專利名稱：物理化學凝聚法污水處理方法
技術領域：
本發明涉及的是利用物理化學原理以凝聚劑通過沉淀分離而實現污水凈化的方法，可廣泛用于自來水、工業用水、城市生活廢水、工業廢水等多種水處理領域。
利用物理化學原理，以加入凝聚劑使與水中可溶性和不溶性雜質、污物發生物理化學反應而產生凝聚作用，使雜質、污物沉淀或上浮被分離而使水質凈化是一種傳統而又廣泛使用的水凈化處理方法。通常這種方法需占用較大面積的土地或建筑物以建造沉淀用的水池或水槽，將待處理污水引入水池或水槽中，加入凝聚劑并攪拌，然后靜置自然沉淀，一般需數小時至數十小時才能使污物分離。這種過程常需經多級重復處理，才能使水質達到凈化的指標要求。因此這種方法既占地面積大，處理效率又不高。為提高處理量，勢必要進一步擴大占地面積。中國專利88105508.5(公開號1036749A)介紹的就是一種兩級混凝法處理廢水的方法。
為解決上述占地面積多，效率低的問題，中國專利91102047.0(公開號1065643A)公開了一種在專用凈化槽中，在眾多的無機型和/或有機型凝聚劑中至少選2種或3種，以至少兩個過程分別用凝聚劑處理的污水凈化方法。這種方法實際上仍未脫離在容器型的水池或水槽中對靜止或近于靜止的污水進行處理的方式原理。因此，上述問題，尤其是水處理效率不高的問題同樣存在。
此外，目前上述的處理方法還存在的一個問題是凝聚劑用量相對較大，實際上存在了相當比例的浪費。
本發明的目的是針對上述問題提供一種同樣采用物理化學凝聚分離原理的新的污水凈化處理方法，即使在不改變所用凝聚劑的情況下，也可以大大提高處理效率，根本上解決占地面積大的問題，并可使凝聚劑的用量大幅度減少。
本發明的污水凈化處理方法改變了在容器型的水池或水槽中處理靜止或近于靜止狀態的污水的傳統方式和方法，而是使污水進入輸送管道，在泵或其它動力裝置推動下向前運行，用凝聚劑處理運行過程中動態狀的污水。在本發明方法中，用凝聚劑對污水的處理至少分為兩個階段。在污水進入輸送管道運行的初期階段，將第一次凝聚劑連續加入向前運行的污水中，使之在運行中充分混合并同時進行與污物、雜質的凝聚反應。在運行的后期階段，將第二次凝聚劑又連續加入向前運行的污水中，同樣使之在運行過程中充分混合，進一步完成凝聚反應。然后將此污水送入固液分離沉降裝置，如常用的各種沉降器、旋流分離器等，使固液分離。分離后的清液即為凈化水，可供循環使用。如有更高的凈化度要求，此凈化水也可再經過濾后供使用。分離出的沉淀物可經脫水、干燥等進一步處理，其中與固形物分離的水可返回循環再處理。
在上述過程中使用的凝聚劑可以為目前通常使用的三氯化鐵、氯化鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、硫酸鋁、明礬等無機型凝聚劑中的一種或多種混合物，或為聚氧乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺或它們的衍生物、苛化淀粉等高分子型凝聚劑中的一種或多種混合物。此外，也可以使用其它各種新型的凝聚劑。實驗表明，在上述處理過程中兩次使用凝聚劑時，以第一次使用無機型凝聚劑，第二次使用高分子型凝劑的方式為好。用凝聚劑處理前，對于量多且又易于分離的固形物如認為必要也可先行預處理分離除去，當然會使凈化效果更好。
對在容器型水池或水槽中用凝聚劑處理靜止或近于靜止污水的傳統凝聚處理方法仔細觀察分析后可以發現，每處理的一池或一槽污水都有較大的體積，盡管投入凝聚劑后均有攪拌過程使之混合均勻，但是均勻程度，尤其從微觀角度觀察的均勻程度畢竟是有限的。凝集劑與如此大體積的水混合并進行凝聚反應本身就需要長時間，凝聚劑混合均勻程度的局限性還會造成已發生凝聚反應的物質又在不斷與凝集劑重復結合，從而使有效的凝聚劑量減少，凝聚過程延緩，效率降低，并造成凝聚劑的浪費。
根據上述分析，本發明從根本上改變了傳統的處理方式，對污水于輸送管道的動態運行過程中連續加入凝聚劑進行處理。其結果，一方面與凝聚劑接觸混合時的污水體積很小，且在運動狀態下容易充分混合均勻。如果此時采用本發明人已在CN91230323.9中介紹的具有高速混合功能的輸送裝置，在推動污水運行的同時，又可以使凝聚劑與污水高速充分混合均，其混合速度和均勻程度均遠高于在容器型水池或水槽中的攪拌混合。另一方面，隨著污水的持續運行，已混合了凝聚劑的污水不斷前移，而后連續加入的凝聚劑進入輸送管道后所接觸的污水則始終是從未混入過凝聚劑的“新鮮”污水，可有效地避免已發生凝聚反應的物質重復消耗凝聚劑的現象，在提高處理效率的同時又有效地節約了凝集劑的用量。加入第一次凝聚劑后，再加入不同類型的第二次凝聚劑處理，可以使凝聚反應更加充分和完全。此后被處理污水進入固液分離裝置，特別當使用本發明人曾在CN91230322.0中所介紹的高效固液沉降分離濃縮裝置后，已充分完成凝聚反應的被處理污水即可很快實現固液分離。本發明這一方法可適用多種污水處理，且無需更多的特殊條件要求。試驗表明，這一方法可將通常數小時至數十小時的凝聚反應處理過程縮短為5～30分鐘，并且對pH5～13的各種污水都可直接作凈化處理，對酸度偏高的被處理水質，可先將酸堿度調整到上述范圍內后再按上法處理。
以下用實例對本發明方法作進一步的說明，但本發明方法的范圍并不意味僅限于下述的實例。
圖1 本發明方法的一種流程圖。
按照圖1所示的流程，待處理污水由儲水池3經水泵4送入輸送管道1運行。此處的水泵4可采用CN91230323.9的高速混合輸送泵。第一次加入的凝聚劑A配制后用泵2可自水泵4的前端，或后端，或前后端同時連續送入輸送管道1，與運行中的污水充分混合。水泵4使用上述專利輸送泵時，此凝聚劑可由該泵的第二物料進口送入。加入第一次凝聚劑后的污水沿輸送管道1運行至后期階段時，經配制器5配制好的第二次凝聚劑B經泵6也連續送入輸送管道，與運行中的污水經混合器7充分混合反應后，送入固液分離沉降器8，此時也可采用CN91230322.0的沉降濃縮裝置。分離后的凈化水可引入儲水緩沖池9供重復使用。必要時，也可再經過濾器11過濾后使用。分離出的固形沉淀物可送入干燥機12，壓榨、干燥得固形干渣排出，此過程分離出的水液可返回循環再處理。整個流程系統中的流量、流速，加藥量等均由DCS計算機控制完成。
例1采用上述圖示流程處理造紙廢水。處理前廢水及處理后凈化水的有關檢測指標見表1。按每小時1立方米的規模進行處理。第一次凝聚劑A使用聚合氯化鋁，或聚合硫酸鐵，或其混合物，按0.5～1.5公斤/噸廢水的比例連續加入。運行5分鐘后，加入第二次凝聚劑B，為聚丙烯酰按或其衍生物或苛化淀粉，按0.5～5克/噸廢水的比例連續加入。運行5分鐘后進入沉降器及其后續處理。
例2按二級沉淀池傳統方式處理造紙廢水，作對照試驗。試驗前廢水與處理后凈化水的有關檢測指標同見表1。處理規模與例1相當。前后二次使用的凝聚劑分別與上例相同，第一次凝聚劑按1.5～2.5公斤/噸廢水比例加入，第二次凝聚劑按5～10克/噸廢水比例加入。二級沉淀池的總凝聚反應時間為2～3小時。
例3按上述圖示流程處理城市生活廢水。處理前廢水及處理后凈化水的有關檢測指標見表2。處理規模與例1同。第一次使用的凝聚劑A仍為聚合氯化鋁或聚含硫酸鐵，或其混合物，用量為0.1～0.7公斤/噸廢水。5分鐘后加入第二次凝聚劑B，同樣也為聚丙烯酰胺或其衍生物，或苛化淀粉，用量為0.2～2克/噸廢水。5分鐘后送入沉降器。
例4按二級沉淀池傳統方式處理城市生活廢水，作對照試驗。處理前廢水及處理后凈化水的有關檢測指標同見表2。處理規模與例3相當。前后兩次加入的凝聚劑分別與例3相同。第一次凝聚劑按1.0～2.0公斤/噸廢水的用量加入，第二次凝聚劑按2～10克/噸廢水的用量加入。兩次沉淀池的總凝聚反應時間為2～3小時。
權利要求
1.一種加入凝聚劑沉淀分離的污水處理方法，其特征在于在水泵推動下使污水進入輸送管道運行，至少分兩次，在運行的初期階段，將第一次凝聚劑連續加入向前運行的污水中，使之在運行過程中充分混合，在運行的后期階段，將第二次凝聚劑又連續加入向前運行的污水中，同樣使之在運行過程中充分混合，然后將此污水送入固液分離沉降裝置，使固液分離，分離后的凈化水可供循環使用。
2.如權利要求1所述的污水處理方法，其特征在于所說的第一次凝聚劑為一種或多種無機型凝聚劑，第二次凝聚劑為一種或多種高分子型凝聚劑。
3.如權利要求1或2所述的污水處理方法，其特征在于所說的第一次凝聚劑連續加入運行中的污水的位置為水泵的進口處，且采用具有高速混合功能的輸送水泵。
4.如權利要求1或2所述的污水處理方法，其特征在于所說的第二次凝聚劑加入后經混合器使其充分混合。
5.如權利要求1或2所述的污水處理方法，其特征在于所說的由固液分離沉降裝置分離出的凈化水可再過濾后供循環使用。
6.如權利要求1或2所述的污水處理方法，其特征在于由所說的固液分離沉降裝置分離的沉降物經脫水與固形物分離的水液可返回循環再處理。
7.如權利要求1或2所述的污水處理方法，其特征在于所說的固液分離沉降裝置采用高效固液沉降分離濃縮裝置。
全文摘要
本發明為根據物理化學原理以加入凝聚劑處理污水的方法，特點是使污水在水泵推動下進入輸送管道運行，至少分別在運行的初期階段和后期階段分兩次分別將凝聚劑連續加入動態運行中的污水，使之充分混合，完成凝聚反應，然后進入固液分離沉降裝置，固液分離后的凈化水可供循環使用。本方法不僅占地面積小，且處理效率極大提高，并可節約凝聚劑用量。
文檔編號B01D21/00GK1104183SQ94111868
公開日1995年6月28日 申請日期1994年8月13日 優先權日1994年8月13日
發明者李開春 申請人:李開春