專利名稱：一種用于處理生活污水的復(fù)合混凝劑、處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是污水處理，具體是一種用于處理生活污水的復(fù)合混凝劑、處理方法及處理裝置。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)水資源污染嚴(yán)重，據(jù)統(tǒng)計(jì)2005年全國(guó)七大江河水系741個(gè)監(jiān)測(cè)斷面中，41％的監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)劣于五類標(biāo)準(zhǔn)，致使江河湖泊普遍遭受污染，全國(guó)75％的湖泊出現(xiàn)不同程度的富營(yíng)養(yǎng)化，其主要原因是污染物排放量超過環(huán)境容量，排放水中COD，氨氮等指標(biāo)超標(biāo)。我國(guó)目前城市生活污水處理大都集中于某處建污水廠，這就需要對(duì)各區(qū)域的污水進(jìn)行截流，并多級(jí)送到污水處理廠，耗用大量管材和電能，以及施工開挖等多項(xiàng)費(fèi)用。污水的處理方法多采用生化處理法，即“A/O”法，這種處理方法工藝流程冗長(zhǎng)。如先設(shè)格柵間，格柵間建水池，在池中加裝粗細(xì)格柵；出水進(jìn)入較大的沉砂池，去掉污水中的細(xì)砂等物質(zhì)，若分系列則沉砂池出水進(jìn)入配水池，把污水按要求分流到各系列的初次沉淀調(diào)節(jié)池，出水進(jìn)入活性污泥池的生物氧化池，采用耗電大的離心鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)曝氣；生化池出水再進(jìn)入二沉池，對(duì)生物絮凝物進(jìn)行沉淀分離后，出水進(jìn)入砂濾池，出水用氯消毒后進(jìn)入儲(chǔ)水池，后再由泵房中的外輸泵外排。同時(shí)處理過程中產(chǎn)生的污泥還要進(jìn)行處理，如排入消化池進(jìn)行消化濃縮后送入污泥處理間，進(jìn)行污泥調(diào)制脫水?？梢娺@種處理方法流程長(zhǎng)，成本高，占地面積大，主要污染物處理效果不理想，尤其是污水中富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)很難脫掉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種生活污水處理用的復(fù)合混凝劑；本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用該復(fù)合混凝劑的生活污水處理方法；本發(fā)明還有一個(gè)發(fā)明目的是提供一套用于該復(fù)合混凝劑及生活污水處理方法的裝置；解決目前生活污水處理流程長(zhǎng)，處理效果不理想，操作管理復(fù)雜的問題。
本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)復(fù)合混凝劑為聚硫氯化鋁與聚丙烯酰胺的混合液，其重量配比為100∶1-8，聚硫氯化鋁與聚丙烯酰胺復(fù)合使用可使污水的有機(jī)物中含有的酚羥基與某些金屬離子更好的發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，水解產(chǎn)生的礬花顆粒細(xì)小表面積大，更有效地吸附水中的有機(jī)物；再通過電荷中和，使有機(jī)酸膠體發(fā)生聚沉，再經(jīng)吸濾池吸附過濾，使污水的COD及氨氮的排放指標(biāo)符合國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
使用復(fù)合混凝劑的污水處理方法為a、絮凝，將由聚硫氯化鋁與聚丙烯酰胺構(gòu)成的復(fù)合混凝劑連續(xù)投入混合反應(yīng)池中，投料比50-100mg/L，讓復(fù)合混凝劑在池中與污水充分接觸，使污水中的有機(jī)物與復(fù)合混凝劑充分絡(luò)合、吸附、中和，形成繁多且大的絮凝體；此時(shí)混凝劑的作用是破壞膠體穩(wěn)定，進(jìn)行電中和絮凝架橋；b、沉降，加入復(fù)合混凝劑的污水?dāng)嚢?0-40min后進(jìn)入沉降池，在沉降池沉降30-60min；c、吸附過濾，將沉降池中的上清液采用五個(gè)吸濾池連續(xù)吸附過濾。五個(gè)吸濾池中第一吸濾池為沙濾料、第二吸濾池的濾料為灰渣，第三吸濾池的濾料為廢鐵屑和焦炭，廢鐵屑與焦炭的比例滿足電位差為1.2V。第四吸濾池的濾料為廢礦渣，第五吸濾池的濾料為焦炭，出水進(jìn)蓄水池。
各吸濾池的濾速為3-4m/h。吸濾池的濾料中沙料為石英砂，灰渣為電廠的灰渣。廢鐵屑是指鋼鐵修理加工中產(chǎn)生的廢鐵屑。焦炭可為煤焦炭。廢礦渣為煉鐵廠產(chǎn)生的廢礦渣。
上述方案的處理裝置包括混合反應(yīng)池、沉降池、五個(gè)吸濾池，混合反應(yīng)池連接提升泵入口，提升泵出口連接沉降池，沉降池與第一吸濾池連接，第二、第三、第四、第五吸濾池依次通過管線及閥門連接。吸濾池五個(gè)為一組，可單組使用，也可幾組串聯(lián)或并聯(lián)使用。
有益效果1、本發(fā)明中將聚硫氯化鋁和聚丙烯酰胺制成復(fù)合混凝劑使污水中的有機(jī)物中含有的酚羥基與某些金屬離子之間發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，金屬離子(AL3+)取代酚羥基上的某個(gè)氫，生成有機(jī)酸鋁絡(luò)合沉降物；污水中的有機(jī)物可以通過離子或分子間作用力和水中膠體發(fā)生吸附作用，通過吸附架橋使微粒脫穩(wěn)產(chǎn)生絮凝物，更主要的是混凝劑水解產(chǎn)生的礬花顆粒細(xì)小表面積大，能更有效地吸附水中的有機(jī)物；復(fù)合混凝劑的電荷中和作用大大增強(qiáng)，因?yàn)橛袡C(jī)物多帶負(fù)電荷，能與帶正電荷的Fe(OH)3或AL(OH)3膠體產(chǎn)生靜電荷吸引作用，通過電荷中和，使有機(jī)酸膠體發(fā)生聚沉，因此將聚硫氯化鋁和聚丙烯酰胺制成復(fù)合混凝劑用于生活污水處理具有較好的絡(luò)合作用、吸附作用、中和作用，絮凝、沉降分離效果好。
2、本發(fā)明中的污水處理裝置建設(shè)實(shí)施費(fèi)用低，占地面積小。以一個(gè)日處理量5萬(wàn)噸/日的污水處理廠“A/O”法為例格柵間長(zhǎng)×寬×高＝6×5×7(m)，沉砂池7×6×4(m)，配水池直徑3m，初沉調(diào)節(jié)池直徑38m，高4.5m，過濾池200m2，還需要蓄水池、泵房、鼓風(fēng)機(jī)房、高壓開關(guān)及其它輔助設(shè)施等。而本發(fā)明中的混合反應(yīng)池為20×12×3(m)，沉降池為28×16×4.2(m)，五個(gè)吸濾池占地面積是370m2，為常規(guī)處理方法1/5-1/10左右。
3、本發(fā)明中工藝流程短，對(duì)污水處理效果好，污水處理后COD的去除率達(dá)85％以上，氨氮的去除率達(dá)94％以上。
四

圖1是本發(fā)明中裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
1混合反應(yīng)池、2提升泵、3沉降池、4第一吸濾池、5第二吸濾池、6第三吸濾池、7第四吸濾池、 8第五吸濾池、9處理水出口、10反沖洗排水管五具體實(shí)施例方式處理裝置如圖1所示，上述方案的處理裝置主要包括混合反應(yīng)池1、沉降池3、吸濾池4、5、6、7、8，吸濾池為一組?；旌戏磻?yīng)池1為20×12×3(m)，混合反應(yīng)池1的出口連接提升泵2入口，提升泵2出口連接沉降池3的入口，沉降池3的出口與第一吸濾池4的入口連接，第二、第三、第四、第五吸濾池依次通過管線及閥門連接，第五吸濾池8的出口為處理水的出口，出水自處理水出口9進(jìn)蓄水池。五個(gè)吸濾池中第一吸濾池4內(nèi)裝石英砂，第二吸濾池5的濾料為灰渣，第三吸濾池6的濾料為廢鐵屑和煤焦炭，裝填后廢鐵屑與煤焦炭側(cè)得電位差為1.2V。第四吸濾池7的濾料為廢礦渣，第五吸濾池8的濾料為煤焦炭。其中灰渣為電廠的灰渣，使用前用0.05M的硫酸水溶液(濃度)浸泡2-4h，晾干后裝入吸濾池。每個(gè)吸濾池深為5m，濾料填裝高度為3m。廢鐵屑為鋼鐵修理加工中產(chǎn)生的廢鐵屑。煤焦炭使用前用自來(lái)水浸泡，反復(fù)沖洗10-20次，晾干后裝入吸濾池。廢礦渣為煉鐵廠產(chǎn)生的廢礦渣，使用前用0.1M的硫酸水溶液浸泡4h后曬干再浸泡4h后，曬干后裝入吸濾池。吸附過濾裝置有反沖洗管線10，濾料失活可通過反沖洗管線10進(jìn)行反沖洗，每個(gè)吸濾池的出水口9設(shè)有取樣口。
實(shí)施例1原污水取自大慶市乙烯興化村居民區(qū)的生活污水排放口，污水處理試驗(yàn)實(shí)際投入復(fù)合混凝劑的量為100mg/L，污水的CODmg/L＝437mg/L，氨氮為28.5mg/L。
復(fù)合混凝劑為聚硫氯化鋁與聚丙烯酰胺的混合液，其重量配比為100∶5。
復(fù)合混凝劑的制取在密閉容器中加入4kg聚氯化鋁〔Al2(OH)nCl6-n〕m(m≤10，n≤3-5)和3kg 95％硫酸(H2SO4)，聚氯化鋁中和硫酸的重量比為4∶3，硫酸作為促進(jìn)劑與聚氯化鋁重新聚集生成聚硫氯化鋁〔Al2(OH)2nCl10-2NSO4〕m(m≤5，n＝2-6)。在100kg聚硫氯化鋁的混合液中加5kg的聚丙烯酰胺，攪拌混合2h，在溫度為60℃條件下邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊加熱4h，制得復(fù)合混凝劑。
裝置中的吸濾池的焦炭濾料為煤焦炭。
生活污水的具體處理方法如下a、絮凝，在裝有生活污水的混合反應(yīng)池中連續(xù)投入按比例配制好的復(fù)合混凝劑，通過攪拌讓復(fù)合混凝劑在池中與污水中充分接觸。污水中的有機(jī)物中含有的酚羥基與某些金屬離子之間可以發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，以AL3+為例，AL3+取代酚羥基上和某個(gè)氫，生成有機(jī)酸鋁絡(luò)合沉降物。此時(shí)混凝劑的作用是破壞膠體穩(wěn)定，進(jìn)行電中和絮凝架橋，形成繁多且大的絮凝體。污水中的有機(jī)物還可以通過離子或分子間作用力和水中膠體發(fā)生吸附作用，其中以陽(yáng)離子型高分子絮凝劑尤佳。通過這種吸附架橋使微粒脫穩(wěn)產(chǎn)生絮凝物，更主要的是混凝劑水解產(chǎn)生的礬花顆粒細(xì)小表面積大，能更有效地吸附水中的有機(jī)物。另外，由于污水中的有機(jī)物多帶負(fù)電荷，能與帶正電荷的Fe(OH)3或AL(OH)3膠體產(chǎn)生靜電荷吸引作用，通過電荷中和，使有機(jī)酸膠體發(fā)生聚沉。
b、沉降，加入復(fù)合混凝劑的污水?dāng)嚢?0min后進(jìn)入沉降池，在沉降池沉降50min，其目的是將復(fù)合混凝劑與污水中的有機(jī)物形成的絮凝物在沉降池充分沉淀。
c、吸附過濾，將沉降池中的上清液以3m/h的濾速連續(xù)依次進(jìn)入五個(gè)吸濾池，進(jìn)行吸附過濾。第一吸濾池內(nèi)裝的沙濾料可先濾除絮狀物，第二吸濾池采用的濾料是灰渣，灰渣用0.05M硫酸水溶液浸泡2h，灰渣中玻璃相含量占90％，比表面積為2500m2/g，比活性炭大2-4倍，有較好的吸附性能，其中還含有SIO2、AL2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、SO3、TiO2等，因此還具有分子篩的吸附作用。第三吸濾池采用的濾料是廢鐵屑和煤焦炭，裝入后側(cè)得電位差為1.2V，這樣廢鐵屑和焦炭二者組合成1.2V的原電池，當(dāng)兩種不同的金屬直接接觸在一起，并浸沒在有傳導(dǎo)性的膠體溶液中，形成一個(gè)小的原電池，通過選用活性金屬組成原電池的方法，可以在它的作用空間產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，使膠體粒子迅速完成了電泳沉積的過程，使廢水總污染物通過時(shí)，產(chǎn)生凝聚沉淀氧化還原等內(nèi)部電解作用而去除。第四吸濾池采用廢礦渣，經(jīng)過處理后的廢礦渣比表面積增大，同時(shí)使其內(nèi)部機(jī)構(gòu)呈現(xiàn)極性，從而使其不僅具有物理吸附作用，同時(shí)還具有化學(xué)吸附或離子交換的作用。第五吸濾池中的濾料焦炭用0.08M硫酸水溶液浸泡后，吸附孔增加，也具有較好的吸附過濾作用。生活污水及處理后的污水試驗(yàn)檢測(cè)分析數(shù)據(jù)見表1。
表1生活污水及處理后的污水試驗(yàn)檢測(cè)分析數(shù)據(jù)

說(shuō)明表中混合反應(yīng)池污水是指混合反應(yīng)池的入水檢測(cè)數(shù)據(jù)；第一吸濾池是指第一吸濾池的出水檢測(cè)數(shù)據(jù)；第二吸濾池是指第二吸濾池的出水檢測(cè)數(shù)據(jù)；第三吸濾池是指第三吸濾池的出水檢測(cè)數(shù)據(jù)；第三吸濾池是指第四吸濾池的出水檢測(cè)數(shù)據(jù)；第五吸濾池是指第五吸濾池的出水檢測(cè)數(shù)據(jù)。《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GBK8918-2002)中的規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)為CODcr50mg/L，總氮15mg/L，氨氮5(8)mg/L。
由表1可見，第五吸濾器出水COD＝41mg/L，去除率為90.6％；氨氮為1.51mg/L，氨氮的去除率為94.7％，處理結(jié)果優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GBK8918-2002)中的規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例2污水取自大慶市乙烯興化村居民區(qū)的生活污水排放口，污水處理試驗(yàn)實(shí)際投入復(fù)合混凝劑的量為50mg/L，污水COD 354mg/L，氨氮25.9mg/L復(fù)合混凝劑為聚硫氯化鋁與聚丙烯酰胺的混合液，其重量配比為100∶1。
復(fù)合混凝劑的制取方法在密閉容器中加入4kg聚氯化鋁〔Al2(OH)nCl6-n〕m(m≤10，n≤3-5)和1kg 95％硫酸(H2SO4)，聚氯化鋁中和硫酸的重量比為4∶1，硫酸作為促進(jìn)劑與聚氯化鋁重新聚集生成聚硫氯化鋁〔Al2(OH)2nCl10-2NSO4〕m(m≤5，n＝2-6)。在100kg聚硫氯化鋁的混合液中加1kg的聚丙烯酰胺制得復(fù)合混凝劑，其它同實(shí)施例1。
生活污水的具體處理方法如下a、絮凝，在裝有生活污水的混合反應(yīng)池中連續(xù)投入按比例配制好的復(fù)合混凝劑，使污水中的有機(jī)物形成繁多且大的絮凝體，其它同實(shí)施例1。
b、沉降，加入復(fù)合混凝劑的污水?dāng)嚢?0min后進(jìn)入沉降池，在沉降池沉降30min，將形成的絮凝物在沉降池充分沉淀。
c、吸附過濾，將沉降池中的上清液以3，5m/h的濾速連續(xù)依次進(jìn)入五個(gè)吸濾池，進(jìn)行吸附過濾。第一吸濾池采用沙濾料，第二吸濾池采用的濾料是灰渣，灰渣用0.05M硫酸水溶液浸泡4h；第三個(gè)吸濾池采用濾料廢鐵屑和焦炭，焦炭用自來(lái)水反復(fù)沖洗浸泡20次，并用0.08M硫酸水溶液浸泡4h；第四吸濾池采用廢礦渣，廢礦渣用0.1M硫酸水溶液浸泡4h后，曬干后2h再浸泡4h；第五吸濾池采用焦炭，焦炭用自來(lái)水反復(fù)沖洗浸泡10次，并用0.08M硫酸水溶液浸泡2h。處理后的生活污水檢測(cè)COD為35mg/L，COD的去除率去除為90.11％，氨氮為1.49mg/L，氨氮的去除率為94.2％，
實(shí)施例3污水取自大慶市乙烯興化村居民區(qū)的生活污水排放口，污水處理試驗(yàn)實(shí)際投入復(fù)合混凝劑的量為80mg/L，污水的COD 412mg/L，氨氮29.0mg／L。
復(fù)合混凝劑為聚硫氯化鋁與聚丙烯酰胺的混合液，其重量配比為100∶8。
復(fù)合混凝劑的制取方法在密閉容器中加入4kg聚氯化鋁〔Al2(OH)nCl6-n〕m(m≤10，n≤3-5)和2kg 95％硫酸(H2SO4)，聚氯化鋁中和硫酸的重量比為4∶2，硫酸作為促進(jìn)劑與聚氯化鋁重新聚集生成聚硫氯化鋁〔Al2(OH)2nCl10-2NSO4〕m(m≤5，n＝2-6)。在100kg聚硫氯化鋁的混合液中加8kg的聚丙烯酰胺制得復(fù)合混凝劑，其它同實(shí)施例1。
生活污水的具體處理方法如下a、絮凝，在裝有生活污水的混合反應(yīng)池中連續(xù)投入按比例配制好的復(fù)合混凝劑，充分?jǐn)嚢枋刮鬯械挠袡C(jī)物形成繁多且大的絮凝體，其它同實(shí)施例1。
b、沉降，加入復(fù)合混凝劑的污水?dāng)嚢?0min后進(jìn)入沉降池，在沉降池沉降60min，將形成的絮凝物在沉降池充分沉淀。
c、吸附過濾，將沉降池中的上清液以4m/h的濾速連續(xù)依次進(jìn)入五個(gè)吸濾池，進(jìn)行吸附過濾。吸濾池尺寸與濾料的同實(shí)施例1。處理后的生活污水檢測(cè)COD為39mg/L，COD的去除率去除為90.5％；氨氮為1.45mg/L，氨氮的去除率為95％。
權(quán)利要求
1.一種用于處理生活污水的復(fù)合混凝劑，其特征在于該復(fù)合混凝劑為聚硫氯化鋁與聚丙烯酰胺構(gòu)成的混合液，其硫氯化鋁與聚丙烯酰胺的重量比為100∶1-8。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理生活污水的復(fù)合混凝劑，其特征在于所述的聚硫氯化鋁是以95％硫酸(H2SO4)作促進(jìn)劑，在密閉容器中與聚氯化鋁重新聚集生成，聚氯化鋁中和硫酸的重量比為4∶1-3。
3.一種使用權(quán)利要求1所述的復(fù)合混凝劑進(jìn)行生活污水處理方法，其特征在于該方法為a、絮凝，使用聚硫氯化鋁與聚丙烯酰胺構(gòu)成的復(fù)合混凝劑在混合反應(yīng)池對(duì)污水中的有機(jī)物進(jìn)行絡(luò)合、吸附、中和作用，形成絮凝體；b、沉降，加入復(fù)合混凝劑的污水?dāng)嚢?0-40min后進(jìn)入沉降池，在沉降池沉降30-60min；c、吸附過濾，將沉降池中的上清液采用五個(gè)吸濾池連續(xù)吸附過濾，COD去除率達(dá)到85％以上，氨氮的去除率達(dá)到94％以上。
4.用于權(quán)利要求3所述的生活污水處理裝置，其特征在于該裝置包括混合反應(yīng)池(1)、沉降池(3)、五個(gè)吸濾池(4、5、6、7、8)，混合反應(yīng)池連接提升泵(2)入口，提升泵(2)出口連接沉降池(3)，沉降池(3)與第一吸濾池(4)連接，第二(5)、第三(6)、第四(7)、第五吸濾池(8)依次通過管線及閥門連接；所述的五個(gè)吸濾池中第一吸濾池(4)為沙濾料、第二吸濾池(5)的濾料為灰渣，第三吸濾池(6)的濾料為廢鐵屑和焦炭，第四吸濾池(7)的濾料為廢礦渣，第五吸濾池(8)的濾料為焦炭；第三吸濾池(6)的濾料裝入后，其電位差為1.2V。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生活污水處理裝置，其特征在于沉降池(3)中的上清液連續(xù)依次進(jìn)入五個(gè)吸濾池的濾速為3-4m/h進(jìn)行吸附過濾。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生活污水處理裝置，其特征在于所述的灰渣為電廠灰渣，用0.05M硫酸水溶液浸泡2小時(shí)至4小時(shí)后，晾干裝池。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生活污水處理裝置，其特征在于所述的廢礦渣用0.1M硫酸水溶液浸泡4小時(shí)后，曬干后2小時(shí)再浸泡4小時(shí)，晾干裝池。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生活污水處理裝置，其特征在于所述的焦炭為煤焦炭，經(jīng)水洗后，晾干裝池。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生活污水處理裝置，其特征在于所述的吸濾池五個(gè)為一組，單用或幾組串聯(lián)/并聯(lián)使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于處理生活污水的復(fù)合混凝劑、處理方法及裝置，解決目前生活污水處理流程長(zhǎng)，處理效果不理想，操作管理復(fù)雜的問題。復(fù)合混凝劑為聚硫氯化鋁與聚丙烯酰胺構(gòu)成的混合液；裝置包括混合反應(yīng)池、沉降池和五個(gè)分別填裝不同濾料的吸濾池，通過絮凝、沉降、吸附過濾的處理方法，將沉降池中的上清液通過五個(gè)吸濾池連續(xù)吸附過濾。本發(fā)明中將聚硫氯化鋁與聚丙烯酰胺復(fù)合使用，可使污水的有機(jī)物中含有的酚羥基與某些金屬離子更好的發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，形成絮凝物聚沉，處理方法工藝流程短，污水處理裝置實(shí)施費(fèi)用低，占地面積小，污水處理效果好，污水中的COD去除率達(dá)到85％以上，氨氮的去除率達(dá)到94％以上。
文檔編號(hào)C02F1/28GK1970464SQ200610151129
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月9日
發(fā)明者謝永才 申請(qǐng)人:謝永才, 于如龍