申请日2009.07.14
公开(公告)日2009.12.16
IPC分类号C02F1/00; C10B53/02
摘要
本发明提供一种高效植物污水处理剂及用其处理污水的方法，它以植物为原料，经过热解干馏、分馏分离、冷凝分离、过滤净化分离而得高效植物污水处理剂，将其投入常规污水处理的污水进水口处，可大量降解污水中的有机物，使污水进入暴气池前，COD降低6%～30%、固体悬浮物降低8%～38%，改善污水处理厂的进水品质，降低后序污水处理负荷，单位体积污水处理时间减少10%～25%，提高污水处理效率，降低污水处理运营成本15%，本发明高效植物污水处理剂，来源广，无毒、无污染，价廉，选择性大，能促进微生物的代谢活动，对降低污水处理厂成本、提高污水处理质量有显著效果，同时能消除污水处理过程中产生的臭气，避免对周围环境造成的影响。
权利要求书
1、一种高效植物污水处理剂，其特征在于它以植物为原料，并经过下 列工艺步骤得到：
A、将植物原料于450-1050℃温度条件下，进行热解干馏，得热解干馏 气体;
B、将A步骤的热解干馏气体，在350～500℃温度条件下进行分馏分离， 分离出木焦油和木煤气，回收木焦油;
C、将B步骤分离出的木煤气在常温条件下进行冷凝分离得植物提取原 液;
D、将C步骤的植物提取原液，通过活性炭层进行过滤净化分离或静置 分离60天以上，得精制植物污水处理剂。
2、如权利要求1所述的高效植物污水处理剂，其特征在于所述植物为 秸秆、烟杆、树枝、树叶、紫茎泽兰中的一种或几种。
3、如权利要求1所述的高效植物污水处理剂，其特征在于所述A步骤 的热解干馏是在现有技术的常规干馏设备上完成的。
4、如权利要求1所述的高效植物污水处理剂，其特征在于所述B步骤 的分馏分离是在现有技术的常规多级分馏净化分离器中完成的。
5、如权利要求1所述的高效植物污水处理剂，其特征在于所述C步骤 的冷凝分离是在现有技术的常规冷凝分离器中完成的。
6、一种利用如权利要求1所述高效植物污水处理剂处理污水的方法， 包括常规污水处理工艺步骤，其特征在于在常规污水处理工艺的污水进入 口处，按下列投放精制植物污水处理剂：
对于COD大于8.5mg/L的污水，按每吨污水投0.25～2.5Kg的量，将 稀释100～200倍的精制植物污水处理剂投入污水中，搅动30～40min;
或者
对于COD小于8.5mg/L的污水，按每吨污水投0.25～2.5Kg的量，将 稀释300～500倍的精制植物污水处理剂投入污水中，搅动30～40min。
7、如权利要求6所述的污水处理方法，其特征在于所述搅动是借助污 水与植物污水处理剂一同在密闭管道中流动而完成的，或者借助现有污水 处理厂的搅拌设备完成的，以通过植物污水处理剂自身的作用，降解污水 中的有机物，改善污水质量，从而降低后序污水处理负荷，减少单位体积 污水处理时间。
说明书
高效植物污水处理剂及用其处理污水的方法
技术领域
本发明涉及一种植物污水处理剂，同时涉及污水处理方法，属于污水 治理技术领域。
背景技术
环境保护直接影响着我国国民经济的可持续发展。在我国过去几十年 的经济发展中，由于忽视了发展中的环境保护，导致了现阶段环境污染十 分严重的状况。近几年虽采取了大量的控制措施，但环境进一步变劣的趋 势仍在继续。我国是世界上环境污染最为严重的国家之一，无认是城市，还 是乡村，我国的大气、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。 贵阳、重庆、北京、兰州等五个城市位于世界十大空气污染最严重的城市 之列，全国600多个城市中，大气质量符合国家一级标准的不足1%。全国范 围内酸雨危害的程度和区域日益扩大。
全国每年污水排放中，仅10%的生活污水和70%的工业污水得到处理， 其中约有一半工业污水处理设施的出水达不到国家排放标准，其余未处理 的污水则直接排入江河湖泊中，致使我国的水环境遭受严重污染和破坏; 城镇生活污水的排放量正随着城镇建设与发展而呈递增的趋势。2002年全 国工业和城镇生活废水排放总量为439.5亿吨，比上年增加1.5%，其中工 业废水排放量207.2亿吨，比上年增加2.3%;城镇生活污水排放量232.3 亿吨，比上年增加0.9%，而城镇生活污水中仅有10%得到处理。据统计， 全国七大水系和内陆河流的110个重点河段中，属4类和5类水体的占39%; 城市地面水污染普遍严重，并呈进一步恶化的趋势，136条流经城市的河流 中，属4类、5类和超过5类标准的高达76.8%;约50%的城市地下水受到 不同程度的污染;全国较大的淡水湖如滇池、太湖和巢湖等富营养化程度 逐年加剧;一些地区的饮用水源受到严重污染，对人民健康造成严重危害。 城市垃圾和工业固体废弃物与日俱增，工业废弃物累计堆积量已超过66亿 吨，占地超过5万公顷，使200多个城市陷入垃圾包围之中。严重的生态 破坏，加重了1998年的长江洪水灾难，给人民的生命财产及国民经济造成 了严重损失。根据2002年的估计数据，我国城市生活污水排放总量(包括 城市工业废水)大于500亿吨/年，从1999年开始，城市生活污水COD排 放量已经超过工业废水的COD排放量，说明城市水环境质量在进一步下降。
就污水处理投资费用及运行费用而言，据预测，到2010年我国城市污 水排放总量为1050亿m3，城市污水处理率要达到50%，预计需新建污水处 理厂1000余座。按吨水造价1500-2000元以及运行费用0.8-1.4元/吨进 行计算，我国尚未投建的城市污水处理厂需一次性投资1000亿元，加上市 政管网建设，投资超过2000亿元，年运行费又要250亿元。而我国城市污 水处理厂建设的资金，90%来自于各种贷款，每年200亿元用于污水厂建设， 每个项目平均还贷期10年，几年后本息将超过300亿元，运行费和本息占 我国GDP的1%。而目前的城市污水处理，只有社会效益，并无经济效益， 因此，这样庞大的投资和运行费用，对经济不发达的中国，无疑是一个沉 重的负担。
而决定城市污水处理厂投资和运行成本的主要因素是污水处理工艺和 技术的选择，目前我国城市污水处理工艺普遍采用的是传统活性污泥法、 氧化沟、SBR等，这些成熟而有效的处理工艺，在各地被广泛应用。但一段 时期以来，因能耗大、运行费用高而阻碍着我国城市污水处理厂的建设， 同时一些建成的污水处理厂也因能耗高的原因，长期处于停产和半停产状 态。在今后相当长的一段时期内，能耗问题将成为城市污水处理的瓶颈。能 否解决污水厂的能耗问题，合理进行能源分配，已成为决定污水处理厂运 行效益好坏的关键因素，也是未来新的污水处理厂可行性分析的决定性因 素，开发适合我国国情的高效、低耗以及能满足排放要求，且基建和运行 费用低的污水处理新技术和新工艺，必将是未来污水处理厂设计和运行的 必由之路，具有十分重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效植物污水处理剂，以降低污水中的COD 及固体悬浮物。
本发明的另一个目的在于提供一种利用植物污水处理剂处理污水的方 法，，以降低污水中的COD及固体悬浮物，减轻后序污水处理负荷，提高污 水处理效果，降低污水处理运行成本。
本发明的第一个目的通过下列技术方案实现：一种高效植物污水处理 剂，其特征在于它以植物为原料，并经过下列工艺步骤得到：
A、将植物原料于450-1050℃温度条件下，进行热解干馏，得热解干馏 气体;
B、将A步骤的热解干馏气体，在350～500℃温度条件下进行分馏分离， 分离出木焦油和木煤气，回收木焦油;
C、将B步骤分离出的木煤气在常温条件下进行冷凝分离得植物提取原 液;
D、将C步骤的植物提取原液，通过活性炭层进行过滤净化分离或静置 分离60天以上，得精制植物污水处理剂。
所述植物为秸秆、烟杆、树枝、树叶、紫茎泽兰中的一种或几种;还 可以是其它一切生物质资源。
所述A步骤的热解干馏是在现有技术的常规干馏设备上完成的。
所述B步骤的分馏分离是在现有技术的常规多级分馏净化分离器中完 成的。
所述C步骤的冷凝分离是在现有技术的常规冷凝分离器中完成的。
本发明的第二个目的通过下列技术方案实现：一种利用植物污水处理 剂处理污水的方法，包括常规污水处理工艺步骤，其特征在于在常规污水 处理工艺的污水进入口处，按下列投放精制植物污水处理剂：
对于COD大于8.5mg/L的污水，按每吨污水投0.25～2.5Kg的量，将 稀释100～200倍的精制植物污水处理剂投入污水中，搅动30～40min;
或者
对于COD小于8.5mg/L的污水，按每吨污水投0.25～2.5Kg的量，将 稀释300～500倍的精制植物污水处理剂投入污水中，搅动30～40min。
所述搅动是借助污水与植物污水处理剂一同在密闭管道中流动而完成 的，或者借助现有污水处理厂的搅拌设备完成的，以通过植物污水处理剂 自身的作用，降解污水中的有机物，改善污水质量，从而降低后序污水处 理负荷，减少单位体积污水处理时间。
本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：采用本发明提供的上述 植物污水处理剂，并将其投入污水处理的进水口处，可在管道中的流动过 程中，大量降解污水中的有机物，并使有机物的降解速度加快，使污水进 入暴气池前降低污水中COD、固体悬浮物两个主要技术指标，其中，COD降 低6%～30%、固体悬浮物降低8%～38%，改善污水处理厂的进水品质， 从而降低了后序污水处理负荷，使得污水处理过程中的曝气时间缩短，单 位体积污水处理时间减少10%～25%，提高单位体积污水处理效率，降低污 水处理厂单位污水处理的运营成本15%，由于本发明提供的纯天然植物污水 处理剂，具有来源广，无毒、无污染，价廉，选择性大等优点，加入后能 保证微生物的代谢活动，改变环境的PH值，保持最佳状态，对降低污水处 理厂成本有着显著效果，同时对污水处理厂运行过程中产生的臭气有除臭 功效，避免对周围环境造成的影响。植物污水处理剂在处理高浓度污水时， 具有较高的絮凝作用，将减少高浓度污水处理过程中投放的无机药剂如硫 酸铝、碱式氯化铝、硫酸亚铁、三氯化铁等，较大程度地降低高浓度污水 处理成本。
本发明处理污水的机理是：通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶解胶 体状态的有机污染物转化为稳定无害的物质，这当中主要有两种方法：一种 是厌氧消化还原法，另一种是好氧氧化法。
厌氧消化还原法是指在无分子氧的条件下，通过厌氧微生物的作用，将 废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等，即厌氧消化。在用 厌氧消化还原法处理污水的工艺中，先在污水入口处投放本发明的植物污 水处理剂，会起到下列两个作用：一是，植物污水处理剂在提纯精制加工 过程中，已完成产生醋酸的过程，因此，将其加入到有机废水中后，能使复 杂的有机悬浮物液化，以达到降低有机污水固体悬浮物的功效;二是，植 物污水处理剂在产生醋酸的过程中还会产生丙酸，丁酸等脂肪酸和醇类， 当其加入到污水中后，与污水中的有机物转化成乙酸和氢，并伴有二氧化 碳的产生，从而为甲烷的形成提供原料，在这一系列的反应中，植物污水 处理剂起到了对污水中的有机物进行了有效的分解液化，从而降低了污水 处理厂进厂污水中固体悬浮物的数量，改善了污水处理厂进厂污水的水质， 降低了单位体积的污水处理成本。
好氧氧化法是指：在有游离氧存在的污水中，好氧微生物会以废水中的 有机污染物作为营养源，进行好氧代谢，从而降低有机物含量，使其无害化。 在用好氧氧化法处理污水的工艺中，先在污水入口处投放本发明的植物污 水处理剂，改善了用好氧氧化法工艺的污水处理厂进厂污水的水质，能保 证微生物的代谢活动，改变环境的PH值，使其保持最佳状态，从而提高了 污水处理效果，降低了单位体积的污水处理成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
本发明提供的高效植物污水处理剂以紫茎泽兰植物为原料，经过下列 工艺步骤制得：
A、将紫茎泽兰植物原料于470℃温度条件下，用常规热解干馏设备进 行热解干馏，得热解干馏气体;
B、将A步骤所得热解干馏气体送常规多级分馏净化分离器中，在380 ℃温度条件下进行分离，分离出木焦油和木煤气，回收木焦油;
C、将B步骤分离出的木煤气送入常规冷凝分离器中，在常温条件下冷 凝得植物提取原液;
D、将C步骤的植物提取原液，通过活性炭层进行过滤净化，得精制植 物污水处理剂。
实施例2
本发明提供的高效植物污水处理剂以秸杆为原料，经过下列工艺步骤 制得：
A、将秸杆原料于800℃温度条件下，用常规热解干馏设备进行热解干 馏，得热解干馏气体;
B、将A步骤所得热解干馏气体送常规多级分馏净化分离器中，在420 ℃温度条件下进行分离，分离出木焦油和木煤气，回收木焦油;
C、将B步骤分离出的木煤气送入常规冷凝分离器中，在常温条件下冷 凝得植物提取原液;
D、将C步骤的植物提取原液，静置60天以上，取上清液即得精制植 物污水处理剂。
实施例3
本发明提供的高效植物污水处理剂以树枝为原料，经过下列工艺步骤 制得：
A、将树枝原料于1020℃温度条件下，用常规热解干馏设备进行热解干 馏，得热解干馏气体;
B、将A步骤所得热解干馏气体送常规多级分馏净化分离器中，在500 ℃温度条件下进行分离，分离出木焦油和木煤气，回收木焦油;
C、将B步骤分离出的木煤气送入常规冷凝分离器中，在常温条件下冷 凝得植物提取原液;
D、将C步骤的植物提取原液，通过活性炭层进行过滤净化，得精制植 物污水处理剂。
实施例4
本发明提供的利用植物污水处理剂处理污水的方法，包括常规的用好 氧氧化法处理污水的工艺步骤，其中，待处理的生活污水中的COD为 11.60mg/L，悬浮固形物XG为147.5mg/L，pH值为7.55，在污水入口处， 按每吨污水投1.5Kg的量，将稀释100倍的实施例1的精制植物污水处理 剂投入污水中，让污水与植物污水处理剂一同在密闭管道中流动30min，COD 降至7.44mg/L、固体悬浮物降至92.4mg/L，pH值为7.06，改善了污水 处理厂的进水品质，以便在后序的用常规好氧氧化法处理污水的工艺步骤 中，减轻污水处理负荷，提高污水处理效果，最终使污水达到排放标准。
实施例5
本发明提供的利用植物污水处理剂处理污水的方法，包括常规的用好 氧氧化法处理污水的步骤，其中，待处理的生活污水中的COD为10.64mg/L， 悬浮固形物XG为247.2mg/L，pH值为7.59，在污水入口处，按每吨污水 投2.5Kg的量，将稀释200倍的实施例2的精制植物污水处理剂投入污水 中，让污水与植物污水处理剂一同在密闭管道中流动40min，COD降至7.28 mg/L、固体悬浮物降至202.4mg/L，pH值为7.10改善了污水处理厂的进 水品质，以便在后序的用常规好氧氧化法处理污水的工艺步骤中，减轻污 水处理负荷，提高污水处理效果，最终使污水达到排放标准。
实施例6
本发明提供的利用植物污水处理剂处理污水的方法，包括常规的用厌 氧消化还原法处理污水的步骤，其中，待处理的生活污水中的COD为 6.95mg/L，悬浮固形物XG为127.2mg/L，pH值为7.59，在污水入口处， 按每吨污水投1.0Kg的量，将稀释500倍的实施例3的精制植物污水处理 剂投入污水中，让污水与植物污水处理剂一同在搅拌机中搅拌35min，COD 降至5.01mg/L、固体悬浮物降至92.02mg/L，pH值为7.10改善了污水处 理厂的进水品质，以便在后序的用常规厌氧消化还原法处理污水的工艺步 骤中，减轻污水处理负荷，提高污水处理效果，最终使污水达到排放标准。