專利名稱：一種改性助沉劑強(qiáng)化絮凝/混凝處理污水方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種去除水中雜質(zhì)的處理方法，特別是通過添加改性助沉劑利用絮凝 /混凝沉淀作用去除水中懸浮物和膠體等雜質(zhì)的處理方法，屬于給排水技術(shù)和環(huán)境保護(hù)技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
絮凝/混凝作用是通過添加化學(xué)藥劑而改變膠體顆粒的表面特性，使分散的膠體 顆粒聚集形成大顆粒物而沉淀(或上浮)，其作用機(jī)理主要有電性中和/吸附、吸附架橋、 卷掃絮凝等。在當(dāng)今水處理絮凝/混凝過程中，根據(jù)需要加入適當(dāng)?shù)闹羷梢愿纳?絮凝/混凝效果、減少沉淀時(shí)間。根據(jù)物質(zhì)沉淀理論，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的二次方成正比，所以增加顆粒 直徑是提高沉降速度的有效途徑。同時(shí)，加入適量的顆粒助沉劑可成為絮凝/混凝過程的 晶核，能使細(xì)小的絮體或沉淀顆粒凝聚增大，達(dá)到加快沉降速度和改善絮凝/混凝效果的 目的，并能使沉淀物含水量減少，使出水各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)一步得到提高，是一個(gè)投資相對(duì)較 少、收益相對(duì)較高的方法。顆粒助沉劑的助沉基本原理是通過物理和化學(xué)吸附，破壞懸浮物 的平衡，把懸浮物吸附在助沉劑顆粒周圍，形成以助沉劑顆粒為中心的大顆?；鶊F(tuán)。這種基 團(tuán)顆粒相對(duì)較大，密度較高，容易快速沉淀。石英砂是廢水處理中常用的助沉劑，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，來源充足，適用范圍廣， 密度大，因而在水處理中得到廣泛應(yīng)用。水處理中通常使用石英砂作為助沉劑的添加方法 是在含有懸浮顆粒等雜質(zhì)的待處理水中直接投加，攪拌過程中加入化學(xué)絮凝/混凝劑進(jìn) 行絮凝/混凝，絮凝/混凝后靜止沉淀、固液分離。通過對(duì)這種處理方法后產(chǎn)生的沉淀物在 顯微鏡下觀察可以發(fā)現(xiàn)，沉淀物中大部分石英砂助沉劑顆粒表面上懸浮物吸附率不高或者 沒有產(chǎn)生吸附，產(chǎn)生吸附的石英砂表面吸附到的懸浮物也只有顆粒表面很薄的一層，這是 由于石英砂顆粒的晶體結(jié)構(gòu)決定了石英砂顆粒的比表面積較小，孔隙不多，吸附能力不強(qiáng)。 這種現(xiàn)象造成生產(chǎn)成本的浪費(fèi)和生產(chǎn)工藝復(fù)雜化及工藝處理時(shí)間增長(zhǎng)。因此工業(yè)應(yīng)用上，急需開發(fā)一種廉價(jià)易得且具有較大吸附面積和強(qiáng)吸附能力助沉 劑，加快助沉速度，減少助沉劑用量，增強(qiáng)水處理效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高分子絮凝/混凝劑包裹石英砂強(qiáng)化助沉處理方法，其 特點(diǎn)是費(fèi)用低，處理效率高，可縮短處理時(shí)間及減少助沉劑用量。尤其適合水中含有密度過 小、沉降速度過慢的懸浮物和膠體雜質(zhì)的處理。針對(duì)石英砂助沉劑吸附效率低、顆粒表面吸附能力差的問題，本發(fā)明提出一種新 的污水處理技術(shù)方案將粒度為50目 300目的助沉劑在濃度為0. 5%的有機(jī)高分子絮凝/混凝 劑溶液中浸泡0. 5分鐘 48小時(shí)后得到改性助沉劑，所述的助沉劑浸泡過程中助沉劑和有機(jī)高分子絮凝劑溶液的質(zhì)量體積比為0. 5 5kg/10L，所述助沉劑為石英砂顆粒物、沸石、 磁鐵礦、河沙或其他選礦尾礦顆粒，所述的有機(jī)高分子絮凝劑主要為聚丙烯酰胺類高分子 絮凝劑。將粒度為50目 300目的助沉劑在濃度為0. 5%的有機(jī)高分子絮凝/混凝 劑溶液中浸泡0. 5分鐘 48小時(shí)后得改性助沉劑，然后將改性助沉劑選擇投加時(shí)間投入待 處理水中，慢速攪拌0. 5 30分鐘，轉(zhuǎn)速控制在20 lOOr/min，使預(yù)處理過的助沉劑與污 水中的懸浮物充分接觸絮凝/混凝，最后停止攪拌，靜止沉淀0. 5 60分鐘，固液分離。所述的助沉劑浸泡過程中助沉劑和有機(jī)高分子絮凝劑溶液的質(zhì)量體積比為 0.5 5kg/10L，且根據(jù)待處理水性質(zhì)不同，投入改性助沉劑的量與污水的質(zhì)量比例為 0. lkg 50kg/t 水。所述改型助沉劑在水或廢水處理時(shí)可單獨(dú)使用或與絮凝/混凝劑配合使用，配合 使用選擇投加時(shí)間是根據(jù)污水性質(zhì)不同，可以分別選擇在絮凝/混凝的前期、中間過程中 和后期進(jìn)行投加。助沉劑為石英砂顆粒物、沸石、磁鐵礦、河沙或其他選礦尾礦顆粒。改型助沉劑制備時(shí)所采用的有機(jī)高分子絮凝劑，主要為聚丙烯酰胺類高分子絮凝 劑。改性助沉劑的投加可以是一次性加入，也可以是分次分批加入的。本發(fā)明所述的浸泡過程中石英砂助沉劑和有機(jī)高分子絮凝/混凝劑溶液的質(zhì)量 體積比為0. 5 5Kg/10L。根據(jù)待處理水性質(zhì)不同，投入制得新型助沉劑與污水的質(zhì)量比例 為 0. lkg 50kg/1 水。本發(fā)明所述的選擇投加時(shí)間是根據(jù)污水性質(zhì)不同，新型助沉劑投加可以分別選擇 在絮凝/混凝的前期、中間過程中和后期進(jìn)行。為了保證絮凝/混凝反應(yīng)完全，本新型助沉劑可單獨(dú)使用或與絮凝/混凝劑配合 使用，捕捉污水中懸浮物顆粒或絮體，使之附著在以新型助沉劑為核心的顆粒上，形成更大 的絮團(tuán)，達(dá)到提高水處理絮凝/混凝效果的目的。通過調(diào)整石英砂與絮凝/混凝劑溶液的比例、有機(jī)高分子絮凝/混凝劑溶液的濃 度以及浸泡時(shí)間，使兩者以合適的形態(tài)結(jié)合成為新型助沉劑。該新型助沉劑具有石英砂顆 粒核心，其密度與直徑遠(yuǎn)大于污水中的懸浮物質(zhì)，可以加速水中懸浮污染顆粒和絮體的沉 降。同時(shí)由于石英砂顆粒表面吸附了適量有機(jī)高分子絮凝劑長(zhǎng)鏈，顆粒比表面積變大，有機(jī) 高分子絮凝劑支鏈上的眾多基團(tuán)更有利于捕捉污水中的懸浮物。因此，該新型助沉劑的吸 附和捕捉能力得到大幅度提高。本發(fā)明所述的新型助沉劑除采用石英砂顆粒物外，也可采用其他礦物顆粒作為助 沉劑，如沸石、磁鐵礦、河沙等。本發(fā)明所述的新型助沉劑制備時(shí)所采用的有機(jī)高分子絮凝劑，主要為聚丙烯酰胺 類高分子絮凝劑。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明所述改性助沉劑的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使其吸附面積更大，吸附和捕捉水中懸浮物質(zhì) 的能力更強(qiáng)。本發(fā)明所述改性助沉劑利用有機(jī)高分子絮凝/混凝劑支鏈基團(tuán)進(jìn)行吸附，相對(duì)其他助沉劑表面吸附原理，對(duì)水中懸浮物質(zhì)吸附更加牢固。本發(fā)明處理方法可使水中懸浮物質(zhì)形成的絮團(tuán)直徑大，密度高，沉降速度快。本發(fā)明處理方法可使水中懸浮物質(zhì)形成的絮團(tuán)結(jié)構(gòu)緊密，含水率低，處理效果好。本發(fā)明處理方法適用范圍廣，既可用于給水處理，也可用于污、廢水處理，并且可 以減少水處理過程中絮凝/混凝劑用量。通過實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明能夠使沉淀物的含固率增加30% 60%，沉降時(shí)間減少 40% 65%，從而達(dá)到加快反應(yīng)速度和減少絮凝/混凝劑用量的目的。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施事例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例1 對(duì)某含細(xì)小懸浮物的工業(yè)廢水A進(jìn)行絮凝/混凝處理。對(duì)石英砂助沉劑進(jìn)行預(yù)處理。將粒度為300目 200目的石英砂助沉劑在濃度為 的有機(jī)高分子絮凝劑的溶液中浸泡15分鐘，石英砂與有機(jī)高分子絮凝劑溶液的質(zhì)量體
積比為3kg/10L。將本新型助沉劑與絮凝/混凝劑投入污水中，投加石英砂量與污水的比例為 10kg/t水。慢速攪拌3分鐘，轉(zhuǎn)速控制在30r/min。與絮凝/混凝劑結(jié)合使用本助沉劑，在污水絮凝/混凝時(shí)前期加入本助沉劑，沉淀 池中污水水力停留時(shí)間為30分鐘，懸浮物去除率98. 7%。實(shí)施例2 對(duì)某含細(xì)小懸浮物的選礦廢水B進(jìn)行絮凝/混凝處理。對(duì)石英砂助沉劑進(jìn)行預(yù)處理。將粒度為200目 100目的石英砂助沉劑在濃度為 0. 的有機(jī)高分子絮凝劑溶液中浸泡3分鐘，石英砂與有機(jī)高分子絮凝劑溶液的質(zhì)量體 積比為5kg/10L。將新型助沉劑投入選礦廢水中，投加石英砂量與廢選礦水的比例為10kg/t水。慢 速攪拌10分鐘，轉(zhuǎn)速控制在80r/min。與絮凝/混凝劑結(jié)合使用本助沉劑，在絮凝/混凝后期加入本助沉劑。沉淀池中 選礦廢水水力停留時(shí)間為50分鐘，懸浮物去除率97. 1%實(shí)施例3 對(duì)某含細(xì)小懸浮物的生活污水C進(jìn)行絮凝/混凝處理。對(duì)石英砂助沉 劑進(jìn)行預(yù)處理。將粒度為300目 200目的石英砂助沉劑在濃度為0.5%的有機(jī)高分子絮 凝劑溶液中浸泡30分鐘，石英砂與有機(jī)高分子絮凝劑溶液的質(zhì)量體積比為3kg/10L。將新型助沉劑與絮凝劑投入生活污水中，投加石英砂量與污水的比例為2kg/t 水。慢速攪拌2. 5分鐘，轉(zhuǎn)速控制在50r/min。與絮凝結(jié)合使用本助沉劑，在絮凝中間過程中加入本助沉劑，沉淀池中污水水力 停留時(shí)間為30分鐘，懸浮物去除率99. 2%實(shí)施例4 對(duì)某高濃度難處理含細(xì)小懸浮物的選礦廢水D進(jìn)行絮凝/混凝處理。對(duì)石英砂助沉劑進(jìn)行預(yù)處理。將粒度為100目的石英砂助沉劑在濃度為0. 3%的 有機(jī)高分子絮凝劑溶液中浸泡24小時(shí)，石英砂與有機(jī)高分子絮凝劑溶液的質(zhì)量體積比為 2kg/10L。將新型助沉劑與絮凝劑投入選礦廢水中，投助沉劑與選礦廢水的比例為20kg/t。 慢速攪拌2分鐘，轉(zhuǎn)速控制在60r/min。
與絮凝/混凝劑結(jié)合使用本助沉劑，在選礦廢水絮凝/混凝中間過程中分三次加 入本助沉劑，沉淀池中污水水力停留時(shí)間為20分鐘，懸浮物去除率98. 8%。
權(quán)利要求
一種改性助沉劑強(qiáng)化絮凝/混凝處理污水方法，其特征是將粒度為50目～300目的助沉劑在濃度為0.1％～5％的有機(jī)高分子絮凝/混凝劑溶液中浸泡0.5分鐘～48小時(shí)后得到改性助沉劑，所述的助沉劑浸泡過程中助沉劑和有機(jī)高分子絮凝劑溶液的質(zhì)量體積比為0.5～5kg/10L，所述助沉劑為石英砂顆粒物、沸石、磁鐵礦、河沙或其他選礦尾礦顆粒，所述的有機(jī)高分子絮凝劑主要為聚丙烯酰胺類高分子絮凝劑。
2.一種改性助沉劑強(qiáng)化絮凝/混凝處理污水的方法，其特征是將粒度為50目 300 目的助沉劑在濃度為0. 1 % 5 %的有機(jī)高分子絮凝/混凝劑溶液中浸泡0. 5分鐘 48小 時(shí)后得改性助沉劑，然后將改性助沉劑選擇投加時(shí)間投入待處理水中，慢速攪拌0. 5 30 分鐘，轉(zhuǎn)速控制在20 lOOr/min，使預(yù)處理過的助沉劑與污水中的懸浮物充分接觸絮凝/ 混凝，最后停止攪拌，靜止沉淀0. 5 60分鐘，固液分離。
3.按權(quán)利要求2所述的改性助沉劑強(qiáng)化絮凝/混凝處理污水的方法，其特征是所述 的助沉劑浸泡過程中助沉劑和有機(jī)高分子絮凝劑溶液的質(zhì)量體積比為0. 5 5kg/10L，且 根據(jù)待處理水性質(zhì)不同，投入改性助沉劑的量與污水的質(zhì)量比例為0. lkg 50kg/t水。
4.按權(quán)利要求2所述的改性助沉劑強(qiáng)化絮凝/混凝處理污水的方法，其特征是所述 改型助沉劑在水或廢水處理時(shí)可單獨(dú)使用或與絮凝/混凝劑配合使用，配合使用選擇投加 時(shí)間是根據(jù)污水性質(zhì)不同，可以分別選擇在絮凝/混凝的前期、中間過程中和后期進(jìn)行投 加。
5.按權(quán)利要求2所述的的改性助沉劑強(qiáng)化絮凝/混凝處理污水的方法，其特征是助 沉劑為石英砂顆粒物、沸石、磁鐵礦、河沙或其他選礦尾礦顆粒。
6.按權(quán)利要求2所述的有機(jī)高分子絮凝劑，其特征是改型助沉劑制備時(shí)所采用的有 機(jī)高分子絮凝劑，主要為聚丙烯酰胺類高分子絮凝劑。
7.按權(quán)利要求2所述的改性助沉劑投入待處理水中投加方法，其特征是改性助沉劑 的投加可以是一次性加入，也可以是分次分批加入的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過添加改性助沉劑利用絮凝/混凝沉淀作用去除水中懸浮物和膠體等雜質(zhì)的處理方法，屬于給排水技術(shù)和環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。將粒度為50目到300目之間的石英砂顆粒助沉劑在濃度為0.1％～5％的有機(jī)高分子絮凝/混凝劑溶液中浸泡0.5分鐘～48小時(shí)，經(jīng)過浸泡的石英砂表面包裹吸附一層有機(jī)高分子絮凝/混凝劑的分子長(zhǎng)鏈；將處理后的顆粒助沉劑選擇投加時(shí)間投入待處理水中，慢速攪拌0.5～30分鐘，轉(zhuǎn)速控制在20～100r/min，使預(yù)處理過的顆粒助沉劑與污水中的懸浮物充分接觸；停止攪拌，靜止沉淀1～60分鐘進(jìn)行固液分離，就可高效聚沉去除污水中的懸浮物。本發(fā)明助沉劑捕捉能力強(qiáng)，絮團(tuán)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，含水率低，絮團(tuán)沉降迅速快，處理效果好，可明顯降低絮凝/混凝劑用量或提高絮凝/混凝效果。
文檔編號(hào)C02F1/56GK101948158SQ20101027845
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者安正陽, 徐曉軍, 李新征, 白榮林, 羅發(fā)生, 陳映雪 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)