CN109650665A - 一种节能减排型城镇污水处理*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能减排型城镇污水处理***，包括沉淀池，沉淀池采用投放混凝剂的方式以提高沉淀效果，在每升污水中，按重量份数计，混凝剂原料包括细度为过325目筛的粉煤灰12‑15份，粉煤灰经酸处理改性。本发明具有以下优点：粉煤灰的表面具有较多的微孔结构，使得粉煤灰具有良好的吸附性能。而325目的粉煤灰，由于颗粒小，比表面积大，从而使其吸附性能获得提高，且小颗粒的沉降速度较慢，在沉降过程中能够具有充分的时间对污水中的小分子进行吸附。此外，粉煤灰经酸处理改性后可以激发粉煤灰活性，使粉煤灰表面变得粗糙，并打开粉煤灰封闭的孔道，增加孔隙率、增大比表面积，大量的Al、Si等活性点暴露，大大提高了粉煤灰的吸附活性。

Description

一种节能减排型城镇污水处理***

技术领域

本发明涉及污水处理领域，更具体地说，它涉及一种节能减排型城镇污水处理***。

背景技术

随着我们城乡建设的迅速发展，城市污水越来越多，给污水处理带来了巨大的压力。

公告号为CN206244618U的专利公开了一种节能减排型城镇污水处理***，其结构包括污水产生池、预处理***、提升泵、膜生化反应器MBR***、纳滤NF、反渗透RO、浓液处理***、膜清洗***、污泥处理***，污水产生池通过原水泵与所述预处理***相连接，预处理***由调节池、水解酸化池、倒流快速沉淀分流***和倒流曝气过滤池组成，调节池通过水解酸化池与倒流快速沉淀分流***相连接，水解酸化池通过倒流快速沉淀分流***与倒流曝气过滤池相连接，调节池侧端通过提升泵与所述膜生化反应器MBR***相连接，膜生化反应器MBR***由循环回水和硝化液回流组成，循环回水上设有循环泵和鼓风机，硝化液回流上设有反硝化、硝化和超滤UF，循环泵和鼓风机与硝化相连接，硝化下端与超滤UF相连接，超滤UF通过反硝化与硝化相连接，反硝化侧端上设有污泥处理***，污泥处理***由污泥消毒干化和污泥池组成，超滤UF下端设有纳滤NF，纳滤NF通过纳滤NF与反渗透RO相连接，浓液处理***装设在纳滤NF的侧端上，纳滤NF通过反渗透RO与浓液处理***相连接，超滤UF侧方设有膜清洗***。

其中，污水在膜生化反应器MBR***之前通常会通过多级沉淀池进行沉淀处理，且为了提高沉淀效率，沉淀池内还通常会定时定量地添加混凝剂，但是目前市面上的混凝剂通常采用单一硫酸铝混凝剂或氯化铁混凝剂，沉淀效果不太理想。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种节能减排型城镇污水***，能够使得污水在沉淀池内获得更好的沉淀效果。

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***，包括强化预处理***、自吸式射流曝气生物滤池***、复式流化床生物膜反应池***、污泥处理并回流***，所述复式流化床生物膜反应池***中包括沉淀池，所述沉淀池采用投放混凝剂的方式以提高沉淀效果，在每升污水中，按重量份数计，所述混凝剂原料包括粉煤灰12-15份，所述粉煤灰的细度为过325目筛，所述粉煤灰经酸处理改性。

通过采用上述技术方案，粉煤灰是燃煤电厂排放的固体废弃物，而粉煤灰的表面具有较多的微孔结构，使得粉煤灰具有良好的吸附性能，用于沉淀池中能够有效吸附污水中的小分子，进而发生沉降。

而325目的粉煤灰，由于颗粒小，比表面积大，从而使其吸附性能获得提高，且小颗粒的沉降速度较慢，在沉降过程中能够具有充分的时间对污水中的小分子进行吸附。

此外，粉煤灰经酸处理改性后可以激发粉煤灰活性，使粉煤灰表面变得粗糙，并打开粉煤灰封闭的孔道，增加孔隙率、增大比表面积，大量的Al、Si等活性点暴露，大大提高了粉煤灰的吸附活性。

进一步地，所述粉煤灰的酸处理采用硫酸和盐酸进行混合改性，所述盐酸和硫酸的浓度均为1mol/L。

通过采用上述技术方案，酸能从粉煤灰中溶出活性硅酸，对混凝过程的助凝起较大的作用，而采用该浓度和硫酸和盐酸混合进行改性，其改性效果好，大大增强粉煤灰的吸附活性。

进一步地，按重量份数计，所述混凝剂原料包括聚二甲基二烯丙基氯化铵40-45份。

通过采用上述技术方案，聚二甲基二烯丙基氯化铵是一种阳离子混凝剂，能够提高沉淀效果。此外，聚二甲基二烯丙基氯化铵对粉煤灰表面能够进行改性，改性前粉煤灰的表面带负电荷，Zeta电位为-4.5mV，而改性后的粉煤灰的Zeta电位为10.8mV，说明改性过程中聚二甲基二烯丙基氯化铵吸附在粉煤灰的表面，改变了粉煤灰表面的电性，而大多污水一般是带负电荷的，这样就使改性粉煤灰不仅有表面吸附能力，而且具有电中和能力，有效增强了对污水的处理效果。而经酸处理改性后的粉煤灰，由于吸附能力的提升以及活性点的增多，与聚二甲基二烯丙基氯化铵之间的结合牢固度更强。

进一步地，按重量份数计，所述混凝剂原料包括三氯化铁7-8份。

通过采用上述技术方案，三氯化铁不仅能出去水中杂质因而具有混凝效果，而且兼有助凝剂的絮凝功能，因而具有多功能性。三氯化铁在水中与氢氧化物碱度作用后生成多种水解产物，继而结合成了氢氧化铁，这些水解产物带有很多正电荷，能中和胶体微粒上的负电荷，并且与带负电荷的颗粒物和氢氧化铁相结合并形成矾花。氯化铁与水中的硫化氢、磷酸盐、砷酸盐以及氢氧化物碱度发生化学反应生成沉淀物，由于氯化铁生成的矾花是离散的并且密实，所以沉淀快，在低温水中沉淀得也好。

此外，由于经聚二甲基二烯丙基氯化铵改性的粉煤灰从负电荷转化为了正电荷，从而不会与氯化铁带正电荷的水解产物发生干涉，保证了相容性。

进一步地，按重量份数计，所述混凝剂原料包括壳聚糖5-6份。

通过采用上述技术方案，壳聚糖在水体中可形成网状结构，通过吸附、络合方式固定水中的悬浮物、蛋白质以及重金属离子等，且壳聚糖还具有良好的抑菌活性。此外，壳聚糖的吸附原理与其他组分不同，在混凝上具有协同增效作用，且壳聚糖易于生物降解，无二次污染。

进一步地，按重量份数计，所述混凝剂原料包括柚子皮粉100-120份，所述柚子皮粉的细度为过40目筛。

通过采用上述技术方案，柚子皮内部是白色絮状层，含有大量的纤维素、半纤维素、木质素、果胶、有机酸和蛋白质，具有天然交换能力和吸附特性。柚子皮粉经三氯化铁改性后，颗粒更加均匀细致且有所收缩，尺寸变得更小，纤维状物质不再明显。三氯化铁溶液为酸性，有一定的氧化性和腐蚀性，它可以与柚子皮粉中的还原性物质发生一定的反应，且柚子皮粉中的半纤维素可溶于酸，在酸性条件下易降解，木质素在酸性条件下有缩合反应，这使得改性后的柚子皮粉的微细孔道更小更细致，以进一步提高其吸附能力。且铁离子和氯离子能够被吸附于柚子皮粉的微细孔道内及其表面上，使得三氯化铁在柚子皮粉内具有缓释效果，能够持续发挥混凝效果。另外，柚子皮粉和粉煤灰一样是典型的废弃物，是对废弃资源的重新利用，且易于生物降解，不会产生二次污染。

进一步地，所述混凝剂的制备方法包括以下步骤：

步骤1，粉煤灰的改性，调配浓度均为1mol/L的盐酸和硫酸的混合酸液，将粉煤灰投入混合酸液中浸泡20-30min，浸泡过程中不断搅拌，烘干备用；

步骤2，粉煤灰的二次改性，将改性后的粉煤灰与聚二甲基二烯丙基氯化铵加1L水混合，恒温30-40℃搅拌1-2h；

步骤3，柚子皮粉的改性，将柚子皮粉和三氯化铁加水混合并搅拌10-15min使其混合均匀，再放入83-87℃的条件下烘干；

步骤4，成品的制备，将改性后的粉煤灰和柚子皮粉相互混合并加入壳聚糖，搅拌均匀。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.粉煤灰具有良好的吸附性能，用于沉淀池中能够有效吸附污水中的小分子，进而发生沉降；

2.酸能从粉煤灰中溶出活性硅酸，对混凝过程的助凝起较大的作用，而采用该浓度和硫酸和盐酸混合进行改性，其改性效果好，大大增强粉煤灰的吸附活性；

3.聚二甲基二烯丙基氯化铵对粉煤灰表面能够进行改性，改性前粉煤灰的表面带负电荷，Zeta电位为-4.5mV，而改性后的粉煤灰的Zeta电位为10.8mV，说明改性过程中聚二甲基二烯丙基氯化铵吸附在粉煤灰的表面，改变了粉煤灰表面的电性，而大多污水一般是带负电荷的，这样就使改性粉煤灰不仅有表面吸附能力，而且具有电中和能力，有效增强了对污水的处理效果。而经酸处理改性后的粉煤灰，由于吸附能力的提升以及活性点的增多，与聚二甲基二烯丙基氯化铵之间的结合牢固度更强；

4.三氯化铁不仅能出去水中杂质因而具有混凝效果，而且兼有助凝剂的絮凝功能，因而具有多功能性。三氯化铁在水中与氢氧化物碱度作用后生成多种水解产物，继而结合成了氢氧化铁，这些水解产物带有很多正电荷，能中和胶体微粒上的负电荷，并且与带负电荷的颗粒物和氢氧化铁相结合并形成矾花。氯化铁与水中的硫化氢、磷酸盐、砷酸盐以及氢氧化物碱度发生化学反应生成沉淀物，由于氯化铁生成的矾花是离散的并且密实，所以沉淀快，在低温水中沉淀得也好。此外，由于经聚二甲基二烯丙基氯化铵改性的粉煤灰从负电荷转化为了正电荷，从而不会与氯化铁带正电荷的水解产物发生干涉，保证了相容性；

5.柚子皮粉经三氯化铁改性后，颗粒更加均匀细致且有所收缩，尺寸变得更小，纤维状物质不再明显。三氯化铁溶液为酸性，有一定的氧化性和腐蚀性，它可以与柚子皮粉中的还原性物质发生一定的反应，且柚子皮粉中的半纤维素可溶于酸，在酸性条件下易降解，木质素在酸性条件下有缩合反应，这使得改性后的柚子皮粉的微细孔道更小更细致，以进一步提高其吸附能力。且铁离子和氯离子能够被吸附于柚子皮粉的微细孔道内及其表面上，使得三氯化铁在柚子皮粉内具有缓释效果，能够持续发挥混凝效果。另外，柚子皮粉和粉煤灰一样是典型的废弃物，是对废弃资源的重新利用，且易于生物降解，不会产生二次污染。

附图说明

图1是本发明中混凝剂制备方法的流程图。

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。

实施例

实施例1

一种节能减排型城镇污水处理***，包括强化预处理***、自吸式射流曝气生物滤池***、复式流化床生物膜反应池***、污泥处理并回流***，该复式流化床生物膜反应池***中包括沉淀池，沉淀池才有用投放混凝剂的方式以提高沉淀效果，在每升污水中，按重量份数计，混凝剂原料如表1所示。

其中，混凝剂的制备方法包括以下步骤：

步骤1，粉煤灰的改性，调配浓度均为1mol/L的盐酸和硫酸的混合酸液1L，将细度为过325筛的粉煤灰投入混合酸液中浸泡20-30min，浸泡过程中不断搅拌，烘干备用；

步骤2，粉煤灰的二次改性，将改性后的粉煤灰与聚二甲基二烯丙基氯化铵加1L水混合，恒温30-40℃搅拌1-2h；

步骤3，柚子皮粉的改性，将细度为过40目筛的柚子皮粉和三分之一计量的三氯化铁加水混合并搅拌10-15min使其混合均匀，再放入83-87℃的条件下烘干；

步骤4，成品的制备，将改性后的粉煤灰和柚子皮粉相互混合并加入壳聚糖和剩余三分之二计量的三氯化铁，搅拌均匀。

实施例2

与实施例1的区别在于，按重量份数计，混凝剂原料如表1所示。

对比例

对比例1

与实施例1的区别在于，按重量份数计，混凝剂原料如表1所示。

其中，去除粉煤灰并省略步骤1、2，聚二甲基二烯丙基氯化铵采用直接添加。

对比例2

与实施例1的区别在于，按重量份数计，混凝剂原料如表1所示。

其中，混合酸液改用2mol/L的盐酸。

对比例3

与实施例1的区别在于，按重量份数计，混凝剂原料如表1所示。

其中，去除聚二甲基二烯丙基氯化铵并省略步骤2。

对比例4

与实施例1的区别在于，按重量份数计，混凝剂原料如表1所示。

其中，去除三氯化铁并省略步骤3。

对比例5

与实施例1的区别在于，按重量份数计，混凝剂原料如表1所示并去除壳聚糖。

对比例6

与实施例1的区别在于，按重量份数计，混凝剂原料如表1所示。

其中，去除柚子皮粉并省略步骤3，三氯化铁采用全份额直接添加。

性能检测试验

取500ml废水样品，按各实施例和对比例添加混凝剂，观察沉淀情况(结果如表1所示)。

表1

表1-续

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种节能减排型城镇污水处理***，包括强化预处理***、自吸式射流曝气生物滤池***、复式流化床生物膜反应池***、污泥处理并回流***，其特征在于：所述复式流化床生物膜反应池***中包括沉淀池，所述沉淀池采用投放混凝剂的方式以提高沉淀效果，在每升污水中，按重量份数计，所述混凝剂原料包括粉煤灰12-15份，所述粉煤灰的细度为过325目筛，所述粉煤灰经酸处理改性。

2.根据权利要求1所述的一种节能减排型城镇污水处理***，其特征在于：所述粉煤灰的酸处理采用硫酸和盐酸进行混合改性，所述盐酸和硫酸的浓度均为1mol/L。

3.根据权利要求1所述的一种节能减排型城镇污水处理***，其特征在于，按重量份数计，所述混凝剂原料包括聚二甲基二烯丙基氯化铵40-45份。

4.根据权利要求1所述的一种节能减排型城镇污水处理***，其特征在于：按重量份数计，所述混凝剂原料包括三氯化铁7-8份。

5.根据权利要求1所述的一种节能减排型城镇污水处理***，其特征在于：按重量份数计，所述混凝剂原料包括壳聚糖5-6份。

6.根据权利要求4所述的一种节能减排型城镇污水处理***，其特征在于：按重量份数计，所述混凝剂原料包括柚子皮粉100-120份，所述柚子皮粉的细度为过40目筛。

7.根据权利要求1所述的一种节能减排型城镇污水处理***，其特征在于：所述混凝剂的制备方法包括以下步骤：

步骤1，粉煤灰的改性，调配浓度均为1mol/L的盐酸和硫酸的混合酸液，将粉煤灰投入混合酸液中浸泡20-30min，浸泡过程中不断搅拌，烘干备用；

步骤2，粉煤灰的二次改性，将改性后的粉煤灰与聚二甲基二烯丙基氯化铵加1L水混合，恒温30-40℃搅拌1-2h；

步骤3，柚子皮粉的改性，将柚子皮粉和三氯化铁加水混合并搅拌10-15min使其混合均匀，再放入83-87℃的条件下烘干；

步骤4，成品的制备，将改性后的粉煤灰和柚子皮粉相互混合并加入壳聚糖，搅拌均匀。