專利名稱：沸石處理劑及其處理污水的工藝和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理劑及其處理污水的工藝和設(shè)備。即是采用沸石為主要成分的污水處理劑對(duì)污水進(jìn)行絮凝、吸附、沉淀過濾分離后，再用二氧化氯或氯氣殺菌的工藝以及為該工藝設(shè)計(jì)的專用設(shè)備。
我國(guó)是一個(gè)水資源短缺的國(guó)家，隨著城市人口的不斷增加和工業(yè)生產(chǎn)的建設(shè)和發(fā)展，淡水資源供給已經(jīng)異常緊張，水環(huán)境質(zhì)量不斷惡化，導(dǎo)致了水域生態(tài)功能退化，可利用水源的進(jìn)一步減少和水資源供需矛盾的加劇。水資源開發(fā)利用程度已近極限，制約城市擴(kuò)張和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的首要問題是水資源短缺問題，中水回用是國(guó)際公認(rèn)的“城市第二水源”，在世界許多缺水城市中被廣泛采用，并且被作為節(jié)水的重點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是在于提供一種以沸石為主要成分的污水處理劑。
本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種將城市生活污水和工業(yè)廢水處理為滿足中水回用要求所需的污水處理工藝。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種這種污水處理工藝所使用的設(shè)備。
本發(fā)明的污水處理工藝是這樣實(shí)現(xiàn)的
①在污水中加入上述污水處理劑，加入量為每立方米污水0.05-0.2kg；②用高速離心水泵將污水送入反應(yīng)池，并使污水與沸石處理劑在噴嘴回流區(qū)充分混合，再進(jìn)入絮凝池和澄清池分離出清水；③分離出的清水進(jìn)入斜發(fā)沸石離子交換柱，以過濾和去除殘余的氨氮、重金屬等雜質(zhì)；④最后將清水送入消毒殺菌池消毒殺菌后，得到符合回用水要求的中水。
本發(fā)明的污水處理劑以沸石為主要原材料，再配入絮凝劑，按不同的污水水質(zhì)進(jìn)行配合，配合比是沸石∶絮凝劑＝7-8.5∶3-1.5沸石的化學(xué)成分沸石化學(xué)成分主要由SiO2、Al2O3、H2O和堿、堿土金屬離子四部分組成。四部分比例有很大變化，從而構(gòu)成了多種沸石礦物。
SiO2、Al2O3兩種成分約占沸石礦物成分的80％，在不同的沸石礦物中，硅鋁的含量比例不一致。按比值不同，沸石可分為高硅沸石(SiO2/Al2O3＞8)，中硅沸石(4-8)，低硅沸石(＜4)。硅鋁比的大小直接影響沸石的某些性能，尤其是離子交換性和耐酸性。國(guó)內(nèi)斜發(fā)沸石、絲光沸石多屬高硅沸石(硅酸比在7.85-11.28)。
沸石的物理性質(zhì)沸石的特殊物理性質(zhì)取決于沸石的晶格結(jié)構(gòu)，沸石由[SiO2]和[Al2O3]四面體單元交錯(cuò)排列成空間網(wǎng)絡(luò)。由于晶體結(jié)構(gòu)的開放性，沸石含有許多大小不均勻的孔道和空腔。因此沸石具有強(qiáng)烈的吸附、分子篩過濾、離子交換性能和混凝沉降的作用。
沸石具多孔結(jié)構(gòu)，其孔隙率達(dá)到23％-50％，比表面積大，表面能高，在添加一定的絮凝劑后，是一種理想的污水處理劑。
本發(fā)明所述絮凝劑為硫酸鋁鉀、硫酸鋁或氯化鋁或三氯化鐵等常用無機(jī)鹽類絮凝劑，以便根據(jù)不同的水質(zhì)選擇不同的絮凝劑和不同種類的沸石，由于本發(fā)明污水處理劑由上述的沸石和絮凝劑組成，污水中的污染物，首先被沸石吸附，再通過絮凝劑的作用，在強(qiáng)大的中和、吸附和絮凝、混凝沉降的作用下，促使污染物和水分離后，迅速沉降去除，沸石良好的離子交換性能迅速捕捉和交換污水中殘存的銨離子，徹底凈化了污水。
本工藝的過程是這樣完成的(1)本發(fā)明所使用的設(shè)備為圓形，底部為錐形，污水在水泵抽吸作用下從錐形底部進(jìn)入第一絮凝室，再?gòu)牡诙跄业捻敳窟M(jìn)入絮凝池的向下流動(dòng)中進(jìn)行絮凝和沉淀，在絮凝池的底部向上流入澄清池，在澄清池內(nèi)分離出清水，使得在池體中下部形成了一個(gè)有1-3米厚的、十分致密的懸浮泥層，所有經(jīng)過混凝后分離的污水都必須通過這個(gè)懸浮泥層的過濾，才能升流到澄清池上部的清水匯集區(qū)，它十分成功地起到了污水高級(jí)處理工藝中極為重要的過濾作用，這個(gè)懸浮泥層是由污水中的污泥及污水處理劑混凝形成的絮體本身組成的，當(dāng)混凝后的出水由下向上穿過此懸浮泥層時(shí)，絮體濾層靠界面物理吸附和電化學(xué)特性的作用，將懸浮膠體顆粒、絮體、細(xì)菌菌體等等雜質(zhì)全部攔截在此懸浮泥層上，清水從澄清池的頂部流出。
三個(gè)池的形狀，大小及幾何尺寸，是在經(jīng)過十分精細(xì)的水動(dòng)力學(xué)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算下的組合系統(tǒng)，形成獨(dú)特的污水處理凈化池，使污水處理系統(tǒng)使用的污水處理劑組合配方能充分發(fā)揮作用。
(2)分離出的污泥通過管道被排到污泥濃縮池，達(dá)到飽和的污泥被壓榨后取走。
(3)分離出的清水流入離子交換柱，利用斜發(fā)沸石的離子交換性能和強(qiáng)大的過濾功能，將殘余的氨氮、重金屬和污物等去除，使用過的沸石經(jīng)再生后重復(fù)使用。
(4)將經(jīng)過離子交換處理的清水，送入消毒殺菌池進(jìn)行徹底的消毒殺菌，使出水達(dá)到中水回用水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，送入中水回用管道。
本發(fā)明與現(xiàn)有的或傳統(tǒng)的污水處理工藝技術(shù)比較，具有無可比擬的優(yōu)點(diǎn)和積極地效果1、本發(fā)明所使用的污水處理劑具有很強(qiáng)的吸附能力，并且絮凝好，沉降速度快，能徹底去除污水中的污染物，使污水和污染物快速分離，得到的清水在斜發(fā)沸石離子交換柱內(nèi)去除殘余的氨氮和污物后，經(jīng)消毒殺菌處理得到優(yōu)質(zhì)的回用水。
2、本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單，能大量連續(xù)的處理污水。污泥中所含的沸石因絮凝沉積了污水中大量的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，又容易脫水干燥，污泥回收經(jīng)過消毒殺菌處理后，是優(yōu)質(zhì)的長(zhǎng)效有機(jī)復(fù)合肥，不會(huì)造成二次污染，又是良好的土壤改良劑；3、本發(fā)明提供的工藝流程，因?yàn)樵诘谝恍跄覂?nèi)裝置了爆氣裝置，首先去除了大部分的游離氮，污水在錐形底部的回流中與沸石處理劑混合后進(jìn)入絮凝室，污染物被絮凝成為絮花，沸石將污染物絮花吸附后形成致密的污泥從而使污水與污泥分離，銨離子與沸石進(jìn)行離子交換，進(jìn)一步去除污水中的氨氮，免去了傳統(tǒng)的生物硝化反硝化的生化處理程序，無需設(shè)置生化池等設(shè)施投入的建設(shè)費(fèi)用和機(jī)電運(yùn)行費(fèi)用，極大的減少了運(yùn)行成本。
4、沸石又是良好的除臭劑，具有良好的除臭功能，污水的臭味被沸石吸收，所以在處理過程中沒有臭味，這對(duì)保持環(huán)境空氣清新和防止疾病傳播有著良好的作用。
5、本發(fā)明能處理各種生活污水和工業(yè)廢水，并使之達(dá)到規(guī)定的中水回用的排放標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)本發(fā)明工藝處理的污水可以直接用于除飲用和食品工業(yè)用水之外的所有工業(yè)與農(nóng)業(yè)及城市回用。從根本上解決了污水治理的難題，對(duì)于節(jié)約用水，開辟城市第二水資源，緩解供水緊張，保護(hù)人類生存環(huán)境具有極其積極的意義，從根本上解決了污水治理的難題，真正實(shí)現(xiàn)了污水處理的零排放。


圖1是本發(fā)明工藝特制專用設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。
下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明之特制專用設(shè)備作如下詳述污水經(jīng)水泵的水管1進(jìn)入第一絮凝室2，在第一絮凝室2內(nèi)經(jīng)爆氣管3注入的氣體充分混合，去除污水中的游離氮，污水進(jìn)入第二絮凝室5向下流動(dòng)至錐形底部，在高壓噴嘴作用下產(chǎn)生回流，同時(shí)與加藥管6流出的沸石處理劑混合，再次進(jìn)入第一絮凝室2，在第一絮凝室2和絮凝室5中設(shè)置的渦流片4的作用下，產(chǎn)生連續(xù)的渦流，使污水和沸石處理劑進(jìn)行充分的混合、碰撞，從而產(chǎn)生絮凝、吸附和離子交換，絮凝后產(chǎn)生的絮花附著在沸石顆粒上，在絮凝池5和澄清池7的下部形成2-3米厚的懸浮泥層，并分離出清水，清水經(jīng)過這個(gè)懸浮泥層的攔截和過濾，經(jīng)過濾層8上升到澄清池7的頂部，形成澄清液進(jìn)入斜發(fā)沸石離子交換柱9，經(jīng)斜發(fā)沸石再次過濾、交換，去除殘余的氨氮和其它污染物后進(jìn)入消毒殺菌池10，在消毒殺菌池10中經(jīng)消毒殺菌，即成清澈透明，無毒無味的高質(zhì)量的清水，送入中水管道。
在澄清池錐形的下部，設(shè)有兩個(gè)排泥管11，達(dá)到飽和的污泥被排泥管11排走，壓榨后脫水回收使用。
實(shí)施例1污水處理劑1處理生活污水，按下列配合比配制鈣十字沸石(粒徑小于0.04mm)∶硫酸鋁鉀＝8∶2污水處理劑2處理棉漿廢水，按下列配合比配制斜發(fā)沸石(粒徑小于0.6mm)∶三氯化鋁＝8.5∶1.5污水處理劑3處理印染廢水，按下列配合比配制絲光沸石(粒徑小于0.1mm)∶三氯化鐵＝8.5∶1.5實(shí)施例2采用實(shí)施例1的污水處理劑1，其成分為鈣十字沸石，粒徑0.04mm以下，堆密度0.48，pH值7.4，絮凝劑為硫酸鋁鉀。
取新疆烏魯木齊市城市污水管道污水進(jìn)行處理，污水成分為BOD5187.6；COD452；SS388；水溫15℃；總氮46.2；總磷2.86；大腸菌群2.7×105。
1、按每立方米污水加入0.15kg污水處理劑1，以1.4立方米/分鐘的流量將污水抽入第一絮凝室2，第一絮凝室2和絮凝池3與澄清池4的總?cè)莘e是180立方米。
2、污水在三個(gè)池內(nèi)的總停留時(shí)間為2小時(shí)，使清水和污泥得以充分分離和澄清，清水流入斜發(fā)沸石離子交換柱過濾和去除殘余的氨氮和其它污染物，流入離子交換柱時(shí)的清水水質(zhì)為BOD513；COD39.2；SS11；總氮17.5；總磷0.32；大腸菌群1.4×102。
3、經(jīng)離子交換柱和消毒殺菌后得到清水，其清水水質(zhì)為BOD55.5去除率97.1％；COD12.8去除率97.2％；SS0.5去除率99.9％；總氮0.85去除率99.23％；總磷0.15去除率96.5％；大腸菌群0去除率100％。
權(quán)利要求
1.一種污水處理工藝，其特征在于它由下列工藝步驟組成①在污水中加入以沸石為主要成分的污水處理劑，加入量為每立方米污水0.05-0.2kg的污水處理劑；②用高速離心水泵將污水經(jīng)過水泵水管進(jìn)入第一絮凝室內(nèi)使其爆氣，去除游離的氨氮，在污水回流中加入沸石處理劑后再次進(jìn)入第一絮凝室，在渦流片的作用下進(jìn)行充分的旋轉(zhuǎn)和混合，并進(jìn)行離子交換去除銨，再進(jìn)入絮凝池和澄清池分離出清水；③分離出的清水進(jìn)入裝有斜發(fā)沸石的離子交換柱，對(duì)殘余的氨氮和其它污染物，進(jìn)行離子交換和吸附、過濾加以清除；④最后將清水送入消毒殺菌池，經(jīng)消毒殺菌后，得到符合回用水要求的中水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述工藝使用的一種污水處理劑，其特征在于它以沸石為主要原材料，并按下列配合比配制沸石∶絮凝劑＝8-8.5∶2-1.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污水處理劑，其特征在于它以沸石為主要成分，所述沸石的成分及特征為二氧化硅 35-60％，三氧化二鋁 18-25％，粒徑0.07-0.1mm，堆密度0.40-50，pH值6-9。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污水處理劑，其特征在于所述絮凝劑為硫酸鋁鉀或硫酸鋁或氯化鋁或三氯化鐵或其它常用的無機(jī)鹽類絮凝劑。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理工藝所使用的設(shè)備，其特征在于它由絮凝室內(nèi)設(shè)置的爆氣管和渦流片，使污水和處理劑在絮凝室產(chǎn)生劇烈的旋轉(zhuǎn)和混流，在從絮凝室進(jìn)入絮凝池的向下流動(dòng)中進(jìn)行絮凝和沉淀，在絮凝池的底部向上流入澄清池，通過懸浮泥層的過濾并經(jīng)過濾層分離出清水，升流到池體上部的清水匯集區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理工藝所使用的設(shè)備，其特征在于它由根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備與斜發(fā)沸石離子交換柱和消毒殺菌池組成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種沸石處理劑，并用沸石處理劑處理污水的工藝及其設(shè)備。它是在污水中加入以沸石為主要成分，并按比例配入無機(jī)鹽類絮凝劑的污水處理劑，使污水在特制設(shè)備中產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)和混合后，達(dá)到中和、吸附、絮凝、混凝沉淀、離子交換、過濾，分離出清水，分離出的清水再經(jīng)過離子交換柱和消毒殺菌池處理，達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)的出水。本發(fā)明提供的污水處理劑具有極強(qiáng)的吸附、絮凝、過濾和沉降作用，處理后的污泥可以全部回收利用，可處理各種生活污水和工業(yè)廢水使出水達(dá)到中水回用的要求，占地小、投資少、能耗低、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用少，以沸石處理劑處理各類污水，可以從根本上治理污染物給環(huán)境帶來的危害，對(duì)創(chuàng)建綠色環(huán)境，改變生態(tài)良性循環(huán)有著積極的意義。
文檔編號(hào)C02F1/50GK1982231SQ20051012992
公開日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2005年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月12日
發(fā)明者屈智和, 孫大晉 申請(qǐng)人:屈智和, 孫大晉