申请日1990.11.01
公开(公告)日1991.06.26
IPC分类号C02F1/52; C02F1/74; C02F1/24
摘要
憎水型化工污水处理方法及其处理装置，属于工业用水处理方法和处理装置。其方法是以氯化铁为污垢引出剂，氯化亚铁为第一催化剂，以氢氧化钾为第二催化剂和最终的絮凝剂，其主要尚可再生循环使用，方法确切，依据可靠，化学耗氧量去除率可达 95%以上;其装置由于在药品加注、pH检测、空气注入等方面使用了文式管原理，在沉降过滤方面采用了旋转稳流一体化工艺，所以该设备功能齐全、完备，结构新颖、简单，造价低、效率高，操作方便，无二次污染。
権利要求書
1、一种治理憎水型化工污水的方法，其特征在于以氯化铁为污垢引出剂，氯化亚铁为第一催化剂，以氢氧化钾为第二催化剂和最终的絮凝剂。
2、一种如权利要求1所述治理憎水型化工污水的装置，其特征在于包括有注药器3、均匀器7、PH检测器8、由9、10、11、12组成的嚼沫器、治涡器47，以及稳流布水，沉降过滤一体罐。
3、如权利要求2所述的注药器3，其特征在于由文式管构成，形成由文式孔产生抽吸力而将药液经两道阀门后吸入输水管道。
4、如权利要求2所述的均匀器7，其特征在于输入与输出于均匀器桶体上的管线，均与均匀器桶体成切线形关系(输入管线略有割线形关系);设在泵后的均匀器，其顶部设有一只排气阀门，设在泵前的均匀器，其顶部设有两只阀门，其中一只为灌水阀门，另一只为排气阀门。
5、如权利要求2所述的PH检测器8，其特征在于能够暴支流于主管线之外，并与主管线液流保持同步，由可控阀门、漏斗和文式管构成。
6、如权利要求2所述由9、10、11、12组成的嚼沫器，其特征在于能够有效地经飞溅，撞击产生泡沫，由含有众多文式管注气孔10的嚼沫喷管9、嚼沫器壳11和粗糙嚼沫板12组成。
7、如权利要求2所述的治涡器47，其特征在于置于液体出口处，能够有效制止旋涡流的生成，使罐底沉积物泥浆平稳有序地排出罐外，它由两个同底相对的空心园锥体构成。
8、如权利要求2所述的稳流布水，其特征在于为了稳定沉降罐内的水体，使进水最小程度地影响水体内的沉降过程，即将输入水管线与沉降罐45桶体以切线(略带割线)角度相接。
9、如权利要求2所述的沉降过滤一体罐，其特征在于为了使排放沉降罐底部的泥浆时，自然构成过滤罐内液面全方位下降，形成反冲洗滤料，同时使沉降，过滤一步完成，即将过滤罐46直接对接在沉降罐45之上，构成同一个容器内腔，成为一体化罐。
说明书
本发明属于化工工业用水处理方法及其处理装置。
目前国内对憎水型化工污水处理效率较高，经济效益较好的还是由航空工业部第四规划设计研究院设计，由江苏省宜兴市由环保节能设备厂制造的化学-气浮法组合新工艺水处理设备，该设备的全溶气气浮处理流程方块图见图2。
该设备中所投药剂为碱式氯化铝或聚合氯化铝，其高分子助凝剂为聚丙烯酰胺或其它，该设备的总去污率为10-40%，最高可达50%，应该指出，其中高分子助凝剂的使用并没有提高该工艺的去污率，而只是减少了投药量，所以该工艺设备仅适用于污水浓度较低，污染物种类较少的情况下，而且该设备因为使用了铝盐药剂，使处理过的水中元素铝的含量升高，毒性加大，其次是设备中的压力溶气和气浮装置造价大，成本高，操作条件苛刻。
本发明的目的在于克服以上不足，提供一种去污率较高，没有毒性，适用于全部憎水型化工污水的处理方法，以及投资小，效率高，操作方便的处理设备。
本发明的目的是这样实现的：将氯化铁和氯化亚铁两种饱和溶液，按照2∶1的比例均匀，适量地投入污水中后，利用飞溅、碰撞(或其它)方法，使污水反复产生泡沫，并及时排除泡沫，直到水中不再产生泡沫时，沉淀也已开始生成，适当加一点絮凝剂氢氧化钾，便可将水中铁盐全部沉降转化出来，水也就被净化了。
本发明装置采用曝气嚼沫-沉降过滤两步净化法，其中曝气嚼沫的次数需根据污水浓度的大小而设置，如污水化学耗氧量在2000毫克/升时，其流程方框图见图3。
本发明的主要药物原理是这样的：氯化铁能使所有水不溶性(憎水)化学工业品质水在和空气一起受到冲撞或震荡时产生泡沫，这即是氯化铁与其中的纯水发生水解反应时遇到的障碍性现象，当有适量的氯化亚铁存在时，这种水解现象便会变得更迅速、更彻底，障碍反应、泡沫现象也就显得更加剧烈。当水和空气继续发生冲撞时，没有水解完全的氯化铁就会使这一现象继续下去，直到水中难溶或不溶的分子或分子团全部藏拟于浮起的泡沫中为止。当把泡沫从水面排除时，水中本来不溶性的异物也就随之被除掉或逐步被排除掉。其具体反应如下：
三价铁离子在水中是以水合离子存在，即[Fe(H2O)5]+3，它的水解也和多元酸的电离一样，是分级进行的，即
[Fe(H2O)5]+3+H2O=[Fe(OH)(H2O)5]+2+H3O+
[Fe(OH)(H2O)5]+2+H2O=[Fe(OH)2(H2O)4]++H3O+
其次，随着水解的进行，同时发生各种类型的聚合反应，如：
[Fe(OH)(H2O)5]+2+[Fe(H2O)]+3
这类聚合反应如果继续进行，聚合度随着时间增大而最终将导致沉淀生成。由于聚合时，形成氧桥比较缓慢，所以水解反应达到平衡也很缓慢(以上原文请见《无机化学》上册，第173-174页。高等学校试用教材《无机化学》编写组编，1978年1月第1版，1979年1月沈阳第5次印刷)。但当加入二价铁盐-氯化亚铁时，氧桥形成的速度就会骤然升高，这时水解反应达到的平衡就会迅速实现。这即是本发明所在，也就是本发明的根本性依据。
当加入絮凝剂氢氧化钾时的反应是：
Fecl3+3KOH=3kcl+fe(OH)3↓红棕色
Fecl2+2KOH=2kcl+fe(OH)2↓兰色
Fe(OH)2很不稳定，在有空气和水的情况下，很快被氧化为Fe(OH)3
4Fe(OH)2+O2+2H2O 碱性介质4Fe(OH)3↓红棕色
本发明方法对憎水型污水其化学耗氧量的去除率可达95%以上，对含有少量亲水性污垢的污水，其化学耗氧量的去除率也可达85%左右，而且本方法本工艺还可以依靠设备的复加，反复使用多次，水质可以步步升高。曝气嚼沫、浮沫排垢是本方法的主要工序，所以本方法又称“化学泡沫法”。
本发明装置由于在药品加注、PH检测、空气注入三方面都使用了文式管原理，在沉降过滤方面采用了稳流、一体化方法，所以该设备成本低、效率高，实现了自然反冲洗工艺，而且沉降、脱水后的“污泥”可以转化为该工艺所需之药剂，以循环使用。