一種城市污水綜合處理劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，具體是一種城市污水綜合處理劑及其制備方法和應(yīng) 用。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)境保護(hù)直接影響著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。在我國(guó)過(guò)去幾十年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展 中，由于忽視了發(fā)展中的環(huán)境保護(hù)，導(dǎo)致了現(xiàn)階段環(huán)境污染十分嚴(yán)重的狀況。近幾年雖采取 了大量的控制措施，但環(huán)境進(jìn)一步變劣的趨勢(shì)仍在繼續(xù)。我國(guó)是世界上環(huán)境污染最為嚴(yán)重 的國(guó)家之一，無(wú)論是城市，還是鄉(xiāng)村，我國(guó)的大氣、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程 度的污染。貴陽(yáng)、重慶、北京、蘭州等五個(gè)城市位于世界十大空氣污染最嚴(yán)重的城市之列，全 國(guó)600多個(gè)城市中，大氣質(zhì)量符合國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的不足10個(gè)。全國(guó)范圍內(nèi)酸雨危害的程度 和區(qū)域也日益擴(kuò)大。
[0003] 全國(guó)每年污水排放中，僅10%的生活污水和70%的工業(yè)污水得到處理，且其中約有 一半工業(yè)污水處理設(shè)施的出水達(dá)不到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，其余未處理的污水則直接排入江河湖 泊中，致使我國(guó)的水環(huán)境遭受了嚴(yán)重污染和破壞；城鎮(zhèn)生活污水的排放量正隨著城鎮(zhèn)建設(shè) 與發(fā)展而呈遞增的趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)七大水系和內(nèi)陸河流的110個(gè)重點(diǎn)河段中，屬4類和 5類水體的占39% ;城市地面水污染普遍嚴(yán)重，并呈進(jìn)一步惡化的趨勢(shì)，136條流經(jīng)城市的河 流中，屬4類、5類和超過(guò)5類標(biāo)準(zhǔn)的高達(dá)76. 8% ;約50%的城市地下水受到不同程度的污染； 全國(guó)較大的淡水湖如滇池、太湖和巢湖等富營(yíng)養(yǎng)化程度逐年加?。灰恍┑貐^(qū)的飲用水源受 到嚴(yán)重污染，對(duì)人民健康造成嚴(yán)重危害。城市垃圾和工業(yè)固體廢棄物與日倶增，工業(yè)廢棄物 累計(jì)堆積量已超過(guò)66億噸，占地超過(guò)5萬(wàn)公頃，使200多個(gè)城市陷入垃圾包圍之中。
[0004] 就污水處理投資費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用而言，按噸水造價(jià)1500-2000元以及運(yùn)行費(fèi)用 0. 8-1. 4元/噸進(jìn)行計(jì)算，我國(guó)尚未投建的城市污水處理廠需一次性投資1000億元，加上市 政管網(wǎng)建設(shè)，投資超過(guò)2000億元，年運(yùn)行費(fèi)又要250億元。而我國(guó)城市污水處理廠建設(shè)的 資金，90%來(lái)自于各種貸款，每年200億元用于污水廠建設(shè)，每個(gè)項(xiàng)目平均還貸期10年，幾年 后本息將超過(guò)300億元，運(yùn)行費(fèi)和本息占我國(guó)GDP的1% ;而目前的城市污水處理，只有社會(huì) 效益，并無(wú)經(jīng)濟(jì)效益，因此，這樣龐大的投資和運(yùn)行費(fèi)用，對(duì)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的中國(guó)，無(wú)疑是一個(gè) 沉重的負(fù)擔(dān)。
[0005] 而決定城市污水處理廠投資和運(yùn)行成本的主要因素是污水處理工藝和技術(shù)的選 擇，目前我國(guó)城市污水處理工藝普遍采用的是傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝、SBR等，這些成熟而 有效的處理工藝，在各地被廣泛應(yīng)用。但一段時(shí)期以來(lái)，因能耗大、運(yùn)行費(fèi)用高而阻礙著我 國(guó)城市污水處理廠的建設(shè)，同時(shí)一些建成的污水處理廠也因能耗高的原因，長(zhǎng)期處于停產(chǎn) 和半停產(chǎn)狀態(tài)。在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)，能耗問(wèn)題將成為城市污水處理的瓶頸。能否 解決污水廠的能耗問(wèn)題，合理進(jìn)行能源分配，已成為決定污水處理廠運(yùn)行效益好壞的關(guān)鍵 因素，也是未來(lái)新的污水處理廠可行性分析的決定性因素，開發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的高效、低耗 以及能滿足排放要求，且基建和運(yùn)行費(fèi)用低的污水處理新技術(shù)和新工藝，必將是未來(lái)污水 處理廠設(shè)計(jì)和運(yùn)行的必由之路，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種城市污水綜合處理劑及其制備方法和應(yīng)用，以解決上 述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 一種城市污水綜合處理劑，按照重量份的原料為：城市污水處理廠活性污泥80-120 份、膨潤(rùn)土 40-80份、植物廢棄物40-80份、質(zhì)量濃度為90%以上的濃硫酸3-7份、生石灰 10-20份、工業(yè)硫酸鋁和/或明礬20-30份、硫酸亞鐵15-25份。
[0008] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述城市污水綜合處理劑，按照重量份的原料為：城 市污水處理廠活性污泥90-110份、膨潤(rùn)土 50-70份、植物廢棄物50-70份、質(zhì)量濃度為95% 以上的濃硫酸4-6份、生石灰14-16份、工業(yè)硫酸鋁和/或明礬24-26份、硫酸亞鐵18-22 份。
[0009] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述城市污水綜合處理劑，按照重量份的原料為：城 市污水處理廠活性污泥100份、膨潤(rùn)土 60份、植物廢棄物60份、質(zhì)量濃度為95%以上的濃 硫酸5份、生石灰15份、工業(yè)硫酸鋁和/或明礬25份、硫酸亞鐵20份。
[0010] -種城市污水綜合處理劑的制備方法，具體步驟為： (1) 向城市污水處理廠活性污泥中加水，使其含水率為60%-90% ;將膨潤(rùn)土的顆粒大小 粉碎至30-100目；將植物廢棄物的顆粒大小粉碎至100-300目； (2) 將步驟（1)中得到的膨潤(rùn)土與濃硫酸混合均勻，堆積12-24小時(shí)后得到第一混合產(chǎn) 物； (3) 將第一混合產(chǎn)物與步驟（1)中得到城市污水處理廠活性污泥和植物廢棄物混合均 勻，然后在攪拌的同時(shí)微波加熱，當(dāng)微波加熱到l〇〇°C -300°C后，再保溫1-4小時(shí)，冷卻后得 到第二混合產(chǎn)物；其中微波加熱頻率為1200-3600MHZ ; (4) 將第二混合產(chǎn)物與顆粒大小為30-100目的生石灰混合均勻，在80°C _150°C下烘 干，冷卻后得到含水率< 8%的第三混合產(chǎn)物； (5) 將第三混合產(chǎn)物、工業(yè)硫酸鋁和/或明礬，以及硫酸亞鐵混合磨粉，即得到顆粒大 小為10目以下的城市污水綜合處理劑。
[0011] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟（1)中向城市污水處理廠活性污泥中加水，使其 含水率為70%-80% ;將膨潤(rùn)土的顆粒大小粉碎至50-70目；將植物廢棄物的顆粒大小粉碎至 180-220 目。
[0012] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟（3)中當(dāng)微波加熱到180°C _220°C后，再保溫2-3 小時(shí)，冷卻后得到第二混合產(chǎn)物；其中微波加熱頻率為2400MHz。
[0013] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟（4)中將第二混合產(chǎn)物與顆粒大小為50-70目的 生石灰混合均勻，在l〇〇°C -120°C下烘干，冷卻后得到含水率彡5%的第三混合產(chǎn)物。
[0014] 一種應(yīng)用所述城市污水綜合處理劑處理城市污水的方法，具體步驟為： (1)用污水收集管網(wǎng)將污水收集后，在其總排污口的尾端設(shè)置人工篩網(wǎng)和機(jī)械格柵，除 出污水中團(tuán)體雜物； (2 )將污水引入到綜合處理池中，依據(jù)污水水質(zhì)，先按照0. 5-5kg/m3的添加量添加所述 城市污水綜合處理劑；攪拌或者曝氣使所述城市污水綜合處理劑與污水充分混合； (3)靜置0. 5-4小時(shí)，當(dāng)綜合處理池上部清水的色度達(dá)到5時(shí)，將綜合處理池上部清水 直接排放或者轉(zhuǎn)移到循環(huán)水池中，將綜合處理池底部的城市污水處理廠活性污泥用于制備 有機(jī)肥料、生物質(zhì)燃料和/或所述城市污水綜合處理劑。
[0015] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟（2)中依據(jù)污水水質(zhì)，添加 pH調(diào)節(jié)劑，使污水pH 值達(dá)到6-9。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明提供的城市污水綜合處理劑原料來(lái)源廣泛、成本低；其可通過(guò)城市污水處理廠 活性污泥與植物廢棄物以及酸化后的膨潤(rùn)土在微波作用下復(fù)合得到主原料，再將主原料與 生石灰、工業(yè)硫酸鋁和/或明礬、硫酸亞鐵依次進(jìn)行混合，即可得到城市污水綜合處理劑； 其制備工藝簡(jiǎn)單、成本低。應(yīng)用其處理城市污水，處理后城市污水的排放質(zhì)量遠(yuǎn)超國(guó)家一級(jí)