申请日2015.12.31
公开(公告)日2017.11.07
IPC分类号C02F9/08; C02F1/40; B01D17/02; B01D17/025; B01D17/05; B01D17/06
摘要
本发明公开了一种生活污水除油方法，废水依次经过集水井、粗格栅、一次沉淀池、pH值调节池、纳米微孔超声波间歇聚合反应槽、二次沉淀池、高压放电有机铑催化聚合反应槽、三次沉淀池、净水池。本方法创造性的利用了特定频率超声波(25100~27800Hz)的协同化学效应，处于此条件下的废水中有机物质，会在纳米微孔膜材料表面发生C‑H键的断裂和快速再结合，从而在纳米微孔表面聚合体的表面发生聚合反应，当超声波催化反应和搅拌过程两者间歇交替发生时，可使有机物聚合体的分子量不断增大，逐步汇聚成大颗粒的不溶物质并从纳米微孔膜材料表面脱落，以悬浮物的形式分散于废水中，最终通过沉淀过程加以去除。
摘要附图
权利要求书
1.一种除去生活污水中油的工艺，其特征在于，含油的生活污水通过废水管线进入集水井，集水井的出口通过废水管线连接粗格栅，粗格栅的出口通过废水管线连接一次沉淀池，一次沉淀池的出口通过废水管线连接pH值调节池，pH值调节池的出口通过废水管线连接纳米微孔超声波间歇聚合反应槽，纳米微孔超声波间歇聚合反应槽的出口通过废水管线连接二次沉淀池，二次沉淀池的出口通过废水管线连接高压放电有机铑催化聚合反应槽，高压放电有机铑催化聚合反应槽的出口通过废水管线连接三次沉淀池，三次沉淀池的出口通过废水管线连接净水池，净水池的出口通过废水管线将处理后的净化出水外排;其中，纳米微孔超声波间歇聚合反应槽的槽体采用高强度玻璃钢材质，其顶板和底板上各并排装有8支超声波发生器，槽体中部设有上、下两道不锈钢网状龙骨，分别用于固定上、下两组纳米微孔表面聚合体，两组纳米微孔表面聚合体中央安装了6支搅拌桨叶，槽体左侧设有进水阀门，右侧设有出水阀门;经过酸化的生活污水通过纳米微孔超声波间歇聚合反应槽左侧的进水阀门进入反应槽内部，16支超声波发生器开始工作发出超声波，废水中的有机物在超声波协同化学效应的作用下，在纳米微孔表面聚合体的表面发生C-H键的短暂断裂，由于纳米微孔表面聚合体材料中添加有能够催化聚合反应进行的氯化烯丙基钯二聚物，在其催化聚合作用下，已经断裂的C-H键会迅速在纳米微孔表面聚合体的纳米孔隙处发生C-H键的再结合，从而在纳米微孔表面聚合体的表面发生聚合反应，超声波发生器开启一定时间后停止工作，同时两组纳米微孔表面聚合体中央的6支搅拌桨叶同时开始搅拌以产生液体湍流作用，这会使刚刚形成的有机物聚合体的分子量不断增大，逐步汇聚成大颗粒的不溶物质并从纳米微孔表面聚合体表面脱落，以悬浮物的形式分散于废水中，并随废水通过反应槽右侧的出水阀门排出反应槽，进入二次沉淀池，并最终通过沉淀过程从废水中加以除去，同时，纳米微孔超声波间歇聚合反应槽中的搅拌桨叶停止工作，超声波发生器重新开启，并通过进水阀门重新注入废水，开始新一轮催化聚合反应过程，如此往复循环;其中，高压放电有机铑催化聚合反应槽的外层包裹有槽体绝缘保护层，内部为碳化硅陶瓷结构，反应槽的右上部设有进水阀门，左下部设有出水阀门，槽体中央部分安装有二氯四羰基二铑多孔填料，作为聚合反应催化剂，填料层下部连接有颗粒物排放口，左、右两侧壁板正中各安装有一支高压放电电极，在反应槽底部左、右两侧各装有一支搅拌桨叶，污水通过高压放电有机铑催化聚合反应槽的进水阀门进入反应槽内部，高压放电电极每间隔0.1s进行一次高压放电，会在反应槽中产生一道横贯槽体左右的高压电弧，高压电弧所产生的高能量被废水中的油脂吸收，油脂分子中的C-H键受到能量激发处于不稳定状态，并在二氯四羰基二铑的催化作用下发生C-H键断裂并重组，最终生成大分子聚合颗粒物，以悬浮物的形式分散于水中，并通过反应槽左下部的出水阀门排出反应槽，进入三次沉淀池;
其中，纳米微孔表面聚合体的材料为多孔型丙烯腈碳纤维，其孔径为5~12nm，比表面积为503m2/g，孔容为0.32cm3/g，氯化烯丙基钯二聚物的纯度为90.2%;
pH值调节池的作用是将经过一次沉淀的废水pH值调节至1.5~3.0。
2.根据权利要求1所述的除去生活污水中油的工艺，其特征在于，纳米微孔超声波间歇聚合反应槽，其槽体有效容积为185m3，超声波发生器发出的超声波的频率范围约为25100~27800Hz，正常工作电压为15V。
说明书
一种除去生活污水中油的工艺
技术领域
本发明涉及一种生活污水除油方法，属于环境保护中的废水处理领域。
背景技术
生活污水中，含油污水是其中的一类主要水体。众多的餐厅、食堂、食品加工企业以及居民日常生活会排放大量的含有污水，其中含有大量的动植物油脂，如果不经处理直接方法，会造成管道的堵塞、水体的浑浊腐败、并滋生治病源。
目前，现有的生活污水除油方法包括化学法和物理法两种。
(1)化学法处理的优点是设备费用低、处理效果好、操作简单;缺点是需要不断向废水中投放化学药剂，其运行费用高，并会引入二次污染。
(2)物理法主要包括过滤分离法、气浮分离法，但是均仅适用于分离废水中颗粒较大的油品，处理效率为60～80%，出水中含油量约为100～200毫克/升。废水中的细小油珠和乳化油则很难去除。
由于上述传统治理方法均存在一定的缺点，因此，有必要摆脱现有的治理技术路线，开辟出处理生活污水除油的新途径，进而开发一种全新形式的生活污水除油处理技术。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种生活污水除油方法，含油的生活污水通过废水管线进入集水井，集水井的出口通过废水管线连接粗格栅，粗格栅的出口通过废水管线连接一次沉淀池，一次沉淀池的出口通过废水管线连接pH值调节池，pH值调节池的出口通过废水管线连接纳米微孔超声波间歇聚合反应槽，纳米微孔超声波间歇聚合反应槽的出口通过废水管线连接二次沉淀池，二次沉淀池的出口通过废水管线连接高压放电有机铑催化聚合反应槽，高压放电有机铑催化聚合反应槽的出口通过废水管线连接三次沉淀池，三次沉淀池的出口通过废水管线连接净水池，净水池的出口通过废水管线将经过本系统处理后的净化出水外排;其中，纳米微孔超声波间歇聚合反应槽的槽体采用高强度玻璃钢材质，其顶板和底板上各并排装有8支超声波发生器，槽体中部设有上、下两道不锈钢网状龙骨，分别用于固定上、下两组纳米微孔表面聚合体，两组纳米微孔表面聚合体中央安装了6支搅拌桨叶，槽体左侧设有进水阀门，右侧设有出水阀门;经过酸化的生活污水通过纳米微孔超声波间歇聚合反应槽左侧的进水阀门进入反应槽内部，16支超声波发生器开始工作，发出超声波，废水中的有机物在超声波协同化学效应的作用下，在纳米微孔表面聚合体的表面发生C-H键的短暂断裂，由于纳米微孔表面聚合体材料中添加有能够催化聚合反应进行的氯化烯丙基钯二聚物，在其催化聚合作用下，已经断裂的C-H键会迅速在纳米微孔表面聚合体的纳米孔隙处发生C-H键的再结合，从而在纳米微孔表面聚合体的表面发生聚合反应，超声波发生器开启一定时间后即停止工作，同时两组纳米微孔表面聚合体中央的6支搅拌桨叶同时开始搅拌以产生液体湍流作用，这会使刚刚形成的有机物聚合体的分子量不断增大，逐步汇聚成大颗粒的不溶物质并从纳米微孔表面聚合体表面脱落，以悬浮物的形式分散于废水中，并随废水通过反应槽右侧的出水阀门排出反应槽，进入二次沉淀池，并最终通过沉淀过程从废水中加以除去，同时，纳米微孔超声波间歇聚合反应槽中的搅拌桨叶停止工作，超声波发生器重新开启，并通过进水阀门重新注入废水，开始新一轮催化聚合反应过程，如此往复循环;其中，高压放电有机铑催化聚合反应槽的外层包裹有槽体绝缘保护层，内部为碳化硅陶瓷结构，反应槽的右上部设有进水阀门，左下部设有出水阀门，槽体中央部分安装有二氯四羰基二铑多孔填料，作为聚合反应催化剂，填料层下部连接有颗粒物排放口，左、右两侧壁板正中各安装有一支高压放电电极，在反应槽底部左、右两侧各装有一支搅拌桨叶，污水通过高压放电有机铑催化聚合反应槽的进水阀门进入反应槽内部，高压放电电极每间隔0.1s进行一次高压放电，会在反应槽中产生一道横贯槽体左右的高压电弧，高压电弧所产生的高能量被废水中的油脂吸收，油脂分子中的C-H键受到能量激发处于不稳定状态，并在二氯四羰基二铑的催化作用下发生C-H键断裂并重组，最终生成大分子聚合颗粒物，以悬浮物的形式分散于水中，并通过反应槽右侧的出水阀门排出反应槽，进入三次沉淀池。
其纳米微孔超声波间歇聚合反应槽，其槽体有效容积为185m3，超声波发生器能够发出频率范围为25100~27800Hz的超声波，正常工作电压为15V，工作寿命一般为7500h。
其纳米微孔表面聚合体的材料为多孔型丙烯腈碳纤维，其孔径为5~12nm，比表面积为503m2/g，孔容为0.32cm3/g，氯化烯丙基钯二聚物的纯度为90.2%。
pH值调节池的作用是将经过一次沉淀的废水pH值调节至1.5~3.0，以满足纳米微孔超声波间歇聚合反应槽的入水pH值要求
本发明的优点在于：
(1)本方法摆脱了现有的生活污水除油处理模式，创造性的采用了物理手段与化学方法相结合的技术路线，通过特定频率超声波的协同化学效应，使生活污水中的有机物在纳米微孔表面聚合体的表面发生C-H键的断裂和快速再结合，从而发生聚合反应，逐步汇聚成大颗粒的不溶物质，从而通过沉淀过程加以去除，其除油率达到98.5%
(2)本方法采用了纳米微孔表面聚合体的设计，使废水中的有机物分子能够充分参与协同化学效应，提高了聚合反应效率，提升了整个系统的处理能力。
(3)本方法采用了超声波物理催化手段，杜绝了重金属、有机物等有毒性化学物质的使用，从而消除了引入新的、危害更大的污染物的风险。
(4)本方法原理简单易行，设计施工成本较低，并且处理效果较好，运行维护成本很低，有利于大范围推广应用。