申請日2015.07.24
公開(公告)日2015.10.28
IPC分類號C02F9/04; C02F1/00
摘要
本發(fā)明公開了一種多效污水處理劑及應用其處理污水的方法，所述多效污水處理劑的原料為：城市污水處理廠活性污泥、凸凹棒土、松科植物廢棄物、濃硫酸、氧化鈣、聚合磷酸鋁、聚磷氯化鐵;本發(fā)明原料來源廣泛、成本低;其可通過城市污水處理廠活性污泥與松科植物廢棄物以及酸化后的凸凹棒土在微波作用下復合得到主原料，再將主原料與氧化鈣、聚合磷酸鋁、聚磷氯化鐵依次進行混合，即可得到多效污水處理劑;其制備工藝簡單、成本低。應用其處理污水，處理后污水的排放質(zhì)量遠超國家一級標準;且綜合處理池底部的城市污水處理廠活性污泥可用于制備有機肥料、生物質(zhì)燃料和/或所述多效污水處理劑。
權利要求書
1.一種多效污水處理劑，其特征在于，按照重量份的原料為：城市污水處理廠活性污 泥80-120份、凸凹棒土40-80份、松科植物廢棄物40-80份、質(zhì)量濃度為90%以上的濃硫 酸3-7份、氧化鈣10-20份、聚合磷酸鋁20-30份、聚磷氯化鐵15-25份;其制備方法， 具體步驟為：
(1)向城市污水處理廠活性污泥中加水，使其含水率為60%-90%;將凸凹棒土的顆粒 大小粉碎至30-100目;將松科植物廢棄物的顆粒大小粉碎至100-300目;
(2)將步驟(1)中得到的凸凹棒土與濃硫酸混合均勻，堆積12-24小時后得到第一 混合產(chǎn)物;
(3)將第一混合產(chǎn)物與步驟(1)中得到城市污水處理廠活性污泥和松科植物廢棄物 混合均勻，然后在攪拌的同時微波加熱，當微波加熱到100℃-300℃后，再保溫1-4小時， 冷卻后得到第二混合產(chǎn)物;其中微波加熱頻率為1200-3600MHz;
(4)將第二混合產(chǎn)物與顆粒大小為30-100目的氧化鈣混合均勻，在80℃-150℃下烘 干，冷卻后得到含水率≤8%的第三混合產(chǎn)物;
(5)將第三混合產(chǎn)物、聚合磷酸鋁，以及聚磷氯化鐵混合磨粉，即得到顆粒大小為 10目以下的多效污水處理劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的多效污水處理劑，其特征在于，所述多效污水處理劑，按照 重量份的原料為：城市污水處理廠活性污泥90-110份、凸凹棒土50-70份、松科植物廢 棄物50-70份、質(zhì)量濃度為95%以上的濃硫酸4-6份、氧化鈣14-16份、聚合磷酸鋁24-26 份、聚磷氯化鐵18-22份。
3.根據(jù)權利要求1所述的多效污水處理劑，其特征在于，所述多效污水處理劑，按照 重量份的原料為：城市污水處理廠活性污泥100份、凸凹棒土60份、松科植物廢棄物60 份、質(zhì)量濃度為95%以上的濃硫酸5份、氧化鈣15份、聚合磷酸鋁25份、聚磷氯化鐵20 份。
4.根據(jù)權利要求1-3之一所述的多效污水處理劑，其特征在于，步驟(1)中向城市 污水處理廠活性污泥中加水，使其含水率為70%-80%;將凸凹棒土的顆粒大小粉碎至50-70 目;將松科植物廢棄物的顆粒大小粉碎至180-220目。
5.根據(jù)權利要求1-3之一所述的多效污水處理劑，其特征在于，步驟(3)中當微波 加熱到180℃-220℃后，再保溫2-3小時，冷卻后得到第二混合產(chǎn)物;其中微波加熱頻率 為2400MHz。
6.根據(jù)權利要求1-3之一所述的多效污水處理劑，其特征在于，步驟(4)中將第二 混合產(chǎn)物與顆粒大小為50-70目的氧化鈣混合均勻，在100℃-120℃下烘干，冷卻后得到 含水率≤5%的第三混合產(chǎn)物。
7.一種應用如權利要求1-6任一所述多效污水處理劑處理污水的方法，其特征在于， 具體步驟為：
(1)用污水收集管網(wǎng)將污水收集后，在其總排污口的尾端設置人工篩網(wǎng)和機械格柵， 除出污水中團體雜物;
(2)將污水引入到綜合處理池中，依據(jù)污水水質(zhì)，先按照0.5-5kg/m3的添加量添加 所述多效污水處理劑;攪拌或者曝氣使所述多效污水處理劑與污水充分混合;
(3)靜置0.5-4小時，當綜合處理池上部清水的色度達到5時，將綜合處理池上部 清水直接排放或者轉(zhuǎn)移到循環(huán)水池中，將綜合處理池底部的城市污水處理廠活性污泥用于 制備有機肥料、生物質(zhì)燃料和/或所述多效污水處理劑。
8.根據(jù)權利要求7所述的處理污水的方法，其特征在于，步驟(2)中依據(jù)污水水質(zhì)， 添加pH調(diào)節(jié)劑，使污水pH值達到6-9。
說明書
一種多效污水處理劑及利用其處理污水的方法
技術領域
本發(fā)明涉及污水處理領域，具體是一種多效污水處理劑及應用其處理污水的方法。
背景技術
環(huán)境保護直接影響著我國國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。在我國過去幾十年的經(jīng)濟發(fā)展中， 由于忽視了發(fā)展中的環(huán)境保護，導致了現(xiàn)階段環(huán)境污染十分嚴重的狀況。近幾年雖采取了 大量的控制措施，但環(huán)境進一步變劣的趨勢仍在繼續(xù)。我國是世界上環(huán)境污染最為嚴重的 國家之一，無論是城市，還是鄉(xiāng)村，我國的大氣、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同 程度的污染。貴陽、重慶、北京、蘭州等五個城市位于世界十大空氣污染最嚴重的城市之 列，全國600多個城市中，大氣質(zhì)量符合國家一級標準的不足10個。全國范圍內(nèi)酸雨危 害的程度和區(qū)域也日益擴大。
全國每年污水排放中，僅10%的生活污水和70%的工業(yè)污水得到處理，且其中約有一 半工業(yè)污水處理設施的出水達不到國家排放標準，其余未處理的污水則直接排入江河湖泊 中，致使我國的水環(huán)境遭受了嚴重污染和破壞;城鎮(zhèn)生活污水的排放量正隨著城鎮(zhèn)建設與 發(fā)展而呈遞增的趨勢。據(jù)統(tǒng)計，全國七大水系和內(nèi)陸河流的110個重點河段中，屬4類和 5類水體的占39%;城市地面水污染普遍嚴重，并呈進一步惡化的趨勢，136條流經(jīng)城市的 河流中，屬4類、5類和超過5類標準的高達76.8%;約50%的城市地下水受到不同程度的 污染;全國較大的淡水湖如滇池、太湖和巢湖等富營養(yǎng)化程度逐年加劇;一些地區(qū)的飲用 水源受到嚴重污染，對人民健康造成嚴重危害。城市垃圾和工業(yè)固體廢棄物與日俱增，工 業(yè)廢棄物累計堆積量已超過66億噸，占地超過5萬公頃，使200多個城市陷入垃圾包圍 之中。
就污水處理投資費用及運行費用而言，按噸水造價1500-2000元以及運行費用0.8-1.4 元/噸進行計算，我國尚未投建的城市污水處理廠需一次性投資1000億元，加上市政管網(wǎng) 建設，投資超過2000億元，年運行費又要250億元。而我國城市污水處理廠建設的資金， 90%來自于各種貸款，每年200億元用于污水廠建設，每個項目平均還貸期10年，幾年后 本息將超過300億元，運行費和本息占我國GDP的1%;而目前的城市污水處理，只有社會 效益，并無經(jīng)濟效益，因此，這樣龐大的投資和運行費用，對經(jīng)濟不發(fā)達的中國，無疑是 一個沉重的負擔。
而決定城市污水處理廠投資和運行成本的主要因素是污水處理工藝和技術的選擇，目 前我國城市污水處理工藝普遍采用的是傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝、SBR等，這些成熟而有 效的處理工藝，在各地被廣泛應用。但一段時期以來，因能耗大、運行費用高而阻礙著我 國城市污水處理廠的建設，同時一些建成的污水處理廠也因能耗高的原因，長期處于停產(chǎn) 和半停產(chǎn)狀態(tài)。在今后相當長的一段時期內(nèi)，能耗問題將成為城市污水處理的瓶頸。能否 解決污水廠的能耗問題，合理進行能源分配，已成為決定污水處理廠運行效益好壞的關鍵 因素，也是未來新的污水處理廠可行性分析的決定性因素，開發(fā)適合我國國情的高效、低 耗以及能滿足排放要求，且基建和運行費用低的污水處理新技術和新工藝，必將是未來污 水處理廠設計和運行的必由之路，具有十分重要的現(xiàn)實意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多效污水處理劑及應用其處理污水的方法，以解決上述背 景技術中提出的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：
一種多效污水處理劑，按照重量份的原料為：城市污水處理廠活性污泥80-120份、 凸凹棒土40-80份、松科植物廢棄物40-80份、質(zhì)量濃度為90%以上的濃硫酸3-7份、氧 化鈣10-20份、聚合磷酸鋁20-30份、聚磷氯化鐵15-25份;其制備方法，具體步驟為：
(1)向城市污水處理廠活性污泥中加水，使其含水率為60%-90%;將凸凹棒土的顆粒 大小粉碎至30-100目;將松科植物廢棄物的顆粒大小粉碎至100-300目;
(2)將步驟(1)中得到的凸凹棒土與濃硫酸混合均勻，堆積12-24小時后得到第一 混合產(chǎn)物;
(3)將第一混合產(chǎn)物與步驟(1)中得到城市污水處理廠活性污泥和松科植物廢棄物 混合均勻，然后在攪拌的同時微波加熱，當微波加熱到100℃-300℃后，再保溫1-4小時， 冷卻后得到第二混合產(chǎn)物;其中微波加熱頻率為1200-3600MHz;
(4)將第二混合產(chǎn)物與顆粒大小為30-100目的氧化鈣混合均勻，在80℃-150℃下烘 干，冷卻后得到含水率≤8%的第三混合產(chǎn)物;
(5)將第三混合產(chǎn)物、聚合磷酸鋁，以及聚磷氯化鐵混合磨粉，即得到顆粒大小為 10目以下的多效污水處理劑。
作為本發(fā)明進一步的方案：所述多效污水處理劑，按照重量份的原料為：城市污水處 理廠活性污泥90-110份、凸凹棒土50-70份、松科植物廢棄物50-70份、質(zhì)量濃度為95% 以上的濃硫酸4-6份、氧化鈣14-16份、聚合磷酸鋁24-26份、聚磷氯化鐵18-22份。
作為本發(fā)明進一步的方案：所述多效污水處理劑，按照重量份的原料為：城市污水處 理廠活性污泥100份、凸凹棒土60份、松科植物廢棄物60份、質(zhì)量濃度為95%以上的濃 硫酸5份、氧化鈣15份、聚合磷酸鋁25份、聚磷氯化鐵20份。
作為本發(fā)明進一步的方案：步驟(1)中向城市污水處理廠活性污泥中加水，使其含 水率為70%-80%;將凸凹棒土的顆粒大小粉碎至50-70目;將松科植物廢棄物的顆粒大小 粉碎至180-220目。
作為本發(fā)明進一步的方案：步驟(3)中當微波加熱到180℃-220℃后，再保溫2-3小 時，冷卻后得到第二混合產(chǎn)物;其中微波加熱頻率為2400MHz。
作為本發(fā)明進一步的方案：步驟(4)中將第二混合產(chǎn)物與顆粒大小為50-70目的氧 化鈣混合均勻，在100℃-120℃下烘干，冷卻后得到含水率≤5%的第三混合產(chǎn)物。
一種應用所述多效污水處理劑處理污水的方法，具體步驟為：
(1)用污水收集管網(wǎng)將污水收集后，在其總排污口的尾端設置人工篩網(wǎng)和機械格柵， 除出污水中團體雜物;
(2)將污水引入到綜合處理池中，依據(jù)污水水質(zhì)，先按照0.5-5kg/m3的添加量添加 所述多效污水處理劑;攪拌或者曝氣使所述多效污水處理劑與污水充分混合;
(3)靜置0.5-4小時，當綜合處理池上部清水的色度達到5時，將綜合處理池上部 清水直接排放或者轉(zhuǎn)移到循環(huán)水池中，將綜合處理池底部的城市污水處理廠活性污泥用于 制備有機肥料、生物質(zhì)燃料和/或所述多效污水處理劑。
作為本發(fā)明進一步的方案：步驟(2)中依據(jù)污水水質(zhì)，添加pH調(diào)節(jié)劑，使污水pH 值達到6-9。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明提供的多效污水處理劑原料來源廣泛、成本低;其可通過城市污水處理廠活性 污泥與松科植物廢棄物以及酸化后的凸凹棒土在微波作用下復合得到主原料，再將主原料 與氧化鈣、聚合磷酸鋁、聚磷氯化鐵依次進行混合，即可得到多效污水處理劑;其制備工 藝簡單、成本低。應用其處理城市污水，處理后城市污水的排放質(zhì)量遠超國家一級標準; 且綜合處理池底部的城市污水處理廠活性污泥可用于制備有機肥料、生物質(zhì)燃料和/或所 述多效污水處理劑。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
實施例1
一種多效污水處理劑，按照重量份的原料為：城市污水處理廠活性污泥80份、凸凹 棒土40份、松科植物廢棄物40份、質(zhì)量濃度為98%的濃硫酸7份、氧化鈣20份、聚合磷 酸鋁30份、聚磷氯化鐵25份。
所述多效污水處理劑的制備方法，具體步驟為：
(1)向城市污水處理廠活性污泥中加水，使其含水率為60%;將凸凹棒土的顆粒大小 粉碎至30目;將松科植物廢棄物的顆粒大小粉碎至300目;
(2)將步驟(1)中得到的凸凹棒土與濃硫酸混合均勻，堆積12小時后得到第一混 合產(chǎn)物;
(3)將第一混合產(chǎn)物與步驟(1)中得到城市污水處理廠活性污泥和松科植物廢棄物 混合均勻，然后在攪拌的同時微波加熱，當微波加熱到100℃后，再保溫1小時，冷卻后 得到第二混合產(chǎn)物;其中微波加熱頻率為1200MHz;
(4)將第二混合產(chǎn)物與顆粒大小為30目的氧化鈣混合均勻，在150℃下烘干，冷卻 后得到含水率≤8%的第三混合產(chǎn)物;
(5)將第三混合產(chǎn)物、聚合磷酸鋁，以及聚磷氯化鐵混合磨粉，即得到顆粒大小為 10目以下的多效污水處理劑。
實施例2
一種多效污水處理劑，按照重量份的原料為：城市污水處理廠活性污泥100份、凸凹 棒土60份、松科植物廢棄物60份、質(zhì)量濃度為95%的濃硫酸5份、氧化鈣15份、聚合磷 酸鋁25份、聚磷氯化鐵20份。
所述多效污水處理劑的制備方法，具體步驟為：
(1)向城市污水處理廠活性污泥中加水，使其含水率為75%;將凸凹棒土的顆粒大小 粉碎至65目;將松科植物廢棄物的顆粒大小粉碎至200目;
(2)將步驟(1)中得到的凸凹棒土與濃硫酸混合均勻，堆積18小時后得到第一混 合產(chǎn)物;
(3)將第一混合產(chǎn)物與步驟(1)中得到城市污水處理廠活性污泥和松科植物廢棄物 混合均勻，然后在攪拌的同時微波加熱，當微波加熱到200℃后，再保溫2.5小時，冷卻 后得到第二混合產(chǎn)物;其中微波加熱頻率為2400MHz;
(4)將第二混合產(chǎn)物與顆粒大小為65目的氧化鈣混合均勻，在120℃下烘干，冷卻 后得到含水率≤5%的第三混合產(chǎn)物;
(5)將第三混合產(chǎn)物、聚合磷酸鋁，以及聚磷氯化鐵混合磨粉，即得到顆粒大小為8 目以下的多效污水處理劑。
實施例3
一種多效污水處理劑，按照重量份的原料為：城市污水處理廠活性污泥120份、凸凹 棒土80份、松科植物廢棄物80份、質(zhì)量濃度為90%的濃硫酸3份、氧化鈣10份、聚合磷 酸鋁20份、聚磷氯化鐵15份。
所述多效污水處理劑的制備方法，具體步驟為：
(1)向城市污水處理廠活性污泥中加水，使其含水率為90%;將凸凹棒土的顆粒大小 粉碎至100目;將松科植物廢棄物的顆粒大小粉碎至100目;
(2)將步驟(1)中得到的凸凹棒土與濃硫酸混合均勻，堆積12小時后得到第一混 合產(chǎn)物;
(3)將第一混合產(chǎn)物與步驟(1)中得到城市污水處理廠活性污泥和松科植物廢棄物 混合均勻，然后在攪拌的同時微波加熱，當微波加熱到300℃后，再保溫4小時，冷卻后 得到第二混合產(chǎn)物;其中微波加熱頻率為3600MHz;
(4)將第二混合產(chǎn)物與顆粒大小為100目的氧化鈣混合均勻，在80℃下烘干，冷卻 后得到含水率≤8%的第三混合產(chǎn)物;
(5)將第三混合產(chǎn)物、聚合磷酸鋁，以及聚磷氯化鐵混合磨粉，即得到顆粒大小為5 目以下的多效污水處理劑。
實施例4
一種多效污水處理劑，按照重量份的原料為：城市污水處理廠活性污泥80份、凸凹 棒土80份、松科植物廢棄物40份、質(zhì)量濃度為98%的濃硫酸3份、氧化鈣20份、聚合磷 酸鋁20份、聚磷氯化鐵25份。
所述多效污水處理劑的制備方法，具體步驟為：
(1)向城市污水處理廠活性污泥中加水，使其含水率為60%;將凸凹棒土的顆粒大小 粉碎至100目;將松科植物廢棄物的顆粒大小粉碎至100目;
(2)將步驟(1)中得到的凸凹棒土與濃硫酸混合均勻，堆積24小時后得到第一混 合產(chǎn)物;
(3)將第一混合產(chǎn)物與步驟(1)中得到城市污水處理廠活性污泥和松科植物廢棄物 混合均勻，然后在攪拌的同時微波加熱，當微波加熱到100℃后，再保溫4小時，冷卻后 得到第二混合產(chǎn)物;其中微波加熱頻率為1200MHz;
(4)將第二混合產(chǎn)物與顆粒大小為100目的氧化鈣混合均勻，在80℃下烘干，冷卻 后得到含水率≤5%的第三混合產(chǎn)物;
(5)將第三混合產(chǎn)物、聚合磷酸鋁，以及聚磷氯化鐵混合磨粉，即得到顆粒大小為5 目以下的多效污水處理劑。
實施例5
一種多效污水處理劑，按照重量份的原料為：城市污水處理廠活性污泥120份、凸凹 棒土40份、松科植物廢棄物80份、質(zhì)量濃度為90%的濃硫酸7份、氧化鈣10份、聚合磷 酸鋁30份、聚磷氯化鐵15份。
所述多效污水處理劑的制備方法，具體步驟為：
(1)向城市污水處理廠活性污泥中加水，使其含水率為90%;將凸凹棒土的顆粒大小 粉碎至30目;將松科植物廢棄物的顆粒大小粉碎至300目;
(2)將步驟(1)中得到的凸凹棒土與濃硫酸混合均勻，堆積12小時后得到第一混 合產(chǎn)物;
(3)將第一混合產(chǎn)物與步驟(1)中得到城市污水處理廠活性污泥和松科植物廢棄物 混合均勻，然后在攪拌的同時微波加熱，當微波加熱到300℃后，再保溫1小時，冷卻后 得到第二混合產(chǎn)物;其中微波加熱頻率為3600MHz;
(4)將第二混合產(chǎn)物與顆粒大小為30目的氧化鈣混合均勻，在150℃下烘干，冷卻 后得到含水率≤5%的第三混合產(chǎn)物;
(5)將第三混合產(chǎn)物、聚合磷酸鋁，以及聚磷氯化鐵混合磨粉，即得到顆粒大小為 10目以下的多效污水處理劑。
對比例1
一種多效污水處理劑，按照重量份的原料為：凸凹棒土60份、松科植物廢棄物60份、 質(zhì)量濃度為95%的濃硫酸5份、氧化鈣15份、聚合磷酸鋁25份、聚磷氯化鐵20份。
所述污水處理劑的制備方法，具體步驟為：
(1)將凸凹棒土的顆粒大小粉碎至65目;將松科植物廢棄物的顆粒大小粉碎至200 目;
(2)將步驟(1)中得到的凸凹棒土與濃硫酸混合均勻，堆積18小時后得到第一混 合產(chǎn)物;
(3)將第一混合產(chǎn)物與步驟(1)中得到松科植物廢棄物混合均勻，加水，使其含水 率為20%-30%;然后放入600-900℃的炭化爐中處理2.5小時，冷卻后得到第二混合產(chǎn)物;
(4)將第二混合產(chǎn)物與顆粒大小為65目的氧化鈣、聚合磷酸鋁，以及聚磷氯化鐵混 合磨粉，即得到顆粒大小為8目以下的多效污水處理劑。
對比例2
一種多效污水處理劑，按照重量份的原料為：城市污水處理廠活性污泥100份、松科 植物廢棄物60份、質(zhì)量濃度為95%的濃硫酸5份、氧化鈣15份、聚合磷酸鋁25份、聚磷 氯化鐵20份。
所述污水處理劑的制備方法，具體步驟為：
(1)向城市污水處理廠活性污泥中加水，使其含水率為75%;將松科植物廢棄物的顆 粒大小粉碎至200目;
(2)將步驟(1)中得到城市污水處理廠活性污泥和松科植物廢棄物，與濃硫酸混合 均勻;然后在攪拌的同時微波加熱，當微波加熱到200℃后，再保溫2.5小時，冷卻后得 到第一混合產(chǎn)物;其中微波加熱頻率為2400MHz;
(3)將第一混合產(chǎn)物與顆粒大小為65目的氧化鈣、聚合磷酸鋁，以及聚磷氯化鐵混 合磨粉，即得到顆粒大小為8目以下的多效污水處理劑。
對比例3
一種多效污水處理劑，按照重量份的原料為：城市污水處理廠活性污泥100份、凸凹 棒土60份、質(zhì)量濃度為95%的濃硫酸5份、氧化鈣15份、聚合磷酸鋁25份、聚磷氯化鐵 20份。
所述多效污水處理劑的制備方法，具體步驟為：
(1)向城市污水處理廠活性污泥中加水，使其含水率為75%;將凸凹棒土的顆粒大小 粉碎至65目;
(2)將步驟(1)中得到的凸凹棒土與濃硫酸混合均勻，堆積18小時后得到第一混 合產(chǎn)物;
(3)將第一混合產(chǎn)物與步驟(1)中得到城市污水處理廠活性污泥混合均勻，然后放 入600-900℃的炭化爐中處理2.5小時，冷卻后得到第二混合產(chǎn)物;
(4)將第二混合產(chǎn)物與顆粒大小為65目的氧化鈣、聚合磷酸鋁，以及聚磷氯化鐵混 合磨粉，即得到顆粒大小為8目以下的多效污水處理劑。
