專(zhuān)利名稱(chēng)：通過(guò)絮凝沉淀法處理廢水的方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)用需氧細(xì)菌分解廢水中的有機(jī)物而用活性污泥法凈化廢水如工業(yè)廢水或生活廢水的處理方法的改進(jìn)。
人們普遍使用活性污泥法凈化含有有機(jī)物的廢水，它是在曝氣池內(nèi)用微生物消化廢水中的有機(jī)物后再將廢水轉(zhuǎn)入到沉淀池內(nèi)，沉淀出絮凝后的微生物等并分離之。如有必要，上清液可再次凈化后排入河流或再利用。
有時(shí)可用離心過(guò)濾代替沉淀池。
日本專(zhuān)利公開(kāi)53-122249中曾公開(kāi)一種凈化法，它包括向上清液中加入絮凝劑以絮凝出殘留的微生物等，在PH值≤4.5時(shí)向上清液中通入CO2氣然后調(diào)整上清液的PH值至中性，使釋出的氨濃度≤1.5ppm。
日本專(zhuān)利64-4837曾公開(kāi)另一種凈化法，它包括向上清液中加入無(wú)機(jī)絮凝劑和有機(jī)聚合物絮凝劑以形成污泥絮凝物，然后分離此絮凝沉淀物以獲得純凈廢水。
發(fā)明人報(bào)導(dǎo)了在谷氨酸生產(chǎn)廠中的一種廢水處理法，它包括用活性污泥法處理廢水，向上清液中加入絮凝劑以使殘留有機(jī)物、顏料等絮凝，分離出沉積的絮凝物然后用活性炭處理上清液(KOGAITO TAISAKU，第27卷，第8號(hào)，PP759-763，1991)。其中，絮凝劑的類(lèi)型和PH值，脫色度或絮凝物的沉淀度的關(guān)系也有報(bào)導(dǎo)。
附帶一句，廢水處理的關(guān)鍵是如何利用廉價(jià)手段肯定、有效地消除污染物。
考慮到解決在魚(yú)存活狀態(tài)下用活性污泥法處理過(guò)的排放水的凈化問(wèn)題，日本專(zhuān)利公開(kāi)53-122249公開(kāi)的方法是一種復(fù)雜的凈化廢水法。此方法用一種無(wú)機(jī)絮凝劑和聚合物絮凝劑的混合物，但是沒(méi)有公開(kāi)如何在不同的PH值下分兩步加入它們。
日本專(zhuān)利KOKOKU 64-4837公開(kāi)的方法改進(jìn)了活性污泥的高負(fù)荷處理和上清液中絮凝污泥的沉淀濃度，高負(fù)荷處理可通過(guò)增加懸浮物的濃度而實(shí)現(xiàn)，絮凝物的絮凝作用的提高可通過(guò)使用無(wú)機(jī)絮凝劑和有機(jī)聚合物絮凝劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。按照此方法，無(wú)機(jī)絮凝劑和有機(jī)聚合物絮凝劑可逐次加入，而PH值調(diào)整到5，此方法沒(méi)有公開(kāi)如何在不同PH值下分兩步加入它們。
本發(fā)明的概述本發(fā)明的目的是提供一種廢水處理法，此法能用簡(jiǎn)單和廉價(jià)的手段顯著提高懸膠體的絮凝能力，并且在從分離活性污泥而獲得的上清液中分離懸膠體的絮凝過(guò)程中能夠有效并肯定地除去懸膠體。
為達(dá)到上述目的，發(fā)明人進(jìn)行了廣泛調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在不同的PH值下，分兩步使用無(wú)機(jī)絮凝劑和陰離子聚合物絮凝劑進(jìn)行絮凝反應(yīng)，并且在第一步用無(wú)機(jī)絮凝劑處理后提供一個(gè)熟化過(guò)程，可在絮凝和沉積過(guò)程中獲得理想的絮凝物。
因此，本發(fā)明提供了一種廢水處理方法，它包括向用活性污泥法處理過(guò)的廢水中加入無(wú)機(jī)絮凝劑，調(diào)整廢水PH值至4.0-5.0之間，并保持此PH值至少1分鐘，調(diào)整廢水PH值至5.5-9.0之間，然后加入陰離子聚合物絮凝劑以產(chǎn)生絮凝物，分離出絮凝物以獲得上清液。
附圖的簡(jiǎn)單描述

圖1表示在實(shí)施例4中用于本發(fā)明方法中的裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2表示在實(shí)施例4中用于對(duì)比方法中的裝置的結(jié)構(gòu)圖。
發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明的方法可處理含有可由活性污泥法處理的有機(jī)物的任何類(lèi)型的廢水，如各種工業(yè)廢水和生活廢水等，尤其適于處理各種氨基酸發(fā)酵廠排放的廢水，例如谷氨酸廠排放的廢水。用活性污泥法處理過(guò)的廢水，其中的有機(jī)原料已被活性污泥里的存活細(xì)菌消化并且已經(jīng)分離出活性污泥。
盡管人們已經(jīng)知道各種活性污泥法，本發(fā)明的方法不論它們的類(lèi)型都是可以實(shí)施的。污泥的分離法可以是沉淀法或離心過(guò)濾法。
用活性污泥法處理后的廢水中懸膠體的濃度大約在10-200mg/l，通常約在50-100mg/L，懸膠體的主要組份是分離過(guò)程滲漏的活性污泥以及其它從原廢水產(chǎn)生出的懸膠體。
無(wú)機(jī)絮凝劑可分為基于鋁鹽和基于鐵鹽的兩種類(lèi)型。典型的鋁鹽絮凝劑包括硫酸鋁，鋁酸鈉，鋁酸鎂，堿性氯化鋁(聚氯化鋁)及其相似物，典型的鐵鹽絮凝劑包括硫酸亞鐵，硫酸鐵，聚硫酸鐵，氯化鐵及其相似物。另外，礬，氫氧化鈣，飛灰及其相似物也可使用。在本發(fā)明中，無(wú)機(jī)絮凝劑可單獨(dú)或混合使用?？紤]絮凝物的杰出沉降作用，優(yōu)選的無(wú)機(jī)絮凝劑是基于鐵鹽的絮凝劑，尤其指氯化鐵。
無(wú)機(jī)絮凝劑適用的濃度按照其類(lèi)型的不同而改變，通常廢水中含10-500ppm。在使用氯化鐵時(shí)，適用量為100-300ppm。
在加入無(wú)機(jī)絮凝劑后，調(diào)整廢水的PH值到4.0-5.0，優(yōu)選地為4.3-4.7，用于調(diào)整PH值的酸或堿可以是常用的酸或堿，如硫酸，鹽酸，氫氧化鈉，氫氧化鈣。簡(jiǎn)而言之，PH值的調(diào)整應(yīng)在加入無(wú)機(jī)絮凝劑后進(jìn)行以使廢水PH值處在上述范圍內(nèi)。
例如，當(dāng)把濃度為100-300ppm的40％的氯化鐵溶液加入到已用活性污泥法處理過(guò)的廢水中，廢水的PH值為2.5-3.5，然后加入氫氧化鈉以調(diào)整PH值到4.0-5.0。
當(dāng)向廢水中加入無(wú)機(jī)絮凝劑并調(diào)整PH值到4.0-5.0后，保持此值1分鐘以上，最好2分鐘以上以使廢水進(jìn)行熟化過(guò)程，從而使懸膠體的絮凝物成長(zhǎng)?？紤]到增加熟化作用的速度和裝置的有效利用率，熟化時(shí)間的上限值通常為小于1小時(shí)，最好小于10分鐘。當(dāng)分批進(jìn)行熟化過(guò)程時(shí)，應(yīng)使池中的廢水靜止或緩慢攪拌以免絮凝物破裂。當(dāng)進(jìn)行連續(xù)操作時(shí)，可以采用熟化池或大規(guī)格管并且使廢水從中流進(jìn)規(guī)定的時(shí)間中。
熟化過(guò)程后，加入堿液以調(diào)整廢水的PH值到5.5-9.0?？紤]到廢水脫色作用，PH值的上限最好為7或低于7，尤其最好為6或低于6。該堿可以是常用的，如氫氧化鈉或氫氧化鈣。
或者先進(jìn)行PH值的調(diào)整，或者先加入陰離子聚合物絮凝劑。
陰離子聚合物絮凝劑包括藻酸鈉，羧甲基纖維素鈉，聚丙烯酸鈉，聚丙烯酰胺的部分水解物，馬來(lái)酸共聚物及其相似物，優(yōu)選的為聚丙烯酰胺的部分水解物，可同時(shí)使用兩種以上陰離子聚合物絮凝劑。陰離子聚合物絮凝劑的適用濃度按照其類(lèi)型的不同而改變，通常約為0.5-5ppm，優(yōu)選為1-3ppm，當(dāng)使用聚丙烯酰胺的部分水解物時(shí)，適用的濃度為1-2ppm。通常把陰離子聚合物絮凝劑以水溶液形式加入，它的適用濃度為0.5-3g/L。當(dāng)使用聚丙烯酰胺的部分水解物時(shí)，它的合適濃度為1-2g/L。
在本發(fā)明方法的過(guò)程中，廢水的溫度基本不用控制。
在向廢水中加入陰離子聚合物絮凝劑后，分離已形成的絮凝物。分離可用沉淀法或離心過(guò)濾法來(lái)進(jìn)行，由于操作簡(jiǎn)單和價(jià)廉，優(yōu)選地采用沉淀法。隨絮凝物一起從廢水中除去的還有COD和顏料。
除去絮凝物的廢水按其特性和應(yīng)用方面都任選地還可以進(jìn)一步凈化，而后供使用或排入江河，分離出的絮凝物若無(wú)特殊用途可與多余污泥一起處理。
按照本發(fā)明，絮凝物可以長(zhǎng)大，特別在其熟化過(guò)程中通過(guò)吸收細(xì)粒而不斷長(zhǎng)大。處理后的水的透明度有很大改善，水質(zhì)如COD和色度也有改進(jìn)。而且，由于絮凝物的增大，沉淀度的改善也使得沉淀池的規(guī)模減小。
實(shí)施例1將PH值6.5并用活性污泥法處理過(guò)的1升廢水置于一直徑為11厘米，高為15厘米的燒杯內(nèi)，燒杯的有效內(nèi)體積為1升，然后放在一震動(dòng)測(cè)試儀(MJS-4型)上。
向廢水中插入一攪拌棒進(jìn)行攪拌，速度為150rpm，攪拌棒附有兩個(gè)寬10mm，長(zhǎng)5cm的攪拌葉片。插入PH測(cè)試儀，加入硫酸，調(diào)整廢水的PH值到6.0，接著加入2ml、100mg/L的氯化鐵并快速攪拌1分鐘，由于氯化鐵的加入，使廢水的PH值降為3.4，再加入氫氧化鈉調(diào)整廢水的PH值到4.5，并熟化兩分鐘，再加入氫氧化鈉調(diào)整廢水的PH值到6.0，然后加入2ml、1mg/ml的陰離子聚合物絮凝劑，該陰離子聚合物絮凝劑為“Evergrows A-151”Ebara公司生產(chǎn)的聚丙烯酰胺的部分水解物。
在快速攪拌一分鐘后，使旋轉(zhuǎn)速度降低到50rpm，在產(chǎn)生絮凝物的同時(shí)再繼續(xù)緩慢攪拌2分鐘，取出攪拌棒，使廢水靜止5分鐘沉淀出絮凝物并分離得到上清液。測(cè)出上清液的COD和色度。
為了對(duì)比，將具有相同水質(zhì)的用活性污泥法處理過(guò)的相同體積的廢水置于相同型號(hào)的燒杯內(nèi)，然后放在同樣的震動(dòng)測(cè)試儀上。與上述相同，加入硫酸使廢水的PH值調(diào)整到6.0，并加入相同濃度和數(shù)量的氯化鐵液，快速攪拌廢水1分鐘，然后加入氫氧化鈉，使己降為3.2的PH值調(diào)整到6.0，再加入相同數(shù)量并含有相同濃度的同樣的陰離子聚合物絮凝劑，在快速攪拌1分鐘后，使旋轉(zhuǎn)速度降低到50rpm，在產(chǎn)生絮凝物的同時(shí)再繼續(xù)緩慢攪拌2分鐘，取出攪拌棒，使廢水靜止5分鐘沉淀出絮凝物并分離得到上清液。測(cè)出上清液的COD和色度。
測(cè)量結(jié)果顯示在表1中表1本發(fā)明 對(duì)比文件絮凝物的大小LLL L絮凝物的沉淀度 很好 好上清液的透明度 很好 好處理前的COD值*1(mg/l) 388 388處理后的COD值(mg/l) 201 225消除率(％) 48 42處理前的色*1(-LogT4D0) 0.78 0.78處理后的色度(-Log T400) 0.29 0.41消除率(％) 63 47*1指用活性污泥法處理過(guò)的廢水實(shí)施例2除了由于氯化鐵的加入使廢水的PH值降為3.4后再將其調(diào)為4.0外，其它步驟均與實(shí)施例1相同。
結(jié)果顯示在表2中。
表2本發(fā)明 對(duì)比文件絮凝物的大小 LLLL絮凝物的沉淀度很好 好上清液的透明度很好 好處理前的COD值*1(mg/l)388388處理后的COD值(mg/l) 217225消除率(％)44 42處理前的色度*1(-Log T400)0.78 0.78處理后的色度(-Log T400) 0.28 0.41消除率(％)64 47*1指用活性污泥法處理過(guò)的廢水實(shí)施例3除了由于氯化鐵的加入使廢水的PH值降為3.4后，再將其調(diào)為5.0外，其它步驟均與實(shí)施例1相同。
表3顯示結(jié)果。
表3本發(fā)明 對(duì)比文件絮凝物的大小 LLL L絮凝物的沉淀度很好 好上清液的透明度很好 好處理前的COD值*1(mg/l)388 388處理后的COD值(mg/l) 205 225消除率(％)4742處理前的色度*1(-Log T400)0.78 0.78處理后的色度(-LogT400)0.29 0.41消除率(％)6347*1指用活性污泥法處理過(guò)的廢水實(shí)施例4如圖1，2所示，絮凝池包括5個(gè)腔室A-E，其中腔室A-D的長(zhǎng)和寬1.5m，高1.7m，內(nèi)體積3.8m3，腔室E的長(zhǎng)2m，寬3m，高1.5m，內(nèi)體積9m3，它們相互串連。將用活性污泥法處理過(guò)的廢水引入腔室A，從A底部流入腔室B，從B上部溢流入室C，從C底部流入室D，再?gòu)腄上部流入室E，上述過(guò)程連續(xù)進(jìn)行。從室E溢流出的廢水經(jīng)一斜槽流入沉淀池F，池F的直徑9m，內(nèi)體積190m3。在F內(nèi)沉淀出絮凝劑，上層清液作為處理后的水溢流出來(lái)。腔室A-D都安有快速攪拌器和腔室E安有一慢速攪拌器，另外，腔室A或B和C安有PH測(cè)試儀。
在對(duì)比方法中，使用圖2所示的裝置，將用活性污泥法處理過(guò)的PH值6.5的廢水以每天2000m3的速度引入室A內(nèi)，并用硫酸調(diào)整PH值6.0，在室B處，將40％的氯化鐵液以濃度為300ppm加入，在室C處把已降為3.2的PH值用氫氧化鈉調(diào)為6.0，接著將陰離子聚合物絮凝劑(“Evergrows A-151”，Ebara公司生產(chǎn)的聚丙烯酰胺的部分水解物)以3ppm的濃度加入到腔室D內(nèi)以產(chǎn)生絮凝物，絮凝物在室E內(nèi)熟化生長(zhǎng)然后在沉淀池F內(nèi)沉淀分離，上清液作為處理后的凈水排出。
本發(fā)明方法使用圖1所示的裝置，將相同水質(zhì)的廢水以同樣的速度引入室A內(nèi)，并將相同的氯化鐵液以200ppm的濃度加入廢水中，在室B，用從室A中移來(lái)的PH測(cè)試儀將廢水的PH值由3.5調(diào)整到4.5，在室C處加入氫氧化鈉，將廢水的PH值調(diào)整為6.0，接著將陰離子聚合物絮凝劑(“Evergrows A-151”，Ebara公司生產(chǎn)的聚丙烯酰胺的部分水解物)以2ppm的濃度加入到腔室D內(nèi)以產(chǎn)生絮凝物，絮凝物在室E內(nèi)熟化生長(zhǎng)，然后在沉淀池F內(nèi)沉淀分離，上清液作為處理后的凈水排出。
結(jié)果如表4所示。
表4本發(fā)明 對(duì)比文件處理前的COD值*1(mg/l)392 392處理后的COD值(mg/l) 182 218消除率(％)5444處理前的色度*1(-Los T400)0.72 0.72處理后的色度(-Los T400) 0.31 0.38消除率(％)5747處理前的SS*1(mg/l) 100 100處理后的SS(mg/l) 1020*1指用活性污泥法處理過(guò)的廢水
權(quán)利要求
1.一種廢水處理方法，包括向已用活性污法處理過(guò)的廢水中加入無(wú)機(jī)絮凝劑，調(diào)整廢水pH值至4.0-5.0，并保持此狀態(tài)至少一分鐘，調(diào)整廢水的PH值至5.5-9.0，然后加入陰離子聚合物絮凝劑以產(chǎn)生絮凝，分離出絮凝物獲得上清液。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其中加入的無(wú)機(jī)絮凝劑含有10-200mg/L的懸膠體。
3.如權(quán)利要求1所述方法，其中無(wú)機(jī)絮凝劑為鋁鹽或鐵鹽基絮凝劑。
4.如權(quán)利要求1所述方法，其中無(wú)機(jī)絮凝劑為氯化鐵。
5.如權(quán)利要求4所述方法，其中氯化鐵以100-300ppm的濃度加入。
6.如權(quán)利要求1所述方法，其中保持期間為2-10分鐘。
7.如權(quán)利要求1所述方法，其中向廢水中加入陰離子聚合物絮凝劑時(shí)的PH值為5.0-7.0。
8.如權(quán)利要求1所述方法，其中陰離子聚合物絮凝劑可以是選擇下列物質(zhì)中的一種藻酸鈉，羧甲基纖維素鈉，聚丙烯酸鈉，聚丙烯酰胺的部分水解物和馬來(lái)酸的共聚物。
9.如權(quán)利要求1所述方法，其中陰離子聚合物絮凝劑為聚丙烯酰胺的部分水解物。
10.如權(quán)利要求1所述方法，其中陰離子聚合物絮凝劑以0.5-3g/L的濃度加入。
全文摘要
本發(fā)明的方法其特征在于包括向已用活性污泥法處理過(guò)的廢水中加入無(wú)機(jī)絮凝劑,調(diào)整廢水pH值在4.0—5.0,并保持此pH值至少1分鐘,調(diào)整廢水pH值至5.0—9.0,然后加入陰離子聚合物絮凝劑以產(chǎn)生絮凝物并將該絮凝物分離出來(lái),獲得上清液。按照本發(fā)明,絮凝物可生長(zhǎng)很大,特別在其熟化過(guò)程中通過(guò)吸收細(xì)粒而不斷長(zhǎng)大。處理后的水的透明度有很大改善以及水質(zhì)如COD和色度也有改進(jìn)。而且,由于絮凝物的增大,沉淀度的改善也使得沉淀池的規(guī)模減小。
文檔編號(hào)C02F1/52GK1181355SQ9711927
公開(kāi)日1998年5月13日 申請(qǐng)日期1997年8月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月26日
發(fā)明者長(zhǎng)崎好美 申請(qǐng)人:味之素株式會(huì)社