CN109851093A - 一种节能减排型城镇污水处理系统 - Google Patents

一种节能减排型城镇污水处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及污水处理的技术领域，公开了一种节能减排型城镇污水处理系统，包括沉淀过滤池和污水处理池，污水处理池上方设置有处理剂添加装置，处理剂添加装置中配置有污水处理液，每升污水中，污水处理液包括如下重量份的组分：30‑45份絮凝剂；25‑40份阻垢剂；20‑35杀菌剂。本发明具有以下优点和效果：本方案利用新机械结构，由沉淀过滤池除去污水中的悬浮物和其它杂质；再通过絮凝剂降低水中难于分离的一些粒子或者颗粒的电势，使其处于不稳定状态而便于去除；阻垢剂分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐的沉淀和结垢；杀菌剂可有效地控制或杀死水系统中的微生物，由此避免繁琐的步骤，并达到有效去除水中的污染物的目的。

Description

一种节能减排型城镇污水处理系统
技术领域
本发明涉及污水处理的技术领域，尤其是涉及一种节能减排型城镇污水处理系统。
背景技术
现有的水处理方法有物理处理法、化学处理法和生物处理法。物理处理法是最简单的水处理法，其通过物理分离作用回收污水中的不溶解的悬浮污染物，物理处理法只能处理一些简单的废水处理，但处理很不完全，难以达到排放标准；生物处理法是通过微生物代谢使污水中的污染物溶解，但该方法投资大，运行成本高。因此，化学处理方法是比较理想的方法。
现有技术中污水处理工艺操作繁琐、处理效果不佳，造成成本较高的问题，因此仍有待改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明在于提供一种节能减排型城镇污水处理系统，可避免通过繁琐的步骤处理污水，并达到有效去除水中的污染物的目的。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种节能减排型城镇污水处理系统，包括沉淀过滤池和污水处理池，所述污水处理池上方设置有处理剂添加装置，所述处理剂添加装置中配置有污水处理液，每升污水中，所述污水处理液包括如下重量份的组分：
30-45份絮凝剂；
25-40份阻垢剂；
20-35杀菌剂。
通过采用上述技术方案，由沉淀过滤池对污水进行初步的沉淀处理，除去污水中的悬浮物和其它杂质，然后在污水处理池中以污水处理液对污水进行化学处理，带有正（负）电性的基团的絮凝剂和水中带有负（正）电性的难于分离的一些粒子或者颗粒相互靠近，降低其电势，使其处于不稳定状态而便于去除；阻垢剂分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐的沉淀和结垢；杀菌剂可有效地控制或杀死水系统中的微生物--细菌、真菌和藻类，由此避免繁琐的步骤，并达到有效去除水中的污染物的目的。
本发明进一步设置为：按重量份数计，所述絮凝剂包括20-35份淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物。
通过采用上述技术方案，淀粉价廉来源丰富，而淀粉本身也是高分子化合物，具有亲水的刚性链，以刚性链为骨架，接上柔性的丙烯酰胺支链，形成刚柔相济的网状大分子，具有正电荷密度高、水溶性好、高效无毒等特点，对水中带负电荷的胶体颗粒具有强烈的吸附架桥和电中和作用，去除废水中的悬浮物、化学需氧量效果明显，既保持了原丙烯酰胺的功能，又通过淀粉与聚丙烯酰胺的共聚增强了絮凝效果，从而使污水处理的效果更好。
本发明进一步设置为：按重量份数计，所述絮凝剂还包括15-25份镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇。
通过采用上述技术方案，采用镁铝水滑石去碳酸化制得的镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇可作为骨架，通过骨架与淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物的接枝共聚得到聚两性电解质絮凝剂，叠层片簇在使用过程中可剥离成多个层片，形成次级聚两性电解质分子，可加速骨架进一步水解，水解过程生成大量絮状物，可吸附有机杂质分子，同时水解提供大量镁、铝离子，所带的正电荷可中和污水中带负电荷的离子或离子絮团，拉近双电层的有效距离，显著增加絮凝效果。
本发明进一步设置为：所述絮凝剂还包括如下重量份的组分：
30-35份无水碳酸钠；
20-30份乙酸；
25-40份泡沫稳定剂；
5-10份过硫酸钾；
7-12份焦亚硫酸钠；
18-30份去离子水。
通过采用上述技术方案，由无水碳酸钠和乙酸发生中和反应，生成的二氧化碳气体将体系分隔成无数细小的凝胶滴并形成泡沫，在泡沫稳定剂的作用下形成稳定的泡沫分散体系，将镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇与淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物乳化，有利于二者的接枝；适量的乙酸的添加，可提高溶液中淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物与镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇的共聚物的亲水基团含量，大分子的淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物容易在水中舒展，活性基团外露，由此可实现镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇与淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物的接枝过程；而在过硫酸钾和焦亚硫酸钠形成的氧化还原引发体系的引发作用下，过硫酸钾和焦亚硫酸钠反应产生的自由基可夺取镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇的层片表面或层片间羟基上的活泼氢，进而促使镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇与淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物发生接枝共聚反应，形成聚两性电解质絮凝剂，达到更好的絮凝效果。
本发明进一步设置为：按重量份数计，所述絮凝剂还包括25-40份二甲胺和30-45份甲醛。
通过采用上述技术方案，二甲胺和甲醛与淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物进行胺甲基化反应，使淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物阳离子化，镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇与淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物中含阳离子链段多，则可中和污水中的阴离子或阴离子絮团，增强絮凝效果。
本发明进一步设置为：按重量份数计，所述絮凝剂还包括20-35份硬脂酸钠。
通过采用上述技术方案，硬脂酸钠与镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇发生吸附作用，镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇的层状结构不被破坏，层间距也不发生变化，而能对镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇进行改性，使镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇更易于与作为大分子化合物的淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物进行接枝共聚反应。
本发明进一步设置为：所述泡沫稳定剂为聚醚硅氧烷。
通过采用上述技术方案，聚醚硅氧烷可乳化镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇和淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物，从而使镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇和淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物的相容性更好，辅助实现镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇和淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物的接枝聚合过程。
本发明进一步设置为：所述阻垢剂为聚甲基丙烯。
通过采用上述技术方案，聚甲基丙烯可分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐的沉淀和结垢，从而实现对污水的进一步处理，有利于减少污水中的污染物。
本发明进一步设置为：所述杀菌剂为戊二醛。
通过采用上述技术方案，戊二醛作为杀菌剂，主要通过与细菌体内代谢酶发生氧化作用而达到杀菌目的，从而可有效地控制或杀死水系统中的微生物，即细菌、真菌和藻类等病原微生物，减少污水中的污染物。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.由沉淀过滤池除去污水中的悬浮物和其它杂质；再通过絮凝剂降低水中难于分离的一些粒子或者颗粒的电势，使其处于不稳定状态而便于去除；阻垢剂分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐的沉淀和结垢；杀菌剂可有效地控制或杀死水系统中的微生物，由此避免繁琐的步骤，并达到有效去除水中的污染物的目的；
2.无水碳酸钠和乙酸以及泡沫稳定剂形成的泡沫分散体系可将镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇和淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物乳化，提高镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇和淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物的相容性，再通过过硫酸钾和焦亚硫酸钠形成的氧化还原引发体系的引发作用，促使镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇与淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物发生接枝共聚反应，形成聚两性电解质絮凝剂，从而达到更好的絮凝效果；
3.硬脂酸钠与镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇发生吸附作用，镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇的层状结构不被破坏，层间距也不发生变化，而能对镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇进行改性，使镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇更易于与作为大分子化合物的淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物进行接枝共聚反应。
附图说明
图1是本发明的污水处理液制备流程框图。
具体实施方式
以下结合附图1和实施例对本发明作进一步详细说明。
一种节能减排型城镇污水处理系统，包括沉淀过滤池和污水处理池，污水处理池上方设置有处理剂添加装置，处理剂添加装置中配置有污水处理液，由沉淀过滤池对污水进行初步的沉淀处理，除去污水中的悬浮物和其它杂质，然后在污水处理池中以污水处理液对污水进行化学处理，有效去除水中的污染物。
实施例1
按重量份数计，每升污水中，污水处理液的组分如表1所示。
淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物的制备方法如下：
将淀粉和去离子水混合成5%-10%浓度的悬浮液，加热糊化至糊液半透明呈连续流体状并无明显白色粒状为止，在93-95℃下加入过硫酸铵，反应15-20min，降温至50-60℃，加入丙烯酰胺反应2h。
镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇的制备方法如下：
铝镁水滑石在N2气流保护下加入醋酸-醋酸钠缓冲液与氯化钠的混合液（醋酸-醋酸钠缓冲液pH=5.3），室温下用超声混合器振荡分散6h，再用稀氨水中和至pH值为9.0-9.2，用0.25μm的的超滤膜过滤，并用去离子水反复洗涤，滤渣在N2气流保护下真空干燥。
如图1所示，按重量份数称取各组分后，逐步添加各试剂并搅拌均匀，制得污水处理液。
实施例2
与实施例1的区别在于，按重量份数计，每升污水中，污水处理液的组分如表1所示。
对比例1
与实施例1的区别在于，淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物替换为聚丙烯酰胺。
对比例2
与对比例1的区别在于，按重量份数计，每升污水中，污水处理液的组分如表1所示。
对比例3
与实施例1的区别在于，按重量份数计，每升污水中，污水处理液仅添加丙烯酰胺接枝共聚物、阻垢剂和杀菌剂。
对比例4
与对比例3的区别在于，按重量份数计，每升污水中，污水处理液的组分如表1所示。
对比例5
与实施例1的区别在于，按重量份数计，每升污水中，污水处理液不添加二甲胺和甲醛。
对比例6
与对比例5的区别在于，按重量份数计，每升污水中，污水处理液的组分如表1所示。
对比例7
与实施例1的区别在于，按重量份数计，每升污水中，污水处理液不添加硬脂酸钠。
对比例8
与对比例7的区别在于，按重量份数计，每升污水中，污水处理液的组分如表1所示。
使用水质检测仪对上述实施例处理的污水进行检测，并记录于下表1中。
表1-1 污水水质综合指数检测结果
实施例1 实施例2 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物 25 30 0 0 20 26
聚丙烯酰胺 0 0 28 35 0 0
镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇 20 17 25 22 0 0
无水碳酸钠 33 31 35 34 0 0
乙酸 20 25 24 28 0 0
泡沫稳定剂 26 30 35 39 0 0
过硫酸钾 20 28 24 18 0 0
焦亚硫酸钠 26 30 33 35 0 0
去离子水 20 22 26 30 24 21
二甲胺 28 30 36 38 0 0
甲醛 30 35 44 37 0 0
硬脂酸钠 25 28 30 35 0 0
阻垢剂 29 33 37 40 25 31
杀菌剂 24 39 32 35 28 22
水质综合指数 95 97 88 90 79 82
表1-2 污水水质综合指数检测结果
对比例5 对比例6 对比例7 对比例8
丙烯酰胺接枝共聚物 32 35 29 24
聚丙烯酰胺 0 0 0 0
镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇 17 20 22 24
无水碳酸钠 32 34 31 35
乙酸 21 26 25 29
泡沫稳定剂 29 34 32 38
过硫酸钾 20 23 30 35
焦亚硫酸钠 26 29 31 34
水 23 27 29 22
二甲胺 0 0 30 38
甲醛 0 0 42 39
硬脂酸钠 25 31 0 0
阻垢剂 32 37 25 34
杀菌剂 22 29 35 24
水质综合指数 83 85 86 84
丙烯酰胺接枝共聚物对水中带负电荷的胶体颗粒具有强烈的吸附架桥和电中和作用，去除废水中的悬浮物、化学需氧量效果明显，因此丙烯酰胺接枝共聚物的絮凝效果相对聚丙烯酰胺的絮凝效果更好。
镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇作为骨架，无水碳酸钠和乙酸发生中和反应，在泡沫稳定剂的稳定作用下形成的泡沫分散体系可将镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇和丙烯酰胺接枝共聚物乳化，提高镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇和丙烯酰胺接枝共聚物的相容性，再通过过硫酸钾和焦亚硫酸钠形成的氧化还原引发体系的引发作用，促使镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇与丙烯酰胺接枝共聚物发生接枝共聚反应，形成聚两性电解质絮凝剂，从而相对丙烯酰胺接枝共聚物，可达到更好的絮凝效果。
二甲胺和甲醛与丙烯酰胺接枝共聚物进行胺甲基化反应，使丙烯酰胺接枝共聚物阳离子化，镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇与丙烯酰胺接枝共聚物中含阳离子链段多，则可中和污水中的阴离子或阴离子絮团，有利于增强絮凝效果。
硬脂酸钠与镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇发生吸附作用，镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇的层状结构不被破坏，层间距也不发生变化，而能对镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇进行改性，使镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇更易于与作为大分子化合物的丙烯酰胺接枝共聚物进行接枝共聚反应，得到的接枝共聚物更稳定，达到增强絮凝效果的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种节能减排型城镇污水处理系统，包括沉淀过滤池和污水处理池，其特征在于：所述污水处理池上方设置有处理剂添加装置，所述处理剂添加装置中配置有污水处理液，每升污水中，所述污水处理液包括如下重量份的组分：
30-45份絮凝剂；
25-40份阻垢剂；
20-35杀菌剂。
2.根据权利要求1所述的一种节能减排型城镇污水处理系统，其特征在于：按重量份数计，所述絮凝剂包括20-35份淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物。
3.根据权利要求2所述的一种节能减排型城镇污水处理系统，其特征在于：按重量份数计，所述絮凝剂还包括15-25份镁铝双核氢氧化正电胶叠层片簇。
4.根据权利要求3所述的一种节能减排型城镇污水处理系统，其特征在于：所述絮凝剂还包括如下重量份的组分：
30-35份无水碳酸钠；
20-30份乙酸；
25-40份泡沫稳定剂；
5-10份过硫酸钾；
7-12份焦亚硫酸钠；
18-30份去离子水。
5.根据权利要求3所述的一种节能减排型城镇污水处理系统，其特征在于：按重量份数计，所述絮凝剂还包括25-40份二甲胺和30-45份甲醛。
6.根据权利要求5所述的一种节能减排型城镇污水处理系统，其特征在于：按重量份数计，所述絮凝剂还包括20-35份硬脂酸钠。
7.根据权利要求4所述的一种节能减排型城镇污水处理系统，其特征在于：所述泡沫稳定剂为聚醚硅氧烷。
8.根据权利要求1所述的一种节能减排型城镇污水处理系统，其特征在于：所述阻垢剂为聚甲基丙烯。
9.根据权利要求1所述的一种节能减排型城镇污水处理系统，其特征在于：所述杀菌剂为戊二醛。
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