一種氣浮淨水殘渣—藻渣的脫水工藝的製作方法
2023-06-11 08:14:56 1
專利名稱:一種氣浮淨水殘渣—藻渣的脫水工藝的製作方法
技術領域：
本發明利用負載高鐵酸鹽處理氣浮淨水殘渣一藻渣的脫水處理工藝，並涉及光催化技術處理藻渣壓濾出水工藝。
背景技術：
本發明涉及藻渣脫水的應用，在此特別說明本發明處理的對象是指含藻原水經過氣浮處理後得到的含水率97%左右的廢渣，簡稱藻渣，而不是處理含藻水體中的藻類。藻餅是指藻渣經板框壓濾機壓濾後得到的含水率為70%塊狀藻渣。目前，工業用水給水站和自來水廠等在處理高含藻原水時一般採用混凝、氣浮、過濾、消毒的淨水工藝，該工藝在氣浮除藻過程中產生大量的藻渣，藻渣的主要成分是藻，另外還含有一些動植物的屍體、有機物的碎屑、無機離子等物質。長期研究表明，藻渣較難處理的原因有兩點(I)溼藻渣的含水率97%，藻渣與水形成一個比較穩定的體系，難以分離。
(2)藻渣量大、運輸困難，難以找到有效的處理途徑。
目前，國內外已有不少除去含藻水體中藻類的研究，但是很少有對藻渣脫水的研究。氣浮過程中產生的藻渣一直是困擾工業用水給水站和自來水廠藻類廢棄物處理的難題。十餘年來雖經多方努力仍未取得實質性進展。《雲南大學學報(自然科學版)》2006年01期和02期報導了王家強等人用Fe3+及氯化物去除藻渣的應用，用Fe3+處理藻渣，藻渣質量減少約50% ;用含氯化合物處理藻渣，藻渣質量減少約60%0但是氯離子會對水體產生一定程度的汙染。曾波等人在公開號為CN1155529的專利中提出將藻渣或者汙泥製備成複合肥料，其工藝路線為首先以加熱的方法對藻渣乾燥，經活化後，再按一定比例加入氮、磷、鉀等物質並通過擠壓造粒的方式製成複合肥。此工藝不但消耗熱能，而且工序繁瑣、耗時長；於衍真等人在《磚瓦》2011年04期發表「利用氣浮藻渣製作路面磚的研究」的文章把藻渣燃燒後作為路面磚，此方法可能存在著空氣汙染等問題；胡明明等人在申請號為201010000189. 6的專利中提出了一種規模化、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後，再經泵吸進管道混凝器對藻漿、混凝劑進行混凝反應後，輸入二級氣浮分離池進行藻水分離、脫水。該工藝處理過程繁瑣，並且僅能處理含固率為O. 5% —1. 5%藻漿，而對已經氣浮工藝產生的藻渣並沒有好的處理效果。楊文進等在《給水排水》2008年12期發表的「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混凝作用，再經板框壓濾機對藻渣進行處理，經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，該方法對壓濾出水的pH等指標沒有提及，且含水率高於80%的藻渣不能成型。因此，該方法在工業化和規模化應用方面可能存在問題。目前，一些水處理單位已開始採用含鐵化合物或者高鐵酸鹽殺死藍藻，但利用高鐵酸鹽處理藻渣的文獻和工藝還未見報導。
高鐵酸鹽是一種六價鐵的化合物，是綠色、無汙染、高選擇性、高活性的強氧化劑，在整個pH範圍內都具有氧化性，能與許多無機和有機還原劑反應。高鐵酸根(FeO42O反應後，最終產物是無毒的且能產生聚合絮凝作用Fe3+，可以進一步去除水中有機汙染物，具有環境友好的氧化劑特徵。另外，高鐵酸鹽還對絕大數微生物有極強的抑制作用。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用前景。
光催化技術是現今研究的前沿與熱點領域，已有關於光催化技術應用的報導中，主要用光催化技術對紗窗、空氣等消毒，或用納米二氧化鈦作為汙水消毒劑處理生活汙水等。本發明所涉及的光催化技術是將自主研發的植物皮、膜為模板製備介孔二氧化鈦光催化劑塗在光催化水處理設備內部形成光催化塗層。光催化材料在紫外光照射下，產生活潑的羥基自由基，活潑羥基自由基具有強氧化性，從而降低水體中的有機物和消毒殺菌。光催化設備具有佔地面積小、處理效果好、運行成本低等特點。
申請人:在前期研究的基礎上，進一步提出了利 用負載高鐵酸鹽作為藻渣脫水劑處理氣浮除藻過程所產生的藻渣的工藝。最終得到藻渣含水率小於70%的渣餅，實現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現達標排放或循環利用。與傳統的處理方法相比，本發明使用無機高鐵酸鹽和光催化技術，對環境無汙染。
發明內容
本發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，且對壓濾出水進行處理，不對環境造成二次汙染。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生的藻渣，處理後藻渣含水率小於70%。並且對藻渣壓濾出水經光催化設備處理，實現了出水的回收利用，環保又經濟。本發明涉及兩項專利王家強，劉士清，治理汙染水體的原位置換裝置，實用新型專利，(授權ZL200720105207. O),申請日2007. 12. 4，授權日2008. 10. 15 (該項目在第十八界全國發明展覽會上獲銅獎)；王家強等，以植物皮、膜為模板製備介孔二氧化鈦光催化劑的方法(已授權ZL200710065939. 6)。
本發明相比背景技術中的處理方法，有如下優點1、加入的高鐵酸鹽脫水劑是一種綠色無汙染、集消毒、氧化、混凝、吸附為一體的多功能水處理劑，具有很大的環保價值。2、經過該工藝處理後，渣餅的含水率小於70%。方便運輸並可作為肥料，具有實用價值和經濟價值。3、本工藝用光催化設備處理壓濾壓濾出水，壓濾出水經處理後可以排放或者返回再利用，無二次汙染。
本發明的技術方案是第一步，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15分鐘後，通過壓濾脫水裝置得到含水率70%左右的藻餅；第二步，光催化技術處理壓濾出水。工藝流程見
1。
現詳細說明本發明技術方案
第一步藥劑投加與藻洛壓濾
將氣浮過程中產生的藻渣槳液經泵泵入攪拌器，根據藻渣性質波動，藻渣與加入高鐵酸鹽的質量比為100: f 150:1。攪拌均勻並反應15分鐘後，將渣水混合液用泵打入板框式壓濾機脫水，直至板框不再出水時放板取樣。氣浮藻渣中的藻類、水中顆粒雜質和絮凝劑之間相互包裹、纏繞，並在靜電吸引力和分子間力的共同作用下，形成了細胞內外含水率高、處於飽和的穩定狀態。藻渣的含水率97%左右，具有結構稀疏、難於脫水的特點。圖2為經氣浮處理產生的藻渣圖，圖3為某水處理站的藻渣。使用高鐵酸鹽進行處理後，通過電性中和、強氧化和微絮凝的共同作用，靜電吸引力被中和，分子間範德華力被破壞，藻渣結構發生了根本變化。通過壓濾脫水裝置處理，含水率70%左右，實現深度脫水以及渣與水的有效分離。圖4為藻渣經壓濾脫水處理後藻渣的圖片，為結實的藻餅。經過該工藝處理的藻渣具有運輸方便、可以作為燃料或肥料的優勢。
第二步光催化技術處理壓濾出水
藻渣壓濾的出水經過光催化水處理設備，設備內部塗有的自主研發的植物皮、膜為模板製備介孔二氧化鈦光催化劑在紫外燈照射下發生反應，利用其產生的羥基自由基的強氧化性去除水體中的有機物和對水體進行消毒殺菌，從而使壓濾出水經光催化處理可後能達標排放或循環再利用。某次藻渣壓濾出水光催化處理前後的的水質指標如下表1:
表1光催化處理前後水質分析指標
權利要求
1.一種氣浮淨水殘洛一藻渣的處理工藝，其特徵在於第一步，脫水劑投加與藻渣壓濾，其中脫水劑為質量分數為10%的高鐵酸鹽；第二步，採用光催化技術處理壓濾出水。
2.根據權利要求
1所述的處理工藝，其特徵在於所述的藻渣是含藻水體經過氣浮處理後得到的含水率97%左右的廢渣。
3.根據權利要求
1所述的處理工藝，其特徵在於所述藻渣與加入脫水劑的質量比為100:Γ 50:1ο
4.根據權利要求
均勻後反應15分鐘。
5.根據權利要求
濾機。
6.根據權利要求
濾機不再出水。
7.根據權利要求
1所述的處理工藝，其特徵在於所述藻渣與脫水劑需攪拌混合，攪拌 I所述的處理工藝，其特徵在於所述用於藻渣壓濾的設備為板框壓 5所述的處理工藝，其特徵在於所述藻渣壓濾完成的標誌為板框壓 I所述的工藝，其特徵在於所述的光催化技術為光催化水處理設備結合植物皮、膜為模板製備介孔二氧化鈦光催化劑。
專利摘要
本發明是對氣浮淨水產生殘渣——藻渣的脫水處理工藝。含水率97%的溼藻渣經過該工藝處理最終得到含水率小於70%的渣餅，既方便運輸並可作為肥料。另外，本發明採用光催化技術對藻渣處理過程中產生的壓濾出水進行處理。光催化技術不但降解水體中的有機物，還能對水體殺菌消毒。處理後的水達標排放。該發明工藝簡單、效率高、成本低、操作方便、綠色環保無二次汙染。
文檔編號C05F7/00GKCN102992579SQ201210585286
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月31日
發明者王家強, 王 義, 姜亮 申請人:雲南大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan