申请日2009.02.16
公开(公告)日2011.09.07
IPC分类号C02F9/12; C02F1/72; C02F1/48; C02F1/463
摘要
本发明公开了一种工业废水处理新工艺，包括以下的步骤：采用传统的水处理技术对污水进行预处理，然后进入电磁絮凝沉淀加速器絮凝沉淀，通过沉淀实施固、液分离，再将上清液进入电磁流体反应器，在电磁流体反应器中，电磁场使固态流化介质产生局部、瞬间高温，促进氧化剂氧化电势的提高，同时通过电磁振荡促使污染物化学活化能降低，在以上各部分共同的作用下，促使难降解的污染物被分解达到净化水的目的。本发明的工艺不仅可减少处理、投资成本及占地面积，且能处理传统工艺所不能去除的污染物，能达到其它工艺无法实现的水净化目的。
权利要求书
1.一种工业废水处理新工艺，包括以下的步骤：
采用传统的水处理技术对污水进行预处理，然后进入电磁絮凝沉淀加速器絮凝沉淀，通过沉淀实施固、液分离，再将上清液加入氧化剂后注入电磁流体反应器，在电磁流体反应器中，电磁场使固态流化介质产生局部、瞬间高温，促进氧化剂氧化电势的提高，同时通过电磁振荡促使污染物化学活化能降低，在以上各部分共同的作用下，促使难降解的污染物被分解达到净化水的目的;
所述的固态流化介质的配方包括以下重量百分比的物质：
稀土10-15%、贵金属0-1%、过渡元素20-35%、非金属物质50-65%;
所述的非金属物质选自高岭土、硅藻土、沸石、瓷土及碳中的一种或两种以上;
所述的稀土选用未经分离的稀土;
所述的贵金属选自钌、铑、钯、银中的一种或两种以上;
所述的过渡元素选自铬、锰、铁、钴、镍、铜、钼、锝中的一种或两种以上;
上述固态流化介质的配方在1500℃下烧结，得到一种混合的、不容的固态物质，即固态流化介质。
2.根据权利要求1所述的一种工业废水处理新工艺，包括以下的步骤：
(1)废水经过格栅清除大块杂物后进入生化调节池;
(2)废水经生化调节池处理后，加入絮凝剂，然后进入电磁絮凝沉淀加速器絮凝、沉淀，沉淀后进行固、液分离;
(3)将分离的上清液加入氧化剂后注入电磁流体反应器中，电磁流体反应器的流化床中装填固态流化介质，通过电磁波发生器给电磁流体反应器传送电磁能量，使电磁流体反应器内形成电磁场，在电磁场和固态流化介质的协同作用下，电磁流体反应器中产生剧烈的氧化还原反应，将上清液中污染物分解去除;
(4)反应生成少量的絮体经石英砂过滤器去除，处理后的出水水质可达到排放标准;对于极少量的、含水量小的污泥，定期经污泥脱水器处理，出泥饼外运。
说明书
一种工业废水处理新工艺
技术领域
本发明属于污水处理领域，公开了一种工业废水处理新工艺。
背景技术
水体中大量的污染物可以采用传统的水处理混凝沉淀、生化处理技术予以去除，这些技术目前已相当成熟，并且运行费用相对比较低廉，因此必须给予充分利用。但是仍有部分溶解性污染物CODcr(铬式化验法的化学耗氧量)及色度在常温条件下不能被目前常用的氧化剂氧化去除。
目前较广泛采用的各种生化水处理工艺，其基本原理是在污水中培养、繁殖大量的能分解、吸收污染物的细菌对污水进行净化处理，但大部分工业污水中缺少细菌繁殖所需的营养成分，不能满足生化工艺的基本要求。同时，生化工艺不能承受高浓度污染物的冲击，且许多污染物不能被细菌所分解，使生化工艺的使用受到局限。
传统混凝沉淀工艺只能去除水体中的悬浮物和部分不溶于水的可被絮体吸附的部分污染物，许多有机污染物(产生CODcr的主要污染物)不能被有效去除。因此，目前通常作为水处理流程中的一个处理环节。
膜处理是以机械过滤为基础的一种水处理技术，能有效去处水体中的各种离子，但许多有机分子能通过膜而不能得到有效去除，而况是一种有机化合物，极易被水体中的芳香烃等有机物质所损坏，并且对进水水质要求非常高，运行费用高居不下，一般企业难以接受。
微波能水处理是在污水中加入大量絮凝剂、药剂及“敏化剂”，经微波谐振腔反应后絮凝沉淀达到去除污染物效果的。其基本原理类似于混凝沉淀工艺，在整个反应过程中没有发生明显的氧化反应，因此不可能有效去除溶解于水有不能被絮体吸附的污染物，对于难处理工业污水CODcr的去除存在很大的局限性，同时产生大量的沉淀物，带来污泥处理的烦恼。
在水处理工艺中加入氧化剂已在实践中被采用，但是均在常温条件下反应，通常许多氧化反应在常温下反应速度极低，以至于不能发生，因此不能达到污水深度处理的目的。
到目前为止尚未见到通过传统生化工艺、电絮凝沉淀加速器、电磁流体反应器及其固态流化介质在电磁流体反应器中产生局部瞬时、高温、高压来处理工业难治理污水的报道，更未见到通过电磁流体反应器及其固态流化介质降低污染物化学活化能，并促进氧化剂氧化电势提高，而使污水中有机物得以有效去除的报道。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种不仅可减少处理、投资成本及占地面积，且能处理传统工艺所不能去除的污染物的工业废水处理新工艺。
为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：一种工业废水处理新工艺，包括以下的步骤：
采用传统的水处理技术对污水进行预处理，然后进入电磁絮凝沉淀加速器絮凝沉淀，通过沉淀实施固、液分离，再将上清液进入电磁流体反应器，在电磁流体反应器中，电磁场使固态流化介质产生局部、瞬间高温，使污染物化学活化能降低，同时促进氧化剂氧化电势的提高，在以上各部分共同的作用下促使难降解的污染物被分解达到净化水的目的。
本发明一种优选的技术方案是：一种工业废水处理新工艺，包括以下的步骤：
(1)废水经过格栅清除大块杂物后进入生化调节池;
(2)废水经生化调节池处理后，加入絮凝剂，然后进入电磁絮凝沉淀加速器絮凝、沉淀，沉淀后进行固、液分离;
(3)将分离的上清液加入氧化剂后注入电磁流体反应器中，电磁流体反应器的流化床中装填固态硫化介质，通过电磁波发生器给电磁流体反应器传送电磁能量，使电磁流体反应器内形成电磁场，在电磁场和固态流化介质的协同作用下，电磁流体反应器中产生剧烈的氧化还原反应，将上清液中污染物分解去除;
(4)反应生成少量的絮体经石英砂过滤器去除，处理后的出水水质可达到排放标准;对于极少量的、含水量小的污泥，定期经污泥脱水器处理，出泥饼外运。
所述的固态流化介质的配方包括以下重量百分比的物质：
稀土10-15%、贵金属0-1%、过渡元素20-35%、非金属物质50-65%。
所述的非金属物质选自高岭土、硅藻土、沸石、瓷土及碳中的一种或两种以上。
所述的稀土选用未经分离的稀土。
所述的贵金属选自钌、铑、钯、银中的一种或两种以上。
所述的过渡元素选自铬、锰、铁、钴、镍、铜、钼、锝中的一种或两种以上。
上述固态流化介质的配方在1500℃下烧结，得到一种混合的、不容的固态物质，即固态流化介质。
本发明的有益效果是：本发明的工艺不仅可减少处理、投资成本及占地面积，且能处理传统工艺所不能降解的一些高难度工业废水中的色度和常温难以去除的污染物，处理传统工艺所不能去除的有机、无机物质，其废水经传统工艺进电磁絮凝沉淀加速器，沉淀后的上清液经电磁流体反应器，在适当氧化剂存在时可使许多污染物被氧化而去除;并且电磁流体反应器对污染物分子的作用使其分子结构中的化学键发生强烈震动或转动，使其反应化学能降低，进一步促使氧化反应的发生，同时对生物体的辐射作用，导致生物体的组织器官、细胞在两大作用环境中生理发生紊乱、失调、病变、直至全部死亡，能彻底杀灭水中细菌、藻类等微生物，能达到其它工艺无法实现的水净化目的。本发明可广泛应用于工业废水、中水回用、景观用水、锅炉用水、自然水体等环境保护、节能减排水处理工业领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
实施例1
化工废水处理：
(1)废水经过格栅清除大块杂物后进入生化调节池;
(2)废水经生化调节池处理后，加入絮凝剂，然后进入电磁絮凝沉淀加速器絮凝、沉淀，沉淀后进行固、液分离;
(3)将分离的上清液加入氧化剂后注入电磁流体反应器中，氧化剂按照污水的CODcr值0.1-5倍的量加入，电磁流体反应器的流化床中装填固态硫化介质，固态流化介质占反应器有效容积的50-80%;通过电磁波发生器给电磁流体反应器传送电磁能量，使电磁流体反应器内形成电磁场，固态流化介质接受电磁场能量在其局部产生瞬间的1000-1500度高温、高压，电磁流体反应器中产生剧烈的氧化还原反应，总体反应时间5秒-1000秒，最终将上清液中污染物分解去除;
(4)反应生成少量的絮体经石英砂过滤器去除，处理后的出水水质可达到排放标准;对于极少量的、含水量小的污泥，定期经污泥脱水器处理，出泥饼外运。
固态流化介质的配方为：锰11%、铬6%、铑1%、铁7%、高岭土20%、硅藻土10%、碳20%、稀土15%、瓷土10%;
常规处理工艺出水CODcr>200，经本发明处理后出水CODcr<100。
实施例2
造纸废水处理：
(1)废水经过格栅清除大块杂物后进入生化调节池;
(2)废水经生化调节池处理后，加入絮凝剂，然后进入电磁絮凝沉淀加速器絮凝、沉淀，沉淀后进行固、液分离;
(3)将分离的上清液加入氧化剂后注入电磁流体反应器中，氧化剂按照污水的CODcr值0.1-4倍的量加入，电磁流体反应器的流化床中装填固态硫化介质，固态流化介质占反应器有效容积的50-80%;通过电磁波发生器给电磁流体反应器传送电磁能量，使电磁流体反应器内形成电磁场，固态流化介质接受电磁场能量在其局部产生瞬间的900-1000度高温、高压，电磁流体反应器中产生剧烈的氧化还原反应，总体反应时间5秒-900秒，最终将上清液中污染物分解去除;
(4)反应生成少量的絮体经石英砂过滤器去除，处理后的出水水质可达到排放标准;对于极少量的、含水量小的污泥，定期经污泥脱水器处理，出泥饼外运。
固态流化介质的配方为：锰10%、铁15%、高岭土20%、沸石5%、碳30%、稀土10%、瓷土10%;
常规处理工艺出水CODcr>160、色度>100倍，经本发明处理后出水CODcr<80、色度<5倍。
实施例3
皮草废水处理：
(1)废水经过格栅清除大块杂物后进入生化调节池;
(2)废水经生化调节池处理后，加入絮凝剂，然后进入电磁絮凝沉淀加速器絮凝、沉淀，沉淀后进行固、液分离;
(3)将分离的上清液加入氧化剂后注入电磁流体反应器中，氧化剂按照污水的COD值0.1-3倍的量加入，电磁流体反应器的流化床中装填固态硫化介质，固态流化介质占反应器有效容积的50-80%;通过电磁波发生器给电磁流体反应器传送电磁能量，使电磁流体反应器内形成电磁场，固态流化介质接受电磁场能量在其局部产生瞬间的500-1000度高温、高压，电磁流体反应器中产生剧烈的氧化还原反应，总体反应时间5秒-400秒，最终将上清液中污染物分解去除;
(4)反应生成少量的絮体经石英砂过滤器去除，处理后的出水水质可达到排放标准;对于极少量的、含水量小的污泥，定期经污泥脱水器处理，出泥饼外运。
固态流化介质的配方为：锰10%、镍5%、铁10%、高岭土25%、沸石5%、碳25%、稀土10%、瓷土10%;
常规处理工艺出水CODcr>370、色度>50倍，经本发明处理后出水CODcr<100、色度<5倍。
实施例4
锅炉废水处理：
(1)废水经过格栅清除大块杂物后进入生化调节池;
(2)废水经生化调节池处理后，加入絮凝剂，然后进入电磁絮凝沉淀加速器絮凝、沉淀，沉淀后进行固、液分离;
(3)将分离的上清液加入氧化剂后注入电磁流体反应器中，氧化剂按照污水的COD值0.1-2倍的量加入，电磁流体反应器的流化床中装填固态硫化介质，固态流化介质占反应器有效容积的10-50%;通过电磁波发生器给电磁流体反应器传送电磁能量，使电磁流体反应器内形成电磁场，固态流化介质接受电磁场能量在其局部产生瞬间的300-900度高温、高压，电磁流体反应器中产生剧烈的氧化还原反应，总体反应时间5秒-20秒，最终将上清液中污染物分解去除;
(4)反应生成少量的絮体经石英砂过滤器去除，处理后的出水水质可达到排放标准;对于极少量的、含水量小的污泥，定期经污泥脱水器处理，出泥饼外运。
固态流化介质的配方为：锰5%、铁15%、高岭土25%、沸石5%、碳30%、稀土15%、瓷土5%;
常规处理工艺出水CODcr>80，经本发明处理后出水CODcr<30。
电磁絮凝沉淀加速器：含有进水口及出水口的导流箱及设置于导流箱两侧的电磁发生器及电磁反应体，电磁发生器及电磁反应体产生电磁场使经过导流箱内的污水受到电磁场作用。电磁絮凝沉淀加速器利用电磁场对絮体晶格和结晶水的综合作用，消除η电位、释放水分，使絮体很快成长为不含结晶水的大颗粒固体，迅速从水体中分离出来，使污泥的含水率大幅度降低;并且由于在晶体成长过程中未加入任何化学药剂，所以处理后的水质无二次污染，同时具有杀菌灭藻、提高后续工艺寿命及效率的特点，故有效降低了水处理流程成本，提高了处理效率。
电磁流体反应器：是由固态流化介质、电磁发生器、电磁场、流化床体等技术融为一体的装置，它包括电磁发生器及置于电磁反应腔内的多级反应体，电磁发生器向电磁反应腔内发射电磁波产生电磁场、使得通过多级反应体的流体受到电磁场的作用;其中，多级反应体由一个以上并且首尾顺次连接的流化床体组成，首个流化床体上设有进料口、相应的末个流化床体上设有出料口，流化床体之间通过药剂口连接，每个流化床体的内部均载有固态流化介质。本电磁流体反应器能够在常规条件下促进流体氧化、还原、分解反应，具体是在流体中连续加入电磁能，并通过固态流化介质至使流体物质分子连续产生局部、瞬间高温、高压，经流化床体促进流体的氧化、还原、分解反应，达到降低成本提高效率的目的，在环境保护领域具有广阔的市场前景。
本发明的工作原理：本发明是将传统的水处理技术与电磁絮凝沉淀加速器、电磁流体反应器、超高温氧化技术有机结合的水处理工艺。部分溶解性污染物CODcr在常温条件下不能被目前常用的氧化剂氧化去除，该部分污染物可以采用电磁流体反应器，在合适的固态流化介质和氧化剂存在条件下发生超高温氧化反应而被去除，氧化还原反应的氧化电势是温度函数，反应温度提高，氧化还原电势也相应提高，因此通过电磁流体反应器在固态流化介质表面可产生局部的瞬间高温、高压，使吸附其表面的污染物和氧化剂发生剧烈的氧化还原反应;同时电磁流体反应器对污染物分子产生振荡效应，使一些化学键震动或转动，从而导致这些化学键减弱，降低了反应活化能，在氧化电势提高和反应活化能降低的双重作用下，使水体中的难以去除的污染物CODcr得以去除，达到深度处理的效果。电磁流体反应器中的电磁波对生物体有辐射、震荡及加热作用，导致生物体组织细胞失调、生理功能紊乱及发生病变而死亡。因此该工艺能有效杀灭水体中的细菌、藻类等微生物。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。