地区范围内的生活污水、工业废水和径流污水。城市污水中除含有大量有机物及病菌、病毒外，由于工业的高度发展，城市污水的水质日趋复杂，径流污水的污染也日趋严重，使得城市污水中含有各种类型、不同程度的有害污染物。

但是，由于水资源的匮乏，为了提高水资源的利用率，城市污水一般由城市管渠汇集并经城市污水处理厂进行处理后再排入水体以循环利用。现有的城市污水处理方法一般是将污水先经初沉池初步沉淀以除去污水中的砂、石等大颗粒不溶物质，再通入曝气池中，利用曝气风机以及专用的曝气装置向曝气池内供氧以除去污水中的污染物。但是，利用曝气风机以及专用的曝气装置向曝气池内供氧的方法技术成本高，氧气利用效率低，容易使得处理成本提高，因此，仍有改进的空间。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种城市污水处理方法，具有降低生产成本的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种城市污水处理方法，包括以下步骤：

S1、格栅处理；

S2、初沉处理：将污水注入初沉池，静置沉淀；

S3、二次沉淀处理：取S2中的上层液体注入二次沉淀池中，加入混凝剂，并搅拌；

S4、过滤：过滤S3中的污水，过滤，取清液；

所述混凝剂包括以下质量份数的组分：

聚丙烯酰胺 150份；

硅胶 2-3份；

水 70-80份；

硫酸亚铁 7-10份。

采用上述技术方案，先通过格栅处理以及初沉处理将水中的不溶性杂质除去，再通过向污水中加入混凝剂使得污水中的微粒悬浮物与混凝剂形成沉淀以除去，即可得到洁净的可用水，操作简便，且混凝剂的价格低廉，有利于降低污水处理的成本，使得经济效益提高；通过利用聚丙烯酰胺作为主要起絮凝作用的成分，再通过加入硫酸亚铁作为助凝剂，使得污水中的微粒悬浮物更容易与聚丙烯酰胺结合以形成沉淀，有利于提高混凝剂的絮凝效果以及絮凝效率；同时，硫酸亚铁是生产钛白粉的废弃物，易于获得，价格低廉，有利于降低污水处理的成本，使得经济效益提高；通过加入硅胶，硅胶是一种高活性的吸附材料，具有开放的多孔结构，可吸附多种物质，有利于对污水中的异味进行吸附，使得污水不容易因变质而散发恶臭；另外，硅胶的主要成分为二氧化硅，硅胶表面容易吸水形成极性较强的硅羟基，同时聚丙烯酰胺上也具有极性较强的酰胺基，从而使得硅羟基与酰胺基之间容易形成氢键，有利于分子之间互相缠结以形成网状结构，使得分子链之间的链-链接触点增多，进而有利于增强混凝剂的粘度，有利于混凝剂形成胶凝状，使得污水中的微粒悬浮物更容易与混凝剂形成沉淀以除去，进而使得混凝剂的去污效果以及去污效率提高；同时，硅羟基与酰胺基之间形成氢键，还有利于聚丙烯酰胺的分子链处于伸展状态，使得聚丙烯酰胺的分子链不容易蜷缩，从而有利于增大聚丙烯酰胺分子与污水的接触面积，同时有利于增大混凝剂的粘度和稠度，使得污水中的微粒悬浮物更容易与混凝剂形成沉淀以除去，进而使得污水中的微粒悬浮物与混凝剂形成沉淀的速度加快，有利于提高混凝剂的去污效果和去污效率。

本发明进一步设置为：所述硅胶为粗孔硅胶。

采用上述技术方案，通过采用粗孔硅胶，粗孔硅胶主要是用于气体净化剂，具有良好的异味吸附能力，从而使得污水不容易散发异味；另外，通过加热粗孔硅胶即可使得粗孔硅胶再生，使得粗孔硅胶可循环利用，有利于节约污水处理成本，使得经济效益提高。

本发明进一步设置为：所述粗孔硅胶的粒径为40-120目。

采用上述技术方案，通过粗孔硅胶的粒径为40-120目的设置，使得粗孔硅胶的吸附效果更好，同时，使得粗孔硅胶与混凝剂的其他成分更容易共混均匀，从而有利于提高混凝剂的稳定性，使得混凝剂的絮凝效果增强。

本发明进一步设置为：所述混凝剂还包括以下质量份数的组分：

三氯异氰尿酸1-2份。

采用上述技术方案，通过加入三氯异氰尿酸，三氯异氰尿酸具有强氧化性，容易将污水中的亚铁离子氧化成铁离子，铁离子容易与污水中的磷酸根结合以形成沉淀被除去，使得污水中的磷含量降低，从而有利于提高净化后的可用水的水质；同时，三氯异氰尿酸呈酸性，亚铁离子在酸性条件下更容易被氧化成铁离子，从而有利于提高亚铁离子的转化率，使得污水中的铁离子含量增多，进而使得污水中的磷酸根更容易与铁离子结合形成沉淀，使得水中的磷含量降低，有利于提高净化后的可用水的水质；另外，三氯异氰尿酸含活性氯高达90％，具有有效氯含量高的特点，具有很强的杀菌、消毒和漂白能力，从而使得污水中不容易滋生细菌，进而使得污水不容易发臭，使得净化后的可用水的水质提高；三氯异氰尿酸无毒无害，不容易对人体产生危害的同时不容易对环境造成影响，符合绿色环保的要求。

本发明进一步设置为：所述混凝剂还包括以下质量份数的组分：

活性炭4-6份。

采用上述技术方案，通过加入活性炭，有利于对污水的异味以及色素进行吸附，有利于提高污水净化后的澄清透明程度，使得净化后的可用水的水质提高，使得污水净化后不容易存在异味。

本发明进一步设置为：所述混凝剂还包括以下质量份数的组分：

壳聚糖3-4份。

采用上述技术方案，通过加入壳聚糖，壳聚糖对重金属的吸附能力很强，有利于对污水中的重金属进行吸附，从而使得净化后的污水不容易含有重金属，有利于提高净化后的可用水的水质；同时，壳聚糖可用于食品中，无毒无害，不容易对人体健康造成危害的同时不容易对环境造成影响，符合绿色环保的要求；另外，壳聚糖还可用作抗菌剂以及澄清剂，有利于抑制污水中的细菌生长，使得污水不容易发黑发臭。

本发明进一步设置为：所述混凝剂还包括以下质量份数的组分：

碳酸氢钠3-4份。

采用上述技术方案，通过加入碳酸氢钠，碳酸氢钠容易分解，使得污水中容易含有碳酸根离子，大部分的重金属碳酸盐均为不溶物质，使得污水中的重金属离子容易与碳酸根离子结合形成沉淀，从而有利于去除污水中的重金属，使得污水中的重金属含量减少，进而使得净化后的可用水的水质提高；另外，碳酸氢钠还可用于食品加工，无毒无害，不容易对人体健康造成危害的同时不容易对环境造成污染，符合绿色环保的要求。

本发明进一步设置为：所述步骤S3中，混凝剂的投放方式为采用喷射头将混凝剂均匀喷洒至二次沉淀池的底部。

采用上述技术方案，通过混凝剂的投放方式采用喷射头将混凝剂均匀喷洒至二次沉淀池的底部，有利于混凝剂与污水充分接触，从而使得置于二次沉淀池池底的污水均可被充分净化，使得污水的净化效果更好。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.先通过格栅处理以及初沉处理将水中的不溶性杂质除去，再通过向污水中加入混凝剂使得污水中的微粒悬浮物与混凝剂形成沉淀以除去，即可得到洁净的可用水，操作简便，且混凝剂的价格低廉，有利于降低污水处理成本，使得经济效益提高；

2.通过利用聚丙烯酰胺作为主要起絮凝作用的成分，再通过加入硫酸亚铁作为助凝剂，使得污水中的微粒悬浮物更容易与聚丙烯酰胺结合以形成沉淀，有利于提高混凝剂的絮凝效果以及絮凝效率；

3.硫酸亚铁是生产钛白粉的废弃物，易于获得，价格低廉，有利于降低污水处理的成本，使得经济效益提高；

4.硅胶的主要成分为二氧化硅，硅胶表面容易吸水形成极性较强的硅羟基，同时聚丙烯酰胺上也具有极性较强的酰胺基，从而使得硅羟基与酰胺基之间容易形成氢键，有利于分子之间互相缠结以形成网状结构，使得分子链之间的链-链接触点增多，进而有利于增强混凝剂的粘度，有利于混凝剂形成胶凝状，使得污水中的微粒悬浮物更容易与混凝剂形成沉淀以除去，进而使得混凝剂的去污效果以及去污效率提高；

5.硅羟基与酰胺基之间形成氢键，有利于聚丙烯酰胺的分子链处于伸展状态，使得聚丙烯酰胺的分子链不容易蜷缩，从而有利于增大聚丙烯酰胺分子与污水的接触面积，同时有利于增大混凝剂的粘度和稠度，使得污水中的微粒悬浮物更容易与混凝剂形成沉淀以除去，进而使得污水中的微粒悬浮物与混凝剂形成沉淀的速度加快，有利于提高混凝剂的去污效果和去污效率。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种城市污水处理方法，包括以下步骤：

S1、格栅处理，具体如下：

将污水通过污水处理格栅，并驱动污水处理格栅，使得齿链进行逆水流方向回转运动，使得污水中的固体悬浮物被筛分出来以除去。

S2、初沉处理，具体如下：

将通过污水处理格栅的污水注入初沉池中，并静置沉淀。

S3、二次沉淀处理，具体如下：

取S2中的上层液体注入二次沉淀池中，将混凝剂溶解于水中，再利用喷射头将混凝剂均匀喷射进入污水中，使得混凝剂在喷射头的压力下喷射至二次沉淀池的底部，并搅拌均匀。

混凝剂包括以下质量份数的组分：

聚丙烯酰胺150kg；粗孔硅胶2kg；水70kg；硫酸亚铁7kg。

混凝剂的制备方法如下：

在200L的搅拌釜中，常温条件下，加入水70kg、硫酸亚铁7kg，以20r/min的转速进行搅拌，边搅拌边加入聚丙烯酰胺150kg、粗孔硅胶2kg，搅拌均匀，即得混凝剂。

聚丙烯酰胺采用本领域通用的聚丙烯酰胺，具体的，在本实施例中采用广州市蓝叶环保科技有限公司的粒径为100目的601型高分子聚丙烯酰胺。

粗孔硅胶采用本领域通用的粗孔硅胶，具体的，在本实施例中采用萍乡市金达莱化工填料有限公司的粒径为40目的粗孔硅胶。

硫酸亚铁采用本领域通用的硫酸亚铁，具体的，在本实施例中采用郑州绿环净水材料有限公司的硫酸亚铁。

S4、过滤，具体如下：

当污水的微粒悬浮物絮凝完全后，将二次沉淀池中的污水通过滤网过滤，使得混凝剂与污水中的微粒悬浮物形成的沉淀被过滤掉，得到的清液即为净化后的可用水。

实施例2

与实施例1的区别在于：

混凝剂包括以下质量份数的组分：

聚丙烯酰胺150kg；粗孔硅胶2.5kg；水75kg；硫酸亚铁8.5kg。

混凝剂的制备方法如下：

在200L的搅拌釜中，常温条件下，加入水75kg、硫酸亚铁8.5kg，以20r/min的转速进行搅拌，边搅拌边加入聚丙烯酰胺150kg、粗孔硅胶2.5kg，搅拌均匀，即得混凝剂。

在本实施例中，粗孔硅胶的粒径为80目。

实施例3

与实施例1的区别在于：

混凝剂包括以下质量份数的组分：

聚丙烯酰胺150kg；粗孔硅胶3kg；水80kg；硫酸亚铁10kg。

混凝剂的制备方法如下：

在200L的搅拌釜中，常温条件下，加入水80kg、硫酸亚铁10kg，以20r/min的转速进行搅拌，边搅拌边加入聚丙烯酰胺150kg、粗孔硅胶3kg，搅拌均匀，即得混凝剂。

在本实施例中，粗孔硅胶的粒径为120目。

实施例4

与实施例1的区别在于：

混凝剂包括以下质量份数的组分：

聚丙烯酰胺150kg；粗孔硅胶2.5kg；水75kg；硫酸亚铁8.5kg；三氯异氰尿酸1kg；活性炭4kg；壳聚糖3kg；碳酸氢钠3kg。

混凝剂的制备方法如下：

在200L的搅拌釜中，常温条件下，加入水75kg、硫酸亚铁8.5kg，以20r/min的转速进行搅拌，边搅拌边加入聚丙烯酰胺150kg、粗孔硅胶2.5kg、三氯异氰尿酸1kg、活性炭4kg、壳聚糖3kg、碳酸氢钠3kg，搅拌均匀，即得混凝剂。

在本实施例中，粗孔硅胶的粒径为60目。

三氯异氰尿酸采用本领域通用的三氯异氰尿酸，具体的，在本实施例中采用济南天硕化工有限公司的货号为121654的三氯异氰尿酸。

活性炭采用本领域通用的活性炭，具体的，在本实施例中采用江苏森森炭业科技有限公司的货号为SS的粒度为200目的活性炭粉。

壳聚糖采用本领域通用的壳聚糖，具体的，在本实施例中采用山东必盛生物科技有限公司的壳聚糖。

碳酸氢钠采用本领域通用的碳酸氢钠，具体的，在本实施例中采用广州市仨维营贸易有限公司的碳酸氢钠。

实施例5

与实施例4的区别在于：

混凝剂包括以下质量份数的组分：

聚丙烯酰胺150kg；粗孔硅胶2.5kg；水75kg；硫酸亚铁8.5kg；三氯异氰尿酸1.5kg；活性炭5kg；壳聚糖3.5kg；碳酸氢钠3.5kg。

混凝剂的制备方法如下：

在200L的搅拌釜中，常温条件下，加入水75kg、硫酸亚铁8.5kg，以20r/min的转速进行搅拌，边搅拌边加入聚丙烯酰胺150kg、粗孔硅胶2.5kg、三氯异氰尿酸1.5kg、活性炭5kg、壳聚糖3.5kg、碳酸氢钠3.5kg，搅拌均匀，即得混凝剂。

在本实施例中，粗孔硅胶的粒径为100目。

实施例6

与实施例4的区别在于：

混凝剂包括以下质量份数的组分：

聚丙烯酰胺150kg；粗孔硅胶2.5kg；水75kg；硫酸亚铁8.5kg；三氯异氰尿酸2kg；活性炭6kg；壳聚糖4kg；碳酸氢钠4kg。

混凝剂的制备方法如下：

在200L的搅拌釜中，常温条件下，加入水75kg、硫酸亚铁8.5kg，以20r/min的转速进行搅拌，边搅拌边加入聚丙烯酰胺150kg、粗孔硅胶2.5kg、三氯异氰尿酸2kg、活性炭6kg、壳聚糖4kg、碳酸氢钠4kg，搅拌均匀，即得混凝剂。

在本实施例中，粗孔硅胶的粒径为110目。

实施例7

与实施例4的区别在于：

混凝剂包括以下质量份数的组分：

聚丙烯酰胺150kg；粗孔硅胶2kg；水80kg；硫酸亚铁9kg；三氯异氰尿酸2kg；活性炭4kg；壳聚糖3.5kg；碳酸氢钠4kg。

混凝剂的制备方法如下：

在200L的搅拌釜中，常温条件下，加入水80kg、硫酸亚铁9kg，以20r/min的转速进行搅拌，边搅拌边加入聚丙烯酰胺150kg、粗孔硅胶2kg、三氯异氰尿酸2kg、活性炭4kg、壳聚糖3.5kg、碳酸氢钠4kg，搅拌均匀，即得混凝剂。

在本实施例中，粗孔硅胶的粒径为50目。

比较例1

与实施例1的区别在于：

混凝剂包括以下质量份数的组分：

聚丙烯酰胺150kg。

各实施例的检测数据见表1，比较例的检测数据见表2。

实验1

根据GB11901-89《水质悬浮物的测定重量法》检测加入混凝剂前的污水中的悬浮物含量a(mg/L)，再检测加入混凝剂净化后的可用水中的悬浮物含量b(mg/L)，根据(a-b/a)*100％计算悬浮物的去除率(％)。

实验2

根据GB11914-89《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》检测加入混凝剂前的污水中的COD含量c(mg/L)，再检测加入混凝剂净化后的可用水中的COD含量d(mg/L)，根据(c-d/c)*100％计算COD的去除率。

实验3

分别取各实施例以及比较例制备所得的混凝剂20mL加入至500mL污水中，并搅拌均匀，记录污水中出现沉淀物的时间(s)以及记录污水中不再产生沉淀的时间(s)。

表1

表2

	比较例1
		悬浮物含量a	9500
悬浮物含量b	1712
		悬浮物去除率	82
COD含量c	20000
		COD含量d	1106
COD去除率	94.5
		出现沉淀时间	42
不再产生沉淀时间	172

根据表1中实施例1-3与表2中比较例1的数据对比可得，实施例1-3中采用的混凝剂的组分比比较例1的组分增多了硫酸亚铁以及硅胶，而实施例1-3的悬浮物去除率均大大高于比较例1的，同时，实施例1-3的出现沉淀时间以及不再产生沉淀时间均短于比较例1的，说明通过加入硫酸亚铁以及硅胶，有利于提高悬浮物去除率的同时有利于缩短沉淀出现时间以及不再出现沉淀时间；通过加入硫酸亚铁，硫酸亚铁是良好的助凝剂，从而有利于提高聚丙烯酰胺的絮凝效果以及絮凝效率，使得污水中的微粒悬浮物更容易与聚丙烯酰胺结合以形成沉淀除去，进而有利于提高悬浮物去除率，同时使得出现沉淀时间以及不再出现沉淀时间大大缩短；硅胶的主要成分是二氧化硅，硅胶表面容易吸附水形成极性较强的硅羟基，由于聚丙烯酰胺上也具有极性较强的酰胺基，从而使得硅羟基与酰胺基之间容易形成氢键，有利于分子之间互相缠结以形成网状结构，使得分子之间的链-链接触点增多，从而有利于增强混凝剂的粘度和稠度，进而使得污水中的微粒悬浮物更容易与混凝剂结合以形成沉淀，使得悬浮物去除率大大提高的同时有利于缩短出现沉淀以及沉淀不再出现的时间；同时，硅羟基与酰胺基形成氢键使得聚丙烯酰胺的分子链不容易呈蜷缩状态，从而有利于聚丙烯酰胺的分子链保持网状结构，有利于增大聚丙烯酰胺与污水的接触面积，使得污水中的微粒悬浮物更容易与聚丙烯酰胺结合形成沉淀，进而使得悬浮物去除率大大提高的同时有利于大大缩短出现沉淀时间以及不再出现沉淀时间。

根据表1中实施例1-3与实施例4-7的数据对比可得，实施例4-7中采用的混凝剂的组分比实施例1-3的组分新增了三氯异氰尿酸、活性炭、壳聚糖以及碳酸氢钠，而实施例4-7的悬浮物去除率以及COD去除率均高于实施例1-3，说明通过加入三氯异氰尿酸、活性炭、壳聚糖以及碳酸氢钠，可在一定程度上提高悬浮物去除率以及COD去除率。通过加入三氯异氰尿酸，三氯异氰尿酸具有强氧化性，使得污水中的亚铁离子容易被氧化成铁离子，铁离子容易与污水中的磷酸根结合形成沉淀以除去，从而有利于降低污水中的磷含量，使得净化后的可用水的水质提高，进而使得悬浮物去除率以及COD去除率均提高；同时，三氯异氰尿酸呈酸性，亚铁离子在酸性条件下更容易被氧化成铁离子，从而使得污水中的铁离子的含量增多，进而使得污水中的磷酸根更容易与铁离子结合形成沉淀以除去，使得污水中的磷含量减少，进而有利于提高悬浮物去除率以及COD去除率；通过加入活性炭，有利于对污水中的黑色素以及异味进行吸附，从而使得悬浮物去除率以及COD去除率均提高；通过加入壳聚糖，壳聚糖具有很强的吸附重金属的能力，有利于降低污水中的重金属含量，从而使得悬浮物去除率以及COD去除率提高；通过加入碳酸氢钠，碳酸氢钠容易分解，从而使得污水中容易存在碳酸根离子，大部分的重金属离子容易与碳酸根离子形成沉淀以除去，进而使得污水中的重金属离子含量减少，使得悬浮物去除率以及COD去除率均提高。

根据表1中实施例1-3以及表2中比较例1与表1中实施例4-7的数据对比可得，实施例1-3中采用的混凝剂的组分比比较例1中的组分新增了硅胶以及硫酸亚铁，而实施例1-3与比较例1的COD去除率很相近，但实施例4-7中采用的混凝剂的组分比实施例1-3中的组分新增了三氯异氰尿酸、壳聚糖以及碳酸氢钠，且实施例4-7的COD去除率均高于实施例1-3，说明主要起提高COD去除率的组分是三氯异氰尿酸、壳聚糖以及碳酸氢钠，主要是通过去除污水中的磷含量以及重金属含量以提高COD去除率。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种城市污水处理方法，其特征是：包括以下步骤：

S1、格栅处理；

S2、初沉处理：将污水注入初沉池，静置沉淀；

S3、二次沉淀处理：取S2中的上层液体注入二次沉淀池中，加入混凝剂，并搅拌；

S4、过滤：过滤S3中的污水，过滤，取清液；

所述混凝剂包括以下质量份数的组分：

聚丙烯酰胺150份；

硅胶2-3份；

硫酸亚铁7-10份。

2.根据权利要求1所述的一种城市污水处理方法，其特征是：所述硅胶为粗孔硅胶。

3.根据权利要求2所述的一种城市污水处理方法，其特征是：所述粗孔硅胶的粒径为40-120目。

4.根据权利要求1-2任一所述的一种城市污水处理方法，其特征是：所述混凝剂还包括以下质量份数的组分：

三氯异氰尿酸1-2份。

5.根据权利要求1-2任一所述的一种城市污水处理方法，其特征是：所述混凝剂还包括以下质量份数的组分：

活性炭4-6份。

6.根据权利要求1-2任一所述的一种城市污水处理方法，其特征是：所述混凝剂还包括以下质量份数的组分：

壳聚糖3-4份。

7.根据权利要求1-2任一所述的一种城市污水处理方法，其特征是：所述混凝剂还包括以下质量份数的组分：

碳酸氢钠3-4份。

8.根据权利要求1-2任一所述的一种城市污水处理方法，其特征是：所述步骤S3中，混凝剂的投放方式为采用喷射头将混凝剂均匀喷洒至二次沉淀池的底部。