專利名稱：生活污水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生活污水處理方法，屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
生活污水是人類生活過程中產(chǎn)生的污水，是水體的主要污染源之一。主要是糞便和洗滌污水。生活污水中含有大量有機(jī)物，如纖維素、淀粉、糖類和脂肪蛋白質(zhì)等；也常含有病原菌、病毒和寄生蟲卵；無機(jī)鹽類的氯化物、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸氫鹽和鈉、鉀、鈣、鎂等。 總的特點(diǎn)是含氮、含硫和含磷高。相比較于工業(yè)廢水，生活污水的水質(zhì)一般比較穩(wěn)定，濃度較低。
隨著城市化速度的加快和生活水平的提高，城市生活污水的排放量也逐年增加。 城市生活污水污染物含量主要是有機(jī)物，如淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)、纖維素、糖類、礦物油等，其中C0Dra、BODs, TKN(凱氏氮)、TN、TP也較高。生活污水經(jīng)一級(jí)物理處理、二級(jí)生化處理后 CODcr,BODs,TKN,NH3-N等大幅度降低，但TN、TP仍較高，排入水體后易造成水體的富營養(yǎng)化， 使藻類大量生長繁殖，造成赤潮和水華。藻類生物原生質(zhì)的組成是Cici6H263OlltlN16P，可知水中含少量的氮、磷就能促使藻類大量生長，而當(dāng)藻類代謝大量死亡時(shí)，就使水域水體腐敗發(fā)臭水質(zhì)惡化。
目前，對(duì)于生活污水的處理，一般采用生物處理法，即經(jīng)沉淀后，采用缺氧-好氧 (A/0)、厭氧-缺氧-好氧(Α/Α/0)或其他工藝進(jìn)行生化二級(jí)處理，但隨著水質(zhì)情況的不斷變化，有很多污水廠的處理能力無法達(dá)到國家現(xiàn)行的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，還需要通過物化方 法(三級(jí)處理)進(jìn)一步深度處理。在有效去除污水中多種污染物的同時(shí)，確保處理后出水水質(zhì)好且比較穩(wěn)定，使生化處理后的生活污水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)或污水回用標(biāo)準(zhǔn)。
為了提升出水品質(zhì)，生活污水經(jīng)生化處理后進(jìn)一步實(shí)施深度處理，即三級(jí)處理，目前常用使用的方法主要是化學(xué)混凝沉淀、過濾或吸附方法，其中，化學(xué)絮凝和吸附處理是該階段較常用手段，較多采用活性炭作吸附劑，雖然具有吸附能力強(qiáng)、去除效率高等優(yōu)點(diǎn)，但活性炭的價(jià)格較貴，再生處理要求較高，應(yīng)用受到一定的限制。
隨著污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，以及水資源回收利用的日益迫切，尋求既能提供較強(qiáng)吸附性能且價(jià)格低廉的吸附材料，對(duì)于吸附法在生活污水處理中的廣泛應(yīng)用具有重要的意義。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種生活污水的處理方法，尤其針對(duì)經(jīng)生化處理后的出水，通過使用硅酸鈣作為吸附材料，不僅對(duì)COD有比較高的脫出率，而且克服了現(xiàn)有技術(shù)中深度處理技術(shù)成本高的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了資源綜合利用，并且利于環(huán)保。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種生活污水的處理方法，包括向來自生化處理工序的生活污水中加入娃酸I丐，加入量為O. 1-1. 0g/100mL污水,并調(diào)節(jié)pH為2-12,使娃酸鈣在水中分散均勻，并維持15-90分鐘；過濾收集處理后的水。
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有生活污水深度處理技術(shù)，活性炭吸附技術(shù)成本高，不易二次利用等缺點(diǎn)，并且基于環(huán)保和廢物利用，采用硅酸鈣作為吸附材料，利用其比表面積較大，內(nèi)部微孔發(fā)育，價(jià)格低廉等特點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)生活污水深度處理的同時(shí)，也進(jìn)一步拓展了硅酸鈣的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其可以利用氧化鋁生產(chǎn)中產(chǎn)生的硅酸鈣副產(chǎn)物(實(shí)際上是廢棄物)，更實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用。因此，本發(fā)明的實(shí)施對(duì)生活污水的深度處理具有重要的意義。
硅酸鈣具有一定的酸堿緩沖性能，污水的pH在弱酸到酸堿性范圍內(nèi)基本上都可適用，所以，處理過程中只需根據(jù)水的具體性質(zhì)用適量酸或堿調(diào)整PH到這個(gè)范圍內(nèi)，即可滿足吸附過程的完成。在具體方案的探索中發(fā)現(xiàn)，吸附效果與操作成本等綜合因素考慮下， 調(diào)節(jié)物料的PH為4-8更為優(yōu)選，或調(diào)節(jié)物料的pH為6-8。
具體操作中，調(diào)節(jié)pH可以在硅酸鈣加入前或加入后。
本發(fā)明的方案包括將硅酸鈣吸附劑投入生化處理出水中，在室溫或處理環(huán)境的自然溫度下，維持有效振蕩或攪拌，使硅酸鈣在污水中被充分分散，利于提高吸附效果。具體操作中，可以使硅酸鈣在水中分散均勻，并維持15-90分鐘。更長的吸附處理時(shí)間理論上利于吸附效果的提升，但是從生產(chǎn)成本和實(shí)際操作的角度，90分鐘以上，吸附效果的提高已經(jīng)不再顯著。對(duì)于常規(guī)生化處理后的污水，使硅酸鈣在水中分散均勻，并維持45-60分鐘，已經(jīng)能夠滿足吸附要求。
本發(fā)明中，使用粒度細(xì)小的硅酸鈣，使硅酸鈣的比表面積和分散性能增強(qiáng)，可以較均勻地分布在污水中，利于在污水中發(fā)揮吸附功效。所以，在使用前，對(duì)硅酸鈣進(jìn)行適當(dāng)?shù)难心ゼ庸な怯欣?。并且，使硅酸鈣先被干燥到較低的含水量，利于掌握和準(zhǔn)確控制吸附劑的投加量，但不是必須。具體操作中，使用硅酸鈣為粒度小于80目的粉末狀，經(jīng)烘干處理后再投入污水中。
本發(fā)明使用的硅酸鈣吸附劑，可以是商購的化工原料，尤其可以使用在高鋁粉煤灰提取氧化鋁的生產(chǎn)中形成的副產(chǎn)物，其主要成分就是硅酸鈣，以前是作為廢棄物處置，但該副產(chǎn)物本身具有比表面積較大、內(nèi)部微孔發(fā)育的特性，提供用于生活污水處理工序，只需進(jìn)行必要的精制以及簡單的研磨、烘干處理，即可用于對(duì)生化處理后的生活污水進(jìn)行吸附處理。相比于化學(xué)混凝劑和活性鈣吸附劑，這種硅酸鈣吸附劑價(jià)格低廉，來源廣泛，研究和利用其吸附性能對(duì)于污水的深度處理和粉煤灰資源的綜合利用都具有重要的意義。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果
硅酸鈣的化學(xué)結(jié)構(gòu)決定了其具有一定的緩沖性能，適應(yīng)污水的pH范圍廣，對(duì)于經(jīng)生化處理后的生活污水中COD吸附去除率可達(dá)到50%以上，提供了一種深度處理生活污水的新工藝；
選用的硅酸鈣作為吸附材料，只需要簡單的研磨和必要的烘干即可，不需要復(fù)雜的預(yù)處理，改性等，處理成本低；
所使用的硅酸鈣可以選用粉煤灰提取高鋁粉后產(chǎn)生的工業(yè)廢棄物，硅酸鈣作為其中的主要成分，具有高比表面積，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，不僅對(duì)COD具有較好的去除效果，且可實(shí)現(xiàn)“以廢治廢”。


圖1為投加量對(duì)硅酸`鈣吸附COD的影響曲線圖2為振蕩時(shí)間對(duì)硅酸鈣吸附COD的影響曲線 圖3為pH對(duì)硅酸鈣吸附COD的影響曲線圖4吸附性能對(duì)比試驗(yàn)圖。
具體實(shí)施方式
以下通過具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)施方案和所產(chǎn)生的有益效果，但不能理解為對(duì)本發(fā)明實(shí)施范圍的任何限定。
實(shí)施例1
利用硅酸鈣吸附劑深度處理生活污水的方法，按照如下步驟處理
(I)將硅酸鈣研磨至通過80目篩，收集硅酸鈣粉末；
(2)將硅酸鈣粉末在120°C下烘干2小時(shí)，烘干溫度和時(shí)間以能達(dá)到硅酸鈣含水量低于5%為控制條件；
(3)將烘干后的硅酸鈣粉末按O. 1-1. 0g/100mL的投加量加入到經(jīng)生化處理的生活污水的出水中，調(diào)節(jié)污水pH值為2-12(可以根據(jù)水的性質(zhì)用H2SO4或NaOH調(diào)節(jié))，在環(huán)境溫度下使硅酸鈣充分混合反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水中污染物的吸附。
試驗(yàn)例
為了確定利用硅酸鈣深度處理生活污水的最佳條件，首先通過靜態(tài)試驗(yàn)，研究了不同投加量、不同pH、不同振蕩時(shí)間下，硅酸鈣對(duì)生活污水生化出水吸附性能。
1、硅酸鈣的預(yù)處理和試驗(yàn)用水的來源
將硅酸鈣研磨至80目以下(能通過80目分樣篩)，并烘干至含水量在5%以下備用。
試驗(yàn)用水取包頭市某城市污水處理廠二沉池出水(生化處理池出水)作為試驗(yàn)用水。2、硅酸鈣投加量對(duì)吸附COD的影響
取6個(gè)錐形瓶，每個(gè)錐形瓶中加入IOOmL污水，依次在錐形瓶中加入硅酸鈣O. 10g、O.20g、0. 40g、0. 60g、0. 80g、1. OOg,然后振蕩lh，靜置后過濾測定相應(yīng)的指標(biāo)，所得結(jié)果如圖1所示。
結(jié)果表明C0D的去除率隨著硅酸鈣的投加量的增加而呈先增加后減少的趨勢， 綜合考慮試驗(yàn)效果變化幅度與藥劑投加的費(fèi)用，確定投加量為0. 2g/100mL時(shí)，為硅酸鈣吸附生活污水生化出水中COD的優(yōu)選投加量。
3、振蕩時(shí)間對(duì)硅酸鈣吸附COD的影響
分別向每個(gè)盛有IOOmL污水的錐形瓶中加入0. 2g硅酸鈣，然后按編號(hào)依次振蕩 15min、30min、45min、60min、75min、90min,靜置后過濾測定相應(yīng)的指標(biāo),所得結(jié)果如圖2所/Jn ο
結(jié)果表明隨著振蕩時(shí)間的增加硅酸鈣對(duì)生活污水中COD的去除率呈先增加后減小的趨勢，當(dāng)振蕩時(shí)間為60min時(shí)，COD去除率達(dá)到最大，其值為59. 42%。一般認(rèn)為，吸附速度主要由膜擴(kuò)散速度或孔隙擴(kuò)散速度來控制，吸附質(zhì)與吸附劑要有足夠的接觸時(shí)間，才能達(dá)到吸附平衡，即同等加入量以及同樣PH條件下，在振蕩時(shí)間為60min時(shí)，硅酸鈣對(duì)有機(jī)物的吸附可以認(rèn)為基本達(dá)到了平衡。
4、pH對(duì)硅酸鈣吸附COD的影響
分別將污水調(diào)至pH值為2. 0,4. 0,6. 0,8. O、10. O、12. 0，然后向每個(gè)盛有IOOmL污水的錐形瓶中投入O. 2g的硅酸鈣，振蕩lh，靜置后過濾測定相應(yīng)的指標(biāo)，所得結(jié)果如圖3所/Jn ο
結(jié)果表明硅酸鈣對(duì)生活污水生化出水中COD的去除率隨著pH的升高而呈先增加后減小的趨勢。當(dāng)PH為6時(shí)，硅酸鈣對(duì)COD的吸附量達(dá)到最大，COD去除率為54. 97%，其原因是在酸性條件下，硅酸鈣析出的Ca2+具有一定的絮凝沉淀作用，從而增強(qiáng)了其對(duì)有機(jī)物的去除。從對(duì)COD的去除效果和投加酸堿的成本綜合考慮，選擇pH=6為硅酸鈣吸附生活污水生化出水中有機(jī)物的優(yōu)選pH條件。
5、吸附性能對(duì)比試驗(yàn)
取3個(gè)錐形瓶分別盛IOOml污水，然后分別稱取O. 6g的活性炭，粉煤灰，硅酸鈣加入錐形瓶中，在室溫條件下，振蕩45min后靜置，將其過濾后進(jìn)行COD測定，并計(jì)算去除率， 所得結(jié)果如圖4所示(從左到右依次為硅酸鈣、粉煤灰及活性炭)。
從圖4可以看出，對(duì)于污水COD的去除率，活性炭的去除率最高，其值為44. 29%，硅酸鈣次之，值為33. 71%，粉煤灰較差，僅為25. 71。活性炭雖具有較好的吸附性能，但其價(jià)格昂貴且再生困難，難以廣泛使用；而硅酸鈣對(duì)COD去除效果雖較活性炭差，但優(yōu)于粉煤灰， 而且成本低廉， 因此，綜合考慮環(huán)境效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，認(rèn)為硅酸鈣具有作為吸附劑使用的可行性。
權(quán)利要求
1.生活污水的處理方法，其特征在于，包括向來自生化處理工序的生活污水中加入硅酸鈣，加入量為O. l-ι. 0g/100mL生活污水，并調(diào)節(jié)pH為2-12，使硅酸鈣在水中分散均勻， 并維持15-90分鐘；過濾收集處理后的水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生活污水的處理方法，其特征在于，所述硅酸鈣的加入量為O.2-0. 6 g/100mL 污水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生活污水的處理方法，其特征在于，調(diào)節(jié)pH為4-8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生活污水的處理方法，其特征在于，硅酸鈣在水中分散均勻， 維持30-75分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生活污水的處理方法，其特征在于，所述硅酸鈣為粒度小于 80目的粉末。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生活污水的處理方法，其特征在于，調(diào)節(jié)物料的pH為6-8。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的生活污水的處理方法，其特征在于，硅酸鈣在水中分散均勻，維持45-60分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生活污水的處理方法，屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。本發(fā)明向來自生化處理工序的生活污水中加入硅酸鈣，加入量為0.1-1.0g/100mL生活污水，并調(diào)節(jié)pH為2-12，使硅酸鈣在水中分散均勻，并維持15-90分鐘；過濾收集處理后的水。本發(fā)明使用的硅酸鈣來自高鋁粉煤灰提取氧化鋁技術(shù)的副產(chǎn)物，具有比表面積較大，內(nèi)部微孔發(fā)育，價(jià)格低廉等特點(diǎn)，不僅對(duì)COD有比較高的脫出率，而且克服了現(xiàn)有技術(shù)中深度處理技術(shù)成本高的缺點(diǎn)，也實(shí)現(xiàn)了資源綜合利用，并且利于環(huán)保。
文檔編號(hào)C02F1/28GK103058312SQ20131000758
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者韓劍宏, 孫俊民, 劉派, 張戰(zhàn)軍, 馬莉, 楊冬梅, 張婷婷, 黃永海 申請人:內(nèi)蒙古科技大學(xué)