一種低濃度有機物的核晶凝聚方法
2023-05-31 01:53:46
一種低濃度有機物的核晶凝聚方法
【專利摘要】一種低濃度有機物的核晶凝聚方法，首先將廢水預氧化，並投加絮凝劑使有機物脫穩形成高於等電點的電正性不溶性微粒；隨後，根據水中懸濁質濃度的高低，向水中投加帶電負性的成核物質，並調整系統流態使不溶性微粒與成核物質按照逐一附著凝聚模式，實現難沉澱有機質共存體系混凝處理與共聚沉澱，本發明通過預氧化提高有機物可凝聚性、優化混凝操作條件、增加成核物質，並輔以流態控制技術，實現水體中低濃度有機物的混凝去除，具有處理效率高，耗時短的優點。
【專利說明】—種低濃度有機物的核晶凝聚方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於水淨化【技術領域】，特別涉及一種低濃度有機物的核晶凝聚方法。
【背景技術】
[0002]混凝是一種去除水中懸浮物、膠體顆粒及大分子有機物的處理技術，一般認為混凝過程分為兩個階段:絮凝和凝聚。絮凝是指通過向水中投加絮凝劑與水中的細小顆粒、膠體以及溶解性大分子物質發生作用，改變其表面電荷性質促使該類物質相互聚集，形成細小微粒；凝聚是指在適當的水力剪切作用下，通過高分子物質吸附架橋，使絮凝中形成的微粒相互黏結形成更大尺度不溶顆粒的過程。混凝技術處理效果顯著、操作簡便、成本低廉，因此被廣泛應用於給水、工業廢水以及再生水處理領域。
[0003]廢水具有較高懸濁質濃度是保障混凝處理工藝效果的重要因素，對於低濁質、低濃度的有機廢水而言，常規混凝工藝的去除效果就變得相當有限。而此類廢水採用生物處理或是化學處理雖然能取得比較好的效果，但耗時長、流程複雜且非常不經濟。因此，開發出適合低濃度有機廢水的混凝去除技術對於降低該類廢水處理成本、提高廢水處理率、節省企業環保投入均具有重要意義。
【發明內容】
[0004]為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種低濃度有機物的核晶凝聚方法，通過預氧化提高有機物可凝聚性、優化混凝操作條件、增加成核物質，並輔以流態控制技術，實現水體中低濃度有機物的混凝去除，具有處理效率高，耗時短的優點。
[0005]為了實現上述目的，本發明採用的技術方案是:
[0006]一種低濃度有機物的核晶凝聚方法，首先將廢水預氧化，並投加絮凝劑使有機物脫穩形成高於等電點的電正性不溶性微粒；隨後，根據水中懸濁質濃度的高低，向水中投加帶電負性的成核物質，並調整系統流態使不溶性微粒與成核物質按照逐一附著凝聚模式，實現難沉澱有機質共存體系混凝處理與共聚沉澱。
[0007]所述廢水預氧化是在廢水中按照投加量2~5mg/L加入氧化劑，反應時間10~20mino
[0008]所述氧化劑為二氧化氯或次氯酸鈉。
[0009]所述投加絮凝劑過程中，維持攪拌強度300^1 < G < 400^，採用鋁鹽類絮凝劑，投加量控制在20~30mg/L，反應時間2~3min，所形成的不溶性微粒Zeta電位為5~20mv。
[0010]所述不溶性微粒粒徑3~10 μ m，顆粒表面Zeta電位為3~5mv。
[0011]所述成核物質表面Zeta電位為-10~_5mv，粒徑30~50μπι。
[0012]所述投加帶電負性的成核物質過程中，維持攪拌強度G=30~50s—1，成核物質為硅藻土，其顆粒表面Zeta電位為-25~-lOmv，投加量為3~10mg/L，反應時間為lmin。
[0013]所述實現混凝與共聚的過程中，投加高分子助凝劑，維持攪拌強度G=20~30s—1，持續時間3~5min ;然後維持攪拌強度G=15~20s_l，持續時間15~20min，所投加的助凝劑為陰離子型聚丙烯醯胺，投加量lmg/L。
[0014]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0015]1、本方法處理效率高，處理流程短；
[0016]2、本方法操作簡便，無需專業人員操作；
[0017]3、所採用的成核物質貨源充足、價格低廉，可以有效地控制整個處理工藝的成本。【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明結構示意圖，圖中大顆粒為成核物質，其周圍的小顆粒為電正性不溶性微粒。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例詳細說明本發明的實施方式。
[0020]實施例一
[0021]一種水中低濃度有機物的核晶凝聚技術和控制方法，包括如下步驟:
[0022]步驟一，針對有機質共存體系，向其中投加氧化劑並快速攪拌混合，反應20min，隨後，待處理水進入混凝反應器。其中氧化劑採用二氧化氯，投加量為2mg/L ；
[0023]步驟二，控制混凝反應器中的攪`拌強度，投加絮凝劑後進行反應，使有機物脫穩形成略高於等電點的電正性不溶性微粒。其中，攪拌強度維持在300^，採用鋁鹽類絮凝劑，投加量20mg/L,反應時間為2min,所形成的不溶性微粒Zeta電位為5mv ；
[0024]步驟三，降低反應器中攪拌強度，並根據水中懸濁質濃度高低向水中投加帶電負性的成核物質，使步驟二中形成的不溶性有機物微粒在成核物質表面逐一附著。其中，攪拌強度G=30s4，所投加的成核物質為硅藻土，其顆粒表面Zeta電位為_25mv，投加量為3mg/L，反應時間為lmin ；
[0025]步驟四，繼續降低反應器中攪拌強度，並向處理水中投加高分子助凝劑，利用其吸附架橋作用，將步驟三中所形成的顆粒絮體捕獲，在水力剪切作用下使絮體進一步密實化，易於從水中沉澱去除。其中，本階段的攪拌強度分別為6=20^，持續時間3min ;然後控制6=15^，持續時間15min，所投加的助凝劑為陰離子型聚丙烯醯胺，投加量lmg/L。
[0026]混凝與共聚過程如圖1所示，較小的電正性不溶性微粒由於吸附作用被較大的硅藻土吸附。
[0027]實施例二
[0028]一種水中低濃度有機物的核晶凝聚技術和控制方法，包括如下步驟:
[0029]步驟一，針對有機質共存體系，向其中投加氧化劑並快速攪拌混合，反應時間為20min，隨後，待處理水進入混凝反應器。其中氧化劑採用次氯酸鈉，投加量為5mg/L ；
[0030]步驟二，控制混凝反應器中的攪拌強度，投加絮凝劑後進行反應，使有機物脫穩形成略高於等電點的電正性不溶性微粒。其中，攪拌強度維持在400^，採用鋁鹽類絮凝劑，投加量控制在30mg/L,反應時間為3min,所形成的不溶性微粒Zeta電位為20mv ；
[0031]步驟三，降低反應器中攪拌強度，並根據水中懸濁質濃度高低向水中投加帶電負性的成核物質，使步驟二中形成的不溶性有機物微粒在成核物質表面逐一附著。其中，攪拌強度維持在6=5084左右，所投加的成核物質為硅藻土，其顆粒表面Zeta電位為-10mv，投加量為10mg/L,反應時間為lmin ；
[0032]步驟四，繼續降低反應器中攪拌強度，並向處理水中投加高分子助凝劑，利用其吸附架橋作用，將步驟三中所形成的顆粒絮體捕獲，在水力剪切作用下使絮體進一步密實化，易於從水中沉澱去除。其中，本階段的攪拌強度分別為6=30^，持續時間5min ;然後控制6=20^，持續時間20min，所投加的助凝劑為陰離子型聚丙烯醯胺，投加量lmg/L。
[0033]實施例三
[0034]一種水中低濃度有機物的核晶凝聚技術和控制方法，包括如下步驟:
[0035]步驟一，針對有機質共存體系，向其中投加氧化劑並快速攪拌混合，反應時間為15min，隨後，待處理水進入混凝反應器。其中氧化劑可採用二氧化氯、次氯酸鈉等，投加量為 4mg/L ；
[0036]步驟二，控制混凝反應器中的攪拌強度，投加絮凝劑後進行反應，使有機物脫穩形成略高於等電點的電正性不溶性微粒。其中，攪拌強度維持在350s—1，採用鋁鹽類絮凝劑，投加量控制在25mg/L，反應時間為2.5min，所形成的不溶性微粒Zeta電位為10mv ；
[0037]步驟三，降低反應器中攪拌強度，並根據水中懸濁質濃度高低向水中投加帶電負性的成核物質，使步驟二中形成的不溶性有機物微粒在成核物質表面逐一附著。其中，攪拌強度維持在6=4084左右，所投加的成核物質為矽`藻土，其顆粒表面Zeta電位為-20mv，投加量為6mg/L,反應時間為lmin ；
[0038]步驟四，繼續降低反應器中攪拌強度，並向處理水中投加高分子助凝劑，利用其吸附架橋作用，將步驟三中所形成的顆粒絮體捕獲，在水力剪切作用下使絮體進一步密實化，易於從水中沉澱去除。其中，本階段的攪拌強度分別為6=15^，持續時間4min ;然後控制GiSs—1，持續時間18min，所投加的助凝劑為陰離子型聚丙烯醯胺，投加量lmg/L。
【權利要求】
1.一種低濃度有機物的核晶凝聚方法，其特徵在於:首先將廢水預氧化，並投加絮凝劑使有機物脫穩形成高於等電點的電正性不溶性微粒；隨後，根據水中懸濁質濃度的高低，向水中投加帶電負性的成核物質，並調整系統流態使不溶性微粒與成核物質按照逐一附著凝聚模式，實現難沉澱有機質共存體系混凝處理與共聚沉澱。
2.根據權利要求1所述的低濃度有機物的核晶凝聚方法，其特徵在於，所述投加絮凝劑過程中，維持攪拌強度300s—1 < G < 400s—1，採用鋁鹽類絮凝劑，投加量控制在20~30mg/L,反應時間2~3min,所形成的不溶性微粒的Zeta電位為5~20mv。
3.根據權利要求1所述的低濃度有機物的核晶凝聚方法，其特徵在於，所述不溶性微粒粒徑3~10 μ m,顆粒表面Zeta電位為3~5mv。
4.根據權利要求1所述的低濃度有機物的核晶凝聚方法，其特徵在於，所述成核物質為娃藻土，粒徑30~50 μ m,其顆粒表面Zeta電位為-10~_5mv,投加量為3~10mg/L,反應時間為Imin。
5.根據權利要求1所述的低濃度有機物的核晶凝聚方法，其特徵在於，所述投加帶電負性的成核物質過程中，維持攪拌強度G=30~50s'
【文檔編號】C02F1/52GK103626273SQ201310690137
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月16日 優先權日:2013年12月16日
【發明者】金鵬康, 王曉昌, 任武昂, 金鑫 申請人:西安建築科技大學