CN1935683A - 炉渣处理剂及其处理污水的工艺和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种炉渣处理剂，并用炉渣处理剂处理污水的工艺及其设备。它是在污水中加入以炉渣为主要成分，并按比例配入无机盐类絮凝剂的污水处理剂，使污水在特制设备中产生高速旋转和混合后，达到中和、吸附、絮凝、混凝沉淀，分离出清水，分离出的清水再经过离子交换柱和消毒杀菌池处理，达到中水回用标准的出水。本发明提供的污水处理剂具有极强的吸附、絮凝、过滤和沉降作用，处理后的污泥可以全部回收利用，可处理各种生活污水和工业废水使出水达到中水回用的要求，占地小、投资少、能耗低、运转费用少，以燃煤炉渣处理城市污水、废水的以废制废方式，可以从根本上治理污染物给环境带来的危害，对创建绿色环境，改变生态良性循环有着积极的意义。
Description
本发明涉及一种污水处理剂及其处理污水的工艺和设备。即是采用炉渣为主要成分的污水处理剂对污水进行絮凝、吸附、沉淀过滤分离后，再用离子交换去除氨氮，用二氧化氯或氯气杀菌的工艺以及为该工艺设计的专用设备。
我国是一个水资源短缺的国家，随着城市人口的不断增加和工业生产的建设和发展，淡水资源供给已经异常紧张，水环境质量不断恶化，导致了水域生态功能退化，可利用水源的进一步减少和水资源供需矛盾的加剧。水资源开发利用程度已近极限，制约城市扩张和经济发展的首要问题是水资源短缺问题，中水回用是国际公认的“城市第二水源”，在世界许多缺水城市中被广泛采用，并且被作为节水的重点。
随着城市工业化的进程，大量的生活、工业锅炉燃煤炉渣堆积如山，严重的污染了环境和占用宝贵的土地资源。
本发明的目的是在于提供一种以废制废，以燃煤炉渣为主要成分的污水处理剂。
本发明的再一个目的在于提供一种将城市生活污水和工业废水处理为满足中水回用要求所需的污水处理工艺。
本发明的另一个目的在于提供一种这种污水处理工艺所使用的设备。
本发明的污水处理工艺是这样实现的：
①在污水中加入上述污水处理剂，加入量为每立方米污水0.1-0.2kg；
②用高速离心水泵将加入处理剂的污水经过在特制的水泵进出水管和反应室内使其高速旋转和混合，再进入絮凝池和澄清池分离出清水；
③分离出的清水进入装有斜发沸石的离子交换柱，对残余的氨氮和污物进行离子交换和过滤加以清除；
④最后将清水送入消毒杀菌池，经用二氧化氯消毒杀菌后，得到符合回用水要求的中水。
本发明的污水处理剂以燃煤炉渣为主要原材料，再配入絮凝剂，配合比是：燃煤炉渣∶絮凝剂＝8-8.5∶2-1.5
本发明所述燃煤炉渣化学成分如下：
| 煤种 | Sio2 | Fe2O3 | AI2O3 | CaO | MgO | K2O | 残炭 |
| 烟煤 | 37.8-60.9 | 4.3-24.9 | 16.8-35.2 | 0.9-9.6 | 0.4-3.9 | 0.3-3.4 | 10-30 |
| 无烟煤 | 49.3-62.5 | 5.1-16.1 | 15.1-25.2 | 0.7-4.9 | 0.5-1.8 | 1.3-2.8 | 10-30 |
| 褐煤 | 21.0-59.1 | 4.5-12.2 | 12.2-23.1 | 1.7-41.3 | 1.1-2.4 | 0.9-2.8 | 10-30 |
燃煤炉渣物理特性如下：
| 有效粒径d10/m | 不均匀系数80 | 当量粒径dP/m | 床层孔隙率 | 密度s/(kg.m-3) | 吸水率H2O |
| 0.345*1O-3 | 1.99 | 0.45*10-3 | 0.555 | 2.3*103 | 0.413 |
| 注：经人工破硫分筛，粒径为0.2-0.8mm范围内 | |||||
炉渣具多孔结构，其孔隙率达到50％-60％，比表面积大，表面能高，炉渣中含有残炭约10-30％，具有活性炭的性质，炉渣中含有多种碱性氧化物被水浸泡后易溶于水中，所以具有很强的中和、吸附和絮凝、混凝沉降的作用，在添加一定的絮凝剂后，是一种理想的污水处理剂。
本发明所述絮凝剂为：硫酸铝钾、硫酸铝或氯化铝或三氯化铁等常用无机盐类絮凝剂，以便根据不同的水质选择不同的絮凝剂，由于本发明污水处理剂由上述的炉渣和絮凝剂组成，污水中的污染物，首先被炉渣吸附，再通过絮凝剂的作用，在强大的中和、吸附和絮凝、混凝沉降的作用下，促使污染物和水分离后，迅速沉降去除，彻底净化了污水。
本工艺的过程是这样完成的：
(1)本发明所使用的设备为圆形，底部为锥形，特制的水泵进出水管和反应室内设置了间断的螺旋形的挡片，令污水在水泵进、出水管和反应室内产生高速旋转和涡流，达到充分混合后的污水，从锥形底部进入反应室，再从反应室的顶部进入絮凝池的向下流动中进行絮凝和沉淀，在絮凝池的底部向上流入澄清池，在澄清池内分离出清水，使得在池体中下部形成了一个有1-2米厚的、十分致密的悬浮泥层，所有经过混凝后分离的污水都必须通过这个悬浮泥层的过滤，才能升流到澄清池上部的清水汇集区，它十分成功地起到了污水高级处理工艺中极为重要的过滤作用，这个悬浮泥层是由污水中的污泥及污水处理剂混凝形成的絮体本身组成的。随着絮体的由下向上运动，使泥层的下表层不断增加、变厚。同时，随着水力学原理形成的旁路流动，引导着悬浮泥层的上表层不断流入接泥斗，上表层不断减少、变薄。这样，悬浮泥层的厚度达到了动态的平衡，当混凝后的出水由下向上穿过此悬浮泥层时，絮体滤层靠界面物理吸附和电化学特性的作用，将悬浮胶体颗粒、絮体、细菌菌体等等杂质全部拦截在此悬浮泥层上，清水从澄清池的顶部流出。
三个反应池的形状，大小及几何尺寸，是在经过十分精细的水动力学参数设计计算下的组合系统，形成独特的污水处理净化池，使污水处理系统使用的污水处理剂组合配方能充分发挥作用。
(2)分离出的污泥通过接泥斗设置的管道被排到污泥浓缩池，达到饱和的污泥被压榨后取走，其余的污泥被重新送入水泵进水口多次重复使用。
(3)分离出的清水流入离子交换柱，利用斜发沸石的离子交换性能和强大的过滤功能，将残余的氨氮和污物去除，使用过的沸石经再生后重复使用。
(4)将经过离子交换处理的清水，送入消毒杀菌池，用二氧化氯发生器制造的二氧化氯或直接用液氯对清水进行彻底的消毒杀菌，使出水达到中水回用水质的标准，送入中水回用管道。
本发明与现有的或传统的污水处理工艺技术比较，具有无可比拟的优点和积极地效果：
1、本发明所使用的污水处理剂具有很强的吸附能力，并且絮凝好，沉降速度快，能彻底去除污水中的污染物，使污水和污染物快速分离，得到的清水在斜发沸石离子交换柱内去除残余的氨氮和污物后，经消毒杀菌处理得到优质的回用水。
2、本发明工艺流程简单，能大量连续的处理污水。污泥中所含的炉渣因絮凝沉积了污水中大量的有机营养物质，又容易脱水干燥，污泥回收经过消毒杀菌处理后，是优质的长效有机复合肥，不会造成二次污染，又是良好的土壤改良剂；
3、本发明提供的工艺流程，动力消耗很少，因为没有传统的生物硝化反硝化的生化处理程序，免去了生物爆气运行所需的电动机及爆气管、生化池等设施投入的建设费用和机电运行费用，极大的减少了运行成本。
4、炉渣和沸石是良好的除臭剂，具有良好的除臭功能，污水的臭味被炉渣和沸石吸收，所以在处理过程中没有臭味，这对保持环境空气清新和防止疾病传播有着良好的作用。
5、本发明能处理各种生活污水和工业废水，并使之达到规定的中水回用的排放标准，经本发明工艺处理的污水可以直接用于除饮用和食品工业用水之外的所有工业与农业及城市回用。从根本上解决了污水治理的难题，对于节约用水，开辟城市第二水资源，缓解供水紧张，保护人类生存环境具有极其积极的意义。
6、本发明所使用的炉渣严重污染环境和占用土地，这是以废制废的，能多重解决和减少城市污染源的一种方法。
7、本发明可以处理城市生活污水及其造纸废水、印染废水、制药厂废水、制糖厂污水、啤酒厂废水等等工业废水，并使之达到中水回用水质规定的标准，从根本上解决了污水治理的难题真正买现了污水处理的零排放。
图1是本发明工艺特制专用设备的结构图；
图2是本发明工艺特制专用设备的平面示意图。
下面结合附图1对本发明之特制专用设备作如下详述：
污水和炉渣处理剂在调节池10中被吸入水泵的进、出水管1和反应室2，水管1和反应室2内设置了间断的螺旋型挡片，使污水产生高速旋转和涡流，达到充分混合的目的，炉渣处理剂即吸附污水中的污物，污水进入絮凝池3，在向下流动中，絮凝成絮花附着在炉渣上，在絮凝池3和澄清池4的下部形成1-2米厚的悬浮泥层，并分离出清水，清水经过这个悬浮泥层的拦截过和滤，上升到澄清池4的顶部，形成澄清液进入斜发沸石离子交换柱7，经斜发沸石再次过滤、交换，去除残余的氨氮和其它污染物后进入消毒杀菌池8，在消毒杀菌池8中经二氧化氯或液氯消毒杀菌，即成清澈透明，无毒无味的高质量的清水，送入中水管道。
在澄清池4的中下部，设有四个接泥斗5，引导着悬浮泥层不断流入接泥斗5，使污泥层不断减少、变薄。这样，悬浮泥层的厚度就达到了一个动态的平衡，分离出的污泥通过接泥斗5设置的管道6被排到污泥浓缩池9，达到饱和的污泥被取走，压榨后脱水回收使用，其余的泥浆被重新送入水泵进水口多次重复使用。
实施例1
污水处理剂1处理生活污水，按下列配合比配制：
炉渣(粒径小于0.08mm)∶硫酸铝钾＝8∶2污水处理剂2处理棉浆废水，按下列配合比配制：
炉渣(粒径小于0.4mm)∶三氯化铝＝8.5∶1.5污水处理剂3处理印染废水，按下列配合比配制：
炉渣(粒径小于0.15mm)∶三氯化铁＝8.5∶1.5
实施例2
采用实施例1的污水处理剂1，其成分为：SiO2 51.6％，AI2O326.3％，残炭21％，粒径0.08mm以下，堆密度0.48，pH值7.4，絮凝剂为硫酸铝钾。
取新疆乌鲁木齐市城市污水管道污水进行处理，污水成分为：BOD5 187.6；COD 452；SS 388；水温21℃；总氮46.2；总磷2.86；大肠菌群2.7×105。
1、按每立方米污水加入0.25kg污水处理剂1，以1.4立方米/分钟的流量将污水抽入反应室2，反应室2和絮凝池3与澄清池4的总容积是180立方米。
2、污水在三个池内的总停留时间为2小时，使清水和污泥得以充分分离和澄清，清水流入斜发沸石离子交换柱过滤和去除氨氮，流入离子交换柱时的清水水质为：BOD5 17.6；COD 48.1；SS12.8；；总氮18.3；总磷0.32；大肠菌群1.2×103。
3、经离子交换柱和消毒杀菌后得到清水，其清水水质为：BOD5 4.7去除率97.4％；COD 15.3去除率96.6％；SS 0.6去除率99.8％；；总氮2.2去除率95.2％；总磷0.04去除率98.6％；大肠菌群0去除率100％。
Claims (6)
1、一种污水处理工艺，其特征在于它由下列工艺步骤组成：
①在污水中加入以炉渣为主要成分的污水处理剂，加入量为每立方米污水0.1-0.2kg的污水处理剂；
②用高速离心水泵将加入处理剂的污水经过在特制的水泵进出水管和反应室内使其高速旋转和混合，再进入絮凝池和澄清池分离出清水；
③分离出的清水进入装有斜发沸石的离子交换柱，对残余的氨氮进行离子交换加以清除；
④最后将清水送入消毒杀菌池，经用二氧化氯消毒杀菌后，得到符合回用水要求的中水。
2、根据权利要求1所述工艺使用的一种污水处理剂，其特征在于它以燃煤炉渣为主要原材料，并按下列配合比配制：
燃煤炉渣∶絮凝剂＝8-8.5∶2-1.5
3、根据权利要求2所述的污水处理剂，其特征在于它以燃煤炉渣为主要成分，所述炉渣的的成分及特征为：
二氧化硅 35-60％，三氧化二铝 15-35％，残炭 10-30％，粒径 0.07-0.5mm，堆密度 0.48-0.6，pH值6-9。
4、根据权利要求2所述的污水处理剂，其特征在于所述絮凝剂为硫酸铝钾或硫酸铝或三氯化铝或三氯化铁或其它常用的无机盐类絮凝剂。
5、一种根据权利要求1所述的污水处理工艺所使用的设备，其特征在于它由在特制的水泵进出水管和反应室内设置的间断的螺旋形的挡片，使污水和处理剂产生剧烈的旋转和混流后从锥形底部进入反应室，再从反应室的顶部进入絮凝池的向下流动中进行絮凝和沉淀，在絮凝池的底部向上流入澄清池，分离出清水并通过悬浮泥层的过滤，升流到池体上部的清水汇集区。
6、根据权利要求1所述的污水处理工艺所使用的设备，其特征在于它由根据权利要求5所述的设备与斜发沸石离子交换柱和二氧化氯消毒杀菌池组成。
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