申請(qǐng)日2015.10.19

　　公開(公告)日2015.12.23

　　IPC分類號(hào)C02F9/08; C02F1/26; C02F101/30; C02F101/20; C02F1/36

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種利用超聲萃取技術(shù)凈化污水的方法，將污水引流到過濾池中，在這里通過離心排水槽先把污水中的游離油質(zhì)分離出來(lái)，即先進(jìn)行預(yù)處理，過濾掉明顯油質(zhì)。將處理后的污水送到萃取塔，在萃取塔中添加萃取劑，用旋轉(zhuǎn)式攪拌葉對(duì)污水和萃取劑進(jìn)行攪拌，使其充分混合，以加快萃取進(jìn)程。打開超聲波發(fā)生器，超聲波發(fā)生器對(duì)污水和萃取劑混合物進(jìn)行工作，超聲波可以改變有機(jī)物分子帶電特性，使其成絮狀聚合，有利于萃取劑進(jìn)行萃取。一小時(shí)后，關(guān)閉超聲波發(fā)生器，將污水和萃取劑混合物引流到油水分離塔中，待溶液分層明顯后，對(duì)污水混合物進(jìn)行油水分離，經(jīng)過凈化的污水引流出來(lái)，這樣就去除了污水中的有機(jī)物。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種利用超聲萃取技術(shù)凈化污水的方法，包括：過濾池、離心排水 槽、萃取塔、萃取劑、超聲波發(fā)生裝置、油水分離塔、萃取劑回收裝置，其特 征在于，在萃取塔高溫高壓環(huán)境下，能加快萃取進(jìn)程，縮短萃取時(shí)間。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用超聲萃取技術(shù)凈化污水的方法，其特 征在于，萃取液萃取污水有機(jī)物過程中，利用超聲波可以改變有機(jī)物分子結(jié)構(gòu) 帶電特性，使其成絮狀凝結(jié)，能加快萃取速度。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用超聲萃取技術(shù)凈化污水的方法，其特 征在于，萃取劑可以回收再利用，節(jié)約萃取成本。

　　說明書

　　一種利用超聲萃取技術(shù)凈化污水的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及污水萃取凈化領(lǐng)域，特別涉及一種利用超聲萃取技術(shù)凈化污水 的方法。

　　背景技術(shù)

　　伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，城市、城鎮(zhèn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市、 城鎮(zhèn)的用水量和排水量都在不斷增加，加劇了用水的緊張和水質(zhì)的污染，環(huán)境 問題日益突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)：目前全國(guó)年排污量約為350億立方米，但城市污水集 中處理率僅為16%，全國(guó)超過80%的城市污水未經(jīng)任何有效的收集處理就直 接排放到附近的水體，使得原本具有美化景觀作用的河渠與湖泊變成了天然污水渠。特別是在全國(guó)縣城中，污水排放量約占污水排放總量的一半以上，但這 些中小城市的污水處理能力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全國(guó)平均水平。

　　我國(guó)在20世紀(jì)七八十年代才開始發(fā)展污水處理的事業(yè)，起初一些城市郊 區(qū)利用一些洼地、廢棄的河道，建成簡(jiǎn)單的穩(wěn)定塘，來(lái)簡(jiǎn)單處理一些生活污水，此階段我國(guó)也與其他發(fā)達(dá)國(guó)家開始進(jìn)行污水處理技術(shù)的交流，我國(guó)也初步 自行研究污水處理技術(shù)和設(shè)計(jì)，為以后污水處理事業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。雖然 我國(guó)污水處理事業(yè)比外國(guó)晚了很長(zhǎng)一段時(shí)間，起步晚，但改革開放后的20年 來(lái)還是取得了較快的發(fā)展。全國(guó)已建成400多座城市污水處理廠，大大提高城 市污水處理能力，但隨著城市化速度的加快，我國(guó)城市的數(shù)量與規(guī)模也不斷地 增加與擴(kuò)張，污水處理量增加大大滯后污水排放量的增長(zhǎng)，與之相配套的城市 污水處理廠基礎(chǔ)設(shè)施出現(xiàn)了嚴(yán)重的不足和技術(shù)落后的情況。

　　在我國(guó)目前的城市污水處理廠中，有大部分處理工藝都是采用活性污泥法，隨著對(duì)水資源質(zhì)量要求的提高，使得城市污水處理廠不得不開發(fā)許多改進(jìn) 型的工藝技術(shù)，這些改進(jìn)的工藝技術(shù)在我國(guó)城市污水處理廠被廣泛運(yùn)用。總的 來(lái)說，我國(guó)的污水處理還處于初級(jí)發(fā)展階段，而且存在著許多的制約其發(fā)展的 因素，面臨重重障礙。

　　我國(guó)污水處理率低，很多老城區(qū)的排水管網(wǎng)甚至構(gòu)不成系統(tǒng)。城市污水處 理能力增長(zhǎng)緩慢、污水處理率低、工業(yè)污水排放增加是造成我國(guó)水環(huán)境污染的 主要原因，由此導(dǎo)致了我國(guó)水環(huán)境的持續(xù)惡化，并嚴(yán)重的制約了我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社 會(huì)的發(fā)展。影響我國(guó)污水處理事業(yè)發(fā)展有以下三個(gè)原因：

　　1、污水處理廠建設(shè)資金的短缺，運(yùn)行維護(hù)管理費(fèi)用高我國(guó)早期對(duì)環(huán)保事業(yè) 不夠重視，每年我國(guó)用于污水處理廠建設(shè)資金非常少，各個(gè)城市、城鎮(zhèn)污水處 理廠建設(shè)大部分停滯狀態(tài)，據(jù)資料顯示：一方面，我國(guó)大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)但整體經(jīng) 濟(jì)水平仍滯后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，而用于水污染治理的資金嚴(yán)重不足，因此。我 國(guó)應(yīng)該通過各種宏觀調(diào)控措施，大力調(diào)整投資結(jié)構(gòu)，加大污水治理方面投資力 度。另一方面，對(duì)于已建成的城市污水處理廠，高昂運(yùn)行管理費(fèi)用也是造成污 水處理率低原因之一。據(jù)資料顯示：我國(guó)污水處理廠運(yùn)行狀況為1/3運(yùn)行正常、 1/3不正常、1/3處于閑置狀態(tài)，污水處理廠的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)率只能達(dá)到50%，大多 數(shù)原因?yàn)槲鬯�處理廠運(yùn)行經(jīng)費(fèi)不能及時(shí)到位，有的地方政府未制定與出臺(tái)收取 污水處理費(fèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，有的地方政府制定并收取了工廠、企業(yè)、居民的污水處 理費(fèi)，但收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)定的很低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足污水處理廠正常運(yùn)行所需的各項(xiàng)費(fèi) 用。

　　2、在過去很長(zhǎng)時(shí)間里。我國(guó)的污水處理技術(shù)都是沿用了發(fā)達(dá)國(guó)家的傳統(tǒng)污 水處理技術(shù)，在吸收、學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家的污水技術(shù)的同時(shí)也形成了自己研發(fā)污水 處理的技術(shù)，使我國(guó)城市污水處理技術(shù)有了很大的發(fā)展，但是我國(guó)現(xiàn)階段采用 的污水處理技術(shù)與同期國(guó)外的技術(shù)水平相比依然還很落后，始終存在效率低、 能耗高、維修率高、自動(dòng)化程度低等缺點(diǎn)，從而影響我國(guó)污水處理事業(yè)發(fā)展。

　　3、污水處理廠運(yùn)營(yíng)與管理水平較低。我國(guó)是以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為工作重心發(fā)展中 國(guó)家，而隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，并在保護(hù)環(huán)境前提下，可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展 經(jīng)濟(jì)建設(shè)，同時(shí)污水處理的事業(yè)也不斷的改進(jìn)，我國(guó)研發(fā)新型污水處理技術(shù)且 吸取國(guó)外先進(jìn)污水處理技術(shù)，這樣使污水處理工藝與電氣技術(shù)比較復(fù)雜，一些 先進(jìn)機(jī)械設(shè)備投入使用，但現(xiàn)階段污水處理廠操作人員知識(shí)水平、工作經(jīng)驗(yàn)不 能適應(yīng)污水處理廠運(yùn)行與管理，一部分外口進(jìn)口設(shè)備出現(xiàn)問題，都無(wú)法得到及 時(shí)維修，影響污水處理廠的正常的運(yùn)行。

　　4、再生水的利用率低，城市、城鎮(zhèn)污水處理廠負(fù)荷高。我國(guó)屬于淡水資源 匱乏國(guó)家之一，那么生產(chǎn)生活產(chǎn)生污水經(jīng)處理后在利用顯得尤為重要，目前， 我國(guó)工業(yè)污水經(jīng)處理后未經(jīng)過深度處理進(jìn)行二次利用，有的直接排放至市政管 線進(jìn)入城市污水處理廠，這造成我國(guó)城市、城鎮(zhèn)污水處理廠處理負(fù)荷增加，有 的直接排放到附近湖泊或河流，然后通過河流或湖泊氧化塘凈化作用，使水體 得到凈化，那么再生水利用率低也是造成我國(guó)水質(zhì)污染原因之一。

　　5、剩余污泥處理不當(dāng)，給環(huán)境造成二次污染。現(xiàn)階段，我國(guó)城市或工業(yè)污 水處理工藝主要為微生物處理方法，此污水處理工藝通過微生物自身代謝，降 解污水中有機(jī)物的含量，但是在污水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥，如果未能得 到妥善的處置，還會(huì)給環(huán)境造成二次污染。一部分剩余污泥進(jìn)行干燥后可以用 作農(nóng)肥，另一部分污泥都被掩埋或焚燒。這樣就給環(huán)境造成污染，那么剩余污 泥的無(wú)污染處理也是21世紀(jì)環(huán)境科研所研究的方向。

　　6、已運(yùn)行污水處理廠產(chǎn)生臭味氣體，污染環(huán)境。污水處理廠的污泥處理系 統(tǒng)的儲(chǔ)泥池、污泥脫水機(jī)房、厭氧池、好氧池等生化池都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的甲烷、 硫化氫等有毒有害的臭氣，這不僅影響污水處理廠操作運(yùn)行人員的身體健康， 也給周圍居民生活環(huán)境帶來(lái)污染，所以收集和處理這些臭氣氣體也是關(guān)鍵問題， 每個(gè)污水廠都應(yīng)該配套多臺(tái)除臭裝置，以消除這些臭氣避免給環(huán)境帶來(lái)的二次 污染。

　　目前我國(guó)還處在發(fā)展中國(guó)家階段，資金與技術(shù)有限。用于污水處理基礎(chǔ)設(shè) 施上的投資在大城市和中小城鎮(zhèn)之間的分配很不平衡。由于中小城鎮(zhèn)不同于大 城市的是管理水平與操作人員的技術(shù)水平低.使得對(duì)污水處理廠運(yùn)行操作的要 求增大。污水處理是項(xiàng)綜合技術(shù)，針對(duì)這些實(shí)際情況，政府提出了至2010年要 求設(shè)市城市污水處理率不低于60%，建制鎮(zhèn)污水處理率不低于50%的目標(biāo)。因 此，未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)我國(guó)污水處理將是大城市和中小城鎮(zhèn)并舉。根據(jù)中小城鎮(zhèn) 區(qū)別于大城市的特點(diǎn)，必須采用適合的污水處理技術(shù)，要求高效、經(jīng)濟(jì)和簡(jiǎn)便 易行。因此，我國(guó)目前污水處理事業(yè)的一項(xiàng)重要任務(wù)，就是大力研究和開發(fā)傳 統(tǒng)工藝與新工藝的改造、創(chuàng)新與結(jié)合，努力發(fā)展處理效率高、具有獨(dú)立自主知 識(shí)產(chǎn)權(quán)的、能耗低的污水處理技術(shù)。結(jié)合目前的具體情況。確定走高效率、低 能耗、簡(jiǎn)易的技術(shù)路線適合我國(guó)的國(guó)情。就我國(guó)的實(shí)際情況而言，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的 速度越快，帶來(lái)的水污染就越嚴(yán)重，污水處理的重要性也就越突出。因此處理 好經(jīng)濟(jì)發(fā)展與污水處理的關(guān)系，是走高效率、低耗能、簡(jiǎn)易的技術(shù)路線的關(guān)鍵。 為防止污水處理不力而造成的水污染進(jìn)一步惡化，可以采取以下幾項(xiàng)措施：轉(zhuǎn) 變污水處理的主導(dǎo)目標(biāo)，必須由傳統(tǒng)的“污水處理，達(dá)標(biāo)排放”的模式轉(zhuǎn)變?yōu)?以水質(zhì)再生為核心的“水循環(huán)可再用”，由以前單一的“污染控制”上升到“水 的修復(fù)和恢復(fù)”的高度;加快建設(shè)小城鎮(zhèn)污水處理廠，使污水處理廠分布更廣， 功效更大;把污泥無(wú)害化、資源化處理。比如污泥經(jīng)過無(wú)害化處理后，可用傲 農(nóng)肥，從而達(dá)到綜合利用資源、節(jié)能的目的。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　污水中含有大量的有機(jī)物、無(wú)機(jī)重金屬等，污水不經(jīng)過處理直接排放勢(shì)必 會(huì)造成水污染，嚴(yán)重影響人們生活質(zhì)量，不潔水源經(jīng)過灌溉污染農(nóng)作物，使得 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也要為污水排放造成的惡果買單，因此，本發(fā)明的目的在于提出一種 利用超聲萃取技術(shù)凈化污水的方法，利用這種方法，可以除去污水中含有的有 機(jī)物，為后續(xù)污水的重金屬離子去除提供了一種預(yù)處理方法。

　　為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

　　一種利用超聲萃取技術(shù)凈化污水的方法，包括：過濾池、離心排水槽、萃 取塔、萃取劑、超聲波發(fā)生裝置、油水分離塔、萃取劑回收裝置。

　　污水中含有大量的有機(jī)物，甚至是重金屬離子，易造成排放后水源的富營(yíng) 養(yǎng)化等問題，因此排放前必須進(jìn)行處理。首先將污水引流到過濾池中，在這里 通過離心排水槽先把污水中的游離油質(zhì)分離出來(lái)，即先進(jìn)行預(yù)處理，過濾掉明 顯油質(zhì)。將處理后的污水送到萃取塔，在萃取塔中添加萃取劑，用旋轉(zhuǎn)式攪拌 葉對(duì)污水和萃取劑進(jìn)行攪拌，使其充分混合，以加快萃取進(jìn)程。同時(shí)在萃取塔 中加高溫高壓，旋轉(zhuǎn)式攪拌葉停止工作，打開超聲波發(fā)生器，超聲波發(fā)生器對(duì) 污水和萃取劑混合物進(jìn)行工作，超聲波可以改變有機(jī)物分子帶電特性，使其成 絮狀聚合，有利于萃取劑進(jìn)行萃取。一小時(shí)后，關(guān)閉超聲波發(fā)生器，將污水和 萃取劑混合物引流到油水分離塔中，待溶液分層明顯后，對(duì)污水混合物進(jìn)行油 水分離，經(jīng)過凈化的污水引流出來(lái)，這樣就去除了污水中的有機(jī)物。同時(shí)萃取 劑通過回收裝置進(jìn)行回收，經(jīng)過萃取劑提純后，萃取劑可以循環(huán)利用，進(jìn)入到 下一次的分離污水有機(jī)物的工序中。

　　具體實(shí)施方式

　　下面通過具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

　　實(shí)施例1

　　將污水引流到過濾池中，在這里通過離心排水槽先把污水中的游離油質(zhì)分 離出來(lái)，即先進(jìn)行預(yù)處理，過濾掉明顯油質(zhì)。將處理后的污水送到萃取塔，在 萃取塔中添加萃取劑，用旋轉(zhuǎn)式攪拌葉對(duì)污水和萃取劑進(jìn)行攪拌，使其充分混 合，以加快萃取進(jìn)程。同時(shí)在萃取塔中加高溫高壓，旋轉(zhuǎn)式攪拌葉停止工作， 打開超聲波發(fā)生器，超聲波發(fā)生器對(duì)污水和萃取劑混合物進(jìn)行工作，超聲波可 以改變有機(jī)物分子帶電特性，使其成絮狀聚合，有利于萃取劑進(jìn)行萃取。一小 時(shí)后，關(guān)閉超聲波發(fā)生器，將污水和萃取劑混合物引流到油水分離塔中，待溶 液分層明顯后，對(duì)污水混合物進(jìn)行油水分離，經(jīng)過凈化的污水引流出來(lái)，這樣 就去除了污水中的有機(jī)物。同時(shí)萃取劑通過回收裝置進(jìn)行回收，經(jīng)過萃取劑提 純后，萃取劑可以循環(huán)利用，進(jìn)入到下一次的分離污水有機(jī)物的工序中。