專利名稱:一種氣浮凈水殘?jiān)逶拿撍に嚨闹谱鞣椒?br>技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明利用負(fù)載高鐵酸鹽處理氣浮凈水殘?jiān)辉逶拿撍幚砉に?，并涉及光催化技術(shù)處理藻渣壓濾出水工藝。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及藻渣脫水的應(yīng)用，在此特別說明本發(fā)明處理的對(duì)象是指含藻原水經(jīng)過氣浮處理后得到的含水率97%左右的廢渣，簡(jiǎn)稱藻渣，而不是處理含藻水體中的藻類。藻餅是指藻渣經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾后得到的含水率為70%塊狀藻渣。目前，工業(yè)用水給水站和自來水廠等在處理高含藻原水時(shí)一般采用混凝、氣浮、過濾、消毒的凈水工藝，該工藝在氣浮除藻過程中產(chǎn)生大量的藻渣，藻渣的主要成分是藻，另外還含有一些動(dòng)植物的尸體、有機(jī)物的碎屑、無機(jī)離子等物質(zhì)。長(zhǎng)期研究表明，藻渣較難處理的原因有兩點(diǎn)(I)濕藻渣的含水率97%，藻渣與水形成一個(gè)比較穩(wěn)定的體系，難以分離。
(2)藻渣量大、運(yùn)輸困難，難以找到有效的處理途徑。
目前，國(guó)內(nèi)外已有不少除去含藻水體中藻類的研究，但是很少有對(duì)藻渣脫水的研究。氣浮過程中產(chǎn)生的藻渣一直是困擾工業(yè)用水給水站和自來水廠藻類廢棄物處理的難題。十余年來雖經(jīng)多方努力仍未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展?！对颇洗髮W(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》2006年01期和02期報(bào)道了王家強(qiáng)等人用Fe3+及氯化物去除藻渣的應(yīng)用，用Fe3+處理藻渣，藻渣質(zhì)量減少約50% ;用含氯化合物處理藻渣，藻渣質(zhì)量減少約60%0但是氯離子會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生一定程度的污染。曾波等人在公開號(hào)為CN1155529的專利中提出將藻渣或者污泥制備成復(fù)合肥料，其工藝路線為首先以加熱的方法對(duì)藻渣干燥，經(jīng)活化后，再按一定比例加入氮、磷、鉀等物質(zhì)并通過擠壓造粒的方式制成復(fù)合肥。此工藝不但消耗熱能，而且工序繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)；于衍真等人在《磚瓦》2011年04期發(fā)表“利用氣浮藻渣制作路面磚的研究”的文章把藻渣燃燒后作為路面磚，此方法可能存在著空氣污染等問題；胡明明等人在申請(qǐng)?zhí)枮?01010000189. 6的專利中提出了一種規(guī)?；?、工程化處理高濃度藻漿的藻水分離工藝，該工藝將需要處理的藻漿泵入藻漿池后，再經(jīng)泵吸進(jìn)管道混凝器對(duì)藻漿、混凝劑進(jìn)行混凝反應(yīng)后，輸入二級(jí)氣浮分離池進(jìn)行藻水分離、脫水。該工藝處理過程繁瑣，并且僅能處理含固率為O. 5% —1. 5%藻漿，而對(duì)已經(jīng)氣浮工藝產(chǎn)生的藻渣并沒有好的處理效果。楊文進(jìn)等在《給水排水》2008年12期發(fā)表的“氣浮池藻渣成分及處置方法”的文章中提到利用氧化鈣和混凝劑經(jīng)混凝作用，再經(jīng)板框壓濾機(jī)對(duì)藻渣進(jìn)行處理，經(jīng)過該工藝處理可使含水率96%的藻渣最終得到含水率80%的藻渣。但是，該方法對(duì)壓濾出水的pH等指標(biāo)沒有提及，且含水率高于80%的藻渣不能成型。因此，該方法在工業(yè)化和規(guī)模化應(yīng)用方面可能存在問題。目前，一些水處理單位已開始采用含鐵化合物或者高鐵酸鹽殺死藍(lán)藻，但利用高鐵酸鹽處理藻渣的文獻(xiàn)和工藝還未見報(bào)道。
高鐵酸鹽是一種六價(jià)鐵的化合物，是綠色、無污染、高選擇性、高活性的強(qiáng)氧化劑，在整個(gè)pH范圍內(nèi)都具有氧化性，能與許多無機(jī)和有機(jī)還原劑反應(yīng)。高鐵酸根(FeO42O反應(yīng)后，最終產(chǎn)物是無毒的且能產(chǎn)生聚合絮凝作用Fe3+，可以進(jìn)一步去除水中有機(jī)污染物，具有環(huán)境友好的氧化劑特征。另外，高鐵酸鹽還對(duì)絕大數(shù)微生物有極強(qiáng)的抑制作用。因此，高鐵酸鹽是一種集消毒、氧化、混凝、吸附為一體的多功能水處理劑，在水處理方面具有很好的應(yīng)用前景。
光催化技術(shù)是現(xiàn)今研究的前沿與熱點(diǎn)領(lǐng)域，已有關(guān)于光催化技術(shù)應(yīng)用的報(bào)道中，主要用光催化技術(shù)對(duì)紗窗、空氣等消毒，或用納米二氧化鈦?zhàn)鳛槲鬯緞┨幚砩钗鬯取１景l(fā)明所涉及的光催化技術(shù)是將自主研發(fā)的植物皮、膜為模板制備介孔二氧化鈦光催化劑涂在光催化水處理設(shè)備內(nèi)部形成光催化涂層。光催化材料在紫外光照射下，產(chǎn)生活潑的羥基自由基，活潑羥基自由基具有強(qiáng)氧化性，從而降低水體中的有機(jī)物和消毒殺菌。光催化設(shè)備具有占地面積小、處理效果好、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。
申請(qǐng)人:在前期研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了利 用負(fù)載高鐵酸鹽作為藻渣脫水劑處理氣浮除藻過程所產(chǎn)生的藻渣的工藝。最終得到藻渣含水率小于70%的渣餅，實(shí)現(xiàn)了藻渣的深度脫水和渣與水的有效分離，壓濾出水通過光催化處理實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放或循環(huán)利用。與傳統(tǒng)的處理方法相比，本發(fā)明使用無機(jī)高鐵酸鹽和光催化技術(shù)，對(duì)環(huán)境無污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高效、低投資、操作方便的藻渣脫水工藝，且對(duì)壓濾出水進(jìn)行處理，不對(duì)環(huán)境造成二次污染。處理的藻渣取自昆明市某自來水廠、某工廠滇池水取水站等氣浮產(chǎn)生的藻渣，處理后藻渣含水率小于70%。并且對(duì)藻渣壓濾出水經(jīng)光催化設(shè)備處理，實(shí)現(xiàn)了出水的回收利用，環(huán)保又經(jīng)濟(jì)。本發(fā)明涉及兩項(xiàng)專利王家強(qiáng)，劉士清，治理污染水體的原位置換裝置，實(shí)用新型專利，(授權(quán)ZL200720105207. O),申請(qǐng)日2007. 12. 4，授權(quán)日2008. 10. 15 (該項(xiàng)目在第十八界全國(guó)發(fā)明展覽會(huì)上獲銅獎(jiǎng))；王家強(qiáng)等，以植物皮、膜為模板制備介孔二氧化鈦光催化劑的方法(已授權(quán)ZL200710065939. 6)。
本發(fā)明相比背景技術(shù)中的處理方法，有如下優(yōu)點(diǎn)1、加入的高鐵酸鹽脫水劑是一種綠色無污染、集消毒、氧化、混凝、吸附為一體的多功能水處理劑，具有很大的環(huán)保價(jià)值。2、經(jīng)過該工藝處理后，渣餅的含水率小于70%。方便運(yùn)輸并可作為肥料，具有實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。3、本工藝用光催化設(shè)備處理壓濾壓濾出水，壓濾出水經(jīng)處理后可以排放或者返回再利用，無二次污染。
本發(fā)明的技術(shù)方案是第一步，脫水劑投加與藻渣壓濾，將藻渣泵入攪拌池，加入藻渣脫水劑攪拌均勻，反應(yīng)15分鐘后，通過壓濾脫水裝置得到含水率70%左右的藻餅；第二步，光催化技術(shù)處理壓濾出水。工藝流程見
1。
現(xiàn)詳細(xì)說明本發(fā)明技術(shù)方案
第一步藥劑投加與藻洛壓濾
將氣浮過程中產(chǎn)生的藻渣槳液經(jīng)泵泵入攪拌器，根據(jù)藻渣性質(zhì)波動(dòng)，藻渣與加入高鐵酸鹽的質(zhì)量比為100: f 150:1。攪拌均勻并反應(yīng)15分鐘后，將渣水混合液用泵打入板框式壓濾機(jī)脫水，直至板框不再出水時(shí)放板取樣。氣浮藻渣中的藻類、水中顆粒雜質(zhì)和絮凝劑之間相互包裹、纏繞，并在靜電吸引力和分子間力的共同作用下，形成了細(xì)胞內(nèi)外含水率高、處于飽和的穩(wěn)定狀態(tài)。藻渣的含水率97%左右，具有結(jié)構(gòu)稀疏、難于脫水的特點(diǎn)。圖2為經(jīng)氣浮處理產(chǎn)生的藻渣圖，圖3為某水處理站的藻渣。使用高鐵酸鹽進(jìn)行處理后，通過電性中和、強(qiáng)氧化和微絮凝的共同作用，靜電吸引力被中和，分子間范德華力被破壞，藻渣結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本變化。通過壓濾脫水裝置處理，含水率70%左右，實(shí)現(xiàn)深度脫水以及渣與水的有效分離。圖4為藻渣經(jīng)壓濾脫水處理后藻渣的圖片，為結(jié)實(shí)的藻餅。經(jīng)過該工藝處理的藻渣具有運(yùn)輸方便、可以作為燃料或肥料的優(yōu)勢(shì)。
第二步光催化技術(shù)處理壓濾出水
藻渣壓濾的出水經(jīng)過光催化水處理設(shè)備，設(shè)備內(nèi)部涂有的自主研發(fā)的植物皮、膜為模板制備介孔二氧化鈦光催化劑在紫外燈照射下發(fā)生反應(yīng)，利用其產(chǎn)生的羥基自由基的強(qiáng)氧化性去除水體中的有機(jī)物和對(duì)水體進(jìn)行消毒殺菌，從而使壓濾出水經(jīng)光催化處理可后能達(dá)標(biāo)排放或循環(huán)再利用。某次藻渣壓濾出水光催化處理前后的的水質(zhì)指標(biāo)如下表1:
表1光催化處理前后水質(zhì)分析指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種氣浮凈水殘洛一藻渣的處理工藝，其特征在于第一步，脫水劑投加與藻渣壓濾，其中脫水劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的高鐵酸鹽；第二步，采用光催化技術(shù)處理壓濾出水。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的處理工藝，其特征在于所述的藻渣是含藻水體經(jīng)過氣浮處理后得到的含水率97%左右的廢渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的處理工藝，其特征在于所述藻渣與加入脫水劑的質(zhì)量比為100:Γ 50:1ο
4.根據(jù)權(quán)利要求
均勻后反應(yīng)15分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求
濾機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
濾機(jī)不再出水。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的處理工藝，其特征在于所述藻渣與脫水劑需攪拌混合，攪拌 I所述的處理工藝，其特征在于所述用于藻渣壓濾的設(shè)備為板框壓 5所述的處理工藝，其特征在于所述藻渣壓濾完成的標(biāo)志為板框壓 I所述的工藝，其特征在于所述的光催化技術(shù)為光催化水處理設(shè)備結(jié)合植物皮、膜為模板制備介孔二氧化鈦光催化劑。
專利摘要
本發(fā)明是對(duì)氣浮凈水產(chǎn)生殘?jiān)逶拿撍幚砉に?。含水?7%的濕藻渣經(jīng)過該工藝處理最終得到含水率小于70%的渣餅，既方便運(yùn)輸并可作為肥料。另外，本發(fā)明采用光催化技術(shù)對(duì)藻渣處理過程中產(chǎn)生的壓濾出水進(jìn)行處理。光催化技術(shù)不但降解水體中的有機(jī)物，還能對(duì)水體殺菌消毒。處理后的水達(dá)標(biāo)排放。該發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、效率高、成本低、操作方便、綠色環(huán)保無二次污染。
文檔編號(hào)C05F7/00GKCN102992579SQ201210585286
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月31日
發(fā)明者王家強(qiáng), 王 義, 姜亮 申請(qǐng)人:云南大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan