專利名稱：一種改性助沉劑強化絮凝/混凝處理污水方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種去除水中雜質的處理方法，特別是通過添加改性助沉劑利用絮凝 /混凝沉淀作用去除水中懸浮物和膠體等雜質的處理方法，屬于給排水技術和環(huán)境保護技 術領域。
背景技術：
絮凝/混凝作用是通過添加化學藥劑而改變膠體顆粒的表面特性，使分散的膠體 顆粒聚集形成大顆粒物而沉淀(或上浮)，其作用機理主要有電性中和/吸附、吸附架橋、 卷掃絮凝等。在當今水處理絮凝/混凝過程中，根據(jù)需要加入適當?shù)闹羷?，往往可以改?絮凝/混凝效果、減少沉淀時間。根據(jù)物質沉淀理論，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的二次方成正比，所以增加顆粒 直徑是提高沉降速度的有效途徑。同時，加入適量的顆粒助沉劑可成為絮凝/混凝過程的 晶核，能使細小的絮體或沉淀顆粒凝聚增大，達到加快沉降速度和改善絮凝/混凝效果的 目的，并能使沉淀物含水量減少，使出水各項技術指標進一步得到提高，是一個投資相對較 少、收益相對較高的方法。顆粒助沉劑的助沉基本原理是通過物理和化學吸附，破壞懸浮物 的平衡，把懸浮物吸附在助沉劑顆粒周圍，形成以助沉劑顆粒為中心的大顆粒基團。這種基 團顆粒相對較大，密度較高，容易快速沉淀。石英砂是廢水處理中常用的助沉劑，其優(yōu)點是價格低廉，來源充足，適用范圍廣， 密度大，因而在水處理中得到廣泛應用。水處理中通常使用石英砂作為助沉劑的添加方法 是在含有懸浮顆粒等雜質的待處理水中直接投加，攪拌過程中加入化學絮凝/混凝劑進 行絮凝/混凝，絮凝/混凝后靜止沉淀、固液分離。通過對這種處理方法后產(chǎn)生的沉淀物在 顯微鏡下觀察可以發(fā)現(xiàn)，沉淀物中大部分石英砂助沉劑顆粒表面上懸浮物吸附率不高或者 沒有產(chǎn)生吸附，產(chǎn)生吸附的石英砂表面吸附到的懸浮物也只有顆粒表面很薄的一層，這是 由于石英砂顆粒的晶體結構決定了石英砂顆粒的比表面積較小，孔隙不多，吸附能力不強。 這種現(xiàn)象造成生產(chǎn)成本的浪費和生產(chǎn)工藝復雜化及工藝處理時間增長。因此工業(yè)應用上，急需開發(fā)一種廉價易得且具有較大吸附面積和強吸附能力助沉 劑，加快助沉速度，減少助沉劑用量，增強水處理效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高分子絮凝/混凝劑包裹石英砂強化助沉處理方法，其 特點是費用低，處理效率高，可縮短處理時間及減少助沉劑用量。尤其適合水中含有密度過 小、沉降速度過慢的懸浮物和膠體雜質的處理。針對石英砂助沉劑吸附效率低、顆粒表面吸附能力差的問題，本發(fā)明提出一種新 的污水處理技術方案將粒度為50目 300目的助沉劑在濃度為0. 5%的有機高分子絮凝/混凝 劑溶液中浸泡0. 5分鐘 48小時后得到改性助沉劑，所述的助沉劑浸泡過程中助沉劑和有機高分子絮凝劑溶液的質量體積比為0. 5 5kg/10L，所述助沉劑為石英砂顆粒物、沸石、 磁鐵礦、河沙或其他選礦尾礦顆粒，所述的有機高分子絮凝劑主要為聚丙烯酰胺類高分子 絮凝劑。將粒度為50目 300目的助沉劑在濃度為0. 5%的有機高分子絮凝/混凝 劑溶液中浸泡0. 5分鐘 48小時后得改性助沉劑，然后將改性助沉劑選擇投加時間投入待 處理水中，慢速攪拌0. 5 30分鐘，轉速控制在20 lOOr/min，使預處理過的助沉劑與污 水中的懸浮物充分接觸絮凝/混凝，最后停止攪拌，靜止沉淀0. 5 60分鐘，固液分離。所述的助沉劑浸泡過程中助沉劑和有機高分子絮凝劑溶液的質量體積比為 0.5 5kg/10L，且根據(jù)待處理水性質不同，投入改性助沉劑的量與污水的質量比例為 0. lkg 50kg/t 水。所述改型助沉劑在水或廢水處理時可單獨使用或與絮凝/混凝劑配合使用，配合 使用選擇投加時間是根據(jù)污水性質不同，可以分別選擇在絮凝/混凝的前期、中間過程中 和后期進行投加。助沉劑為石英砂顆粒物、沸石、磁鐵礦、河沙或其他選礦尾礦顆粒。改型助沉劑制備時所采用的有機高分子絮凝劑，主要為聚丙烯酰胺類高分子絮凝 劑。改性助沉劑的投加可以是一次性加入，也可以是分次分批加入的。本發(fā)明所述的浸泡過程中石英砂助沉劑和有機高分子絮凝/混凝劑溶液的質量 體積比為0. 5 5Kg/10L。根據(jù)待處理水性質不同，投入制得新型助沉劑與污水的質量比例 為 0. lkg 50kg/1 水。本發(fā)明所述的選擇投加時間是根據(jù)污水性質不同，新型助沉劑投加可以分別選擇 在絮凝/混凝的前期、中間過程中和后期進行。為了保證絮凝/混凝反應完全，本新型助沉劑可單獨使用或與絮凝/混凝劑配合 使用，捕捉污水中懸浮物顆粒或絮體，使之附著在以新型助沉劑為核心的顆粒上，形成更大 的絮團，達到提高水處理絮凝/混凝效果的目的。通過調整石英砂與絮凝/混凝劑溶液的比例、有機高分子絮凝/混凝劑溶液的濃 度以及浸泡時間，使兩者以合適的形態(tài)結合成為新型助沉劑。該新型助沉劑具有石英砂顆 粒核心，其密度與直徑遠大于污水中的懸浮物質，可以加速水中懸浮污染顆粒和絮體的沉 降。同時由于石英砂顆粒表面吸附了適量有機高分子絮凝劑長鏈，顆粒比表面積變大，有機 高分子絮凝劑支鏈上的眾多基團更有利于捕捉污水中的懸浮物。因此，該新型助沉劑的吸 附和捕捉能力得到大幅度提高。本發(fā)明所述的新型助沉劑除采用石英砂顆粒物外，也可采用其他礦物顆粒作為助 沉劑，如沸石、磁鐵礦、河沙等。本發(fā)明所述的新型助沉劑制備時所采用的有機高分子絮凝劑，主要為聚丙烯酰胺 類高分子絮凝劑。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明所述改性助沉劑的網(wǎng)狀結構使其吸附面積更大，吸附和捕捉水中懸浮物質 的能力更強。本發(fā)明所述改性助沉劑利用有機高分子絮凝/混凝劑支鏈基團進行吸附，相對其他助沉劑表面吸附原理，對水中懸浮物質吸附更加牢固。本發(fā)明處理方法可使水中懸浮物質形成的絮團直徑大，密度高，沉降速度快。本發(fā)明處理方法可使水中懸浮物質形成的絮團結構緊密，含水率低，處理效果好。本發(fā)明處理方法適用范圍廣，既可用于給水處理，也可用于污、廢水處理，并且可 以減少水處理過程中絮凝/混凝劑用量。通過實驗證明，本發(fā)明能夠使沉淀物的含固率增加30% 60%，沉降時間減少 40% 65%，從而達到加快反應速度和減少絮凝/混凝劑用量的目的。
具體實施例方式以下結合實施事例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。實施例1 對某含細小懸浮物的工業(yè)廢水A進行絮凝/混凝處理。對石英砂助沉劑進行預處理。將粒度為300目 200目的石英砂助沉劑在濃度為 的有機高分子絮凝劑的溶液中浸泡15分鐘，石英砂與有機高分子絮凝劑溶液的質量體
積比為3kg/10L。將本新型助沉劑與絮凝/混凝劑投入污水中，投加石英砂量與污水的比例為 10kg/t水。慢速攪拌3分鐘，轉速控制在30r/min。與絮凝/混凝劑結合使用本助沉劑，在污水絮凝/混凝時前期加入本助沉劑，沉淀 池中污水水力停留時間為30分鐘，懸浮物去除率98. 7%。實施例2 對某含細小懸浮物的選礦廢水B進行絮凝/混凝處理。對石英砂助沉劑進行預處理。將粒度為200目 100目的石英砂助沉劑在濃度為 0. 的有機高分子絮凝劑溶液中浸泡3分鐘，石英砂與有機高分子絮凝劑溶液的質量體 積比為5kg/10L。將新型助沉劑投入選礦廢水中，投加石英砂量與廢選礦水的比例為10kg/t水。慢 速攪拌10分鐘，轉速控制在80r/min。與絮凝/混凝劑結合使用本助沉劑，在絮凝/混凝后期加入本助沉劑。沉淀池中 選礦廢水水力停留時間為50分鐘，懸浮物去除率97. 1%實施例3 對某含細小懸浮物的生活污水C進行絮凝/混凝處理。對石英砂助沉 劑進行預處理。將粒度為300目 200目的石英砂助沉劑在濃度為0.5%的有機高分子絮 凝劑溶液中浸泡30分鐘，石英砂與有機高分子絮凝劑溶液的質量體積比為3kg/10L。將新型助沉劑與絮凝劑投入生活污水中，投加石英砂量與污水的比例為2kg/t 水。慢速攪拌2. 5分鐘，轉速控制在50r/min。與絮凝結合使用本助沉劑，在絮凝中間過程中加入本助沉劑，沉淀池中污水水力 停留時間為30分鐘，懸浮物去除率99. 2%實施例4 對某高濃度難處理含細小懸浮物的選礦廢水D進行絮凝/混凝處理。對石英砂助沉劑進行預處理。將粒度為100目的石英砂助沉劑在濃度為0. 3%的 有機高分子絮凝劑溶液中浸泡24小時，石英砂與有機高分子絮凝劑溶液的質量體積比為 2kg/10L。將新型助沉劑與絮凝劑投入選礦廢水中，投助沉劑與選礦廢水的比例為20kg/t。 慢速攪拌2分鐘，轉速控制在60r/min。
與絮凝/混凝劑結合使用本助沉劑，在選礦廢水絮凝/混凝中間過程中分三次加 入本助沉劑，沉淀池中污水水力停留時間為20分鐘，懸浮物去除率98. 8%。
權利要求
一種改性助沉劑強化絮凝/混凝處理污水方法，其特征是將粒度為50目～300目的助沉劑在濃度為0.1％～5％的有機高分子絮凝/混凝劑溶液中浸泡0.5分鐘～48小時后得到改性助沉劑，所述的助沉劑浸泡過程中助沉劑和有機高分子絮凝劑溶液的質量體積比為0.5～5kg/10L，所述助沉劑為石英砂顆粒物、沸石、磁鐵礦、河沙或其他選礦尾礦顆粒，所述的有機高分子絮凝劑主要為聚丙烯酰胺類高分子絮凝劑。
2.一種改性助沉劑強化絮凝/混凝處理污水的方法，其特征是將粒度為50目 300 目的助沉劑在濃度為0. 1 % 5 %的有機高分子絮凝/混凝劑溶液中浸泡0. 5分鐘 48小 時后得改性助沉劑，然后將改性助沉劑選擇投加時間投入待處理水中，慢速攪拌0. 5 30 分鐘，轉速控制在20 lOOr/min，使預處理過的助沉劑與污水中的懸浮物充分接觸絮凝/ 混凝，最后停止攪拌，靜止沉淀0. 5 60分鐘，固液分離。
3.按權利要求2所述的改性助沉劑強化絮凝/混凝處理污水的方法，其特征是所述 的助沉劑浸泡過程中助沉劑和有機高分子絮凝劑溶液的質量體積比為0. 5 5kg/10L，且 根據(jù)待處理水性質不同，投入改性助沉劑的量與污水的質量比例為0. lkg 50kg/t水。
4.按權利要求2所述的改性助沉劑強化絮凝/混凝處理污水的方法，其特征是所述 改型助沉劑在水或廢水處理時可單獨使用或與絮凝/混凝劑配合使用，配合使用選擇投加 時間是根據(jù)污水性質不同，可以分別選擇在絮凝/混凝的前期、中間過程中和后期進行投 加。
5.按權利要求2所述的的改性助沉劑強化絮凝/混凝處理污水的方法，其特征是助 沉劑為石英砂顆粒物、沸石、磁鐵礦、河沙或其他選礦尾礦顆粒。
6.按權利要求2所述的有機高分子絮凝劑，其特征是改型助沉劑制備時所采用的有 機高分子絮凝劑，主要為聚丙烯酰胺類高分子絮凝劑。
7.按權利要求2所述的改性助沉劑投入待處理水中投加方法，其特征是改性助沉劑 的投加可以是一次性加入，也可以是分次分批加入的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過添加改性助沉劑利用絮凝/混凝沉淀作用去除水中懸浮物和膠體等雜質的處理方法，屬于給排水技術和環(huán)境保護技術領域。將粒度為50目到300目之間的石英砂顆粒助沉劑在濃度為0.1％～5％的有機高分子絮凝/混凝劑溶液中浸泡0.5分鐘～48小時，經(jīng)過浸泡的石英砂表面包裹吸附一層有機高分子絮凝/混凝劑的分子長鏈；將處理后的顆粒助沉劑選擇投加時間投入待處理水中，慢速攪拌0.5～30分鐘，轉速控制在20～100r/min，使預處理過的顆粒助沉劑與污水中的懸浮物充分接觸；停止攪拌，靜止沉淀1～60分鐘進行固液分離，就可高效聚沉去除污水中的懸浮物。本發(fā)明助沉劑捕捉能力強，絮團結構穩(wěn)定，含水率低，絮團沉降迅速快，處理效果好，可明顯降低絮凝/混凝劑用量或提高絮凝/混凝效果。
文檔編號C02F1/56GK101948158SQ20101027845
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權日2010年9月10日
發(fā)明者安正陽, 徐曉軍, 李新征, 白榮林, 羅發(fā)生, 陳映雪 申請人:昆明理工大學