申请日2004.03.25
公开(公告)日2005.01.12
IPC分类号C02F1/52
摘要
本发明属工业废水处理技术领域，具体涉及一种化学反应、混凝沉淀处理工业废水的方法。将废水通过化学反应、混合反应、絮凝反应、沉淀反应形成符合要求的水原。本发明能有效去除表面活性剂废水和印染废水中80%的悬浮固体和胶体;而且本发明可以有效地节省投资，成本低廉。本发明能有效解决小流量工业废水处理单元布置难匹配，难衔接，从而降低处理效果的矛盾。
权利要求书
1、一种化学反应、混凝沉淀处理工业废水的方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)将废水泵入化学反应、混合反应池中，与化学药剂及混凝剂充分混合、反应，混合、 反应时间为1分钟-5分钟，速度梯度为200-700S-1;化学药剂与表面活性剂废水中的直链 烷基苯磺酸钠混合、反应，生成不溶于水的直链烷基苯磺酸钙;化学药剂与印染废水进行 酸碱中和反应和氧化还原反应，使染料脱色;同时加入的混凝剂与废水中的胶体污染物也 充分混合，使胶体脱稳;
(2)从化学反应、混合反应池出来的混合液流入絮凝池，絮凝时间为10-20min，速度 梯度从100-200S-1减至10-40S-1;在步骤(1)中混凝剂水解产物的作用下对表面活性剂 废水中不溶于水的直链烷基苯磺酸钙，废水中脱稳的胶体进行吸附架桥和网捕，形成大的、 沉降性能好的絮体颗粒;
(3)絮凝池出来的处理水进入沉淀池进行固液分离，固液分离时间为1.5～2.0小时。
2、根据权利要求1所述的化学反应、混凝沉淀处理工业废水的方法，其特征在于絮 凝池中加入高分子助凝剂。
3、根据权利要求1所述的化学反应、混凝沉淀处理工业废水的方法，其特征在于处 理表面活性剂废水时，添加的化学药剂为CaO或Ca(OH)2之一种，加入量为200-2000mg/l， 处理印染废水时，添加的化学药剂为FeSO4，加入量为40-400mg/l。
4、根据权利要求1所述的化学反应、混凝沉淀处理工业废水的方法，其特征在于混 凝剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铝、硫酸铁、三氯化铁、聚合氯化铝铁之一种，加入量分别 为聚合硫酸铁20-600mg/l，聚合氯化铝5-100mg/l，硫酸铁100-800mg/l，三氯化铁 10-200mg/l，聚合氯化铝铁5-100mg/l。
5、根据权利要求2所述的化学反应、混凝沉淀处理工业废水的方法，其特征在于高 分子助凝剂为聚丙烯酰胺、硅胶之一种，加入量为0-3mg/l。
说明书
一种化学反应、混凝沉淀处理工业废水的方法
技术领域
本发明属工业废水处理技术领域，具体涉及一种化学反应、混凝沉淀处理工业废水的 方法。
背景技术
混凝沉淀技术最早应用于给水处理领域，处理对象为天然水体水中带负电荷的胶体颗 粒。第一个处理单元为混合池，无机混凝剂(如Al2(SO4)3等)在此对原水中胶体进行压缩 双电层和吸附电中和作用，胶体失稳，失稳胶体进入第二个处理单元反应池。在反应池中， 失稳的胶体相互碰撞凝聚，在混凝剂水解产物或高分子助凝剂作用下进行吸附架桥和网 捕，完成絮凝反应，形成大的、沉降性能好的絮体颗粒。在后继第三个处理单元沉淀池中， 絮体颗粒与水分离完成处理过程。给水处理中，絮凝反应与沉淀两个处理单元是通过穿孔 花墙直接相联，而不是经管道输送，以避免絮凝反应后的固体絮体被剧烈的水流剪碎。所 以给水絮凝反应池后的沉淀池一般为平流式沉淀池，以解决反应池与沉淀池的衔接问题。
工业废水处理中，传统的混凝沉淀技术有时并不能有效去除污染物，而经常要将化学 反应和混凝沉淀技术相结合(简称化学反应、混凝沉淀方法)，才能有效去除污染物。如 表面活性剂废水，需加CaO或Ca(OH)2使溶于水的直链烷基苯磺酸钠反应生成不溶于水 的直链烷基苯磺酸钙，但刚形成的不溶于水的直链烷基苯磺酸钙，沉淀性能不够好，需加 混凝剂(如：聚合氯化铝PAC)，有机高分子助凝剂(如聚丙烯酰胺PAM)，然后形成大的 絮体颗粒，得到很好的沉淀、去除效果。并且，混凝剂和助凝剂也同时去除表面活性剂废 水中其它悬浮和胶体污染物。如印染废水，需加FeSO4，在这个过程中需进行酸碱中和反 应(酸性的FeSO4与碱性的印染废水反应)和氧化还原反应(Fe2+变成Fe3+，失去电子;而印 染废水中，染料分子得到电子从而破坏了显色基团，色度降低)。而形成的Fe3+的水解产物， 是很好的混凝剂，将印染废水中大分子胶体通过混凝、沉淀去除。因此，工业废水(主要 是表面活性剂废水和印染废水)处理需要的不是传统意义上的混凝沉淀方法，而是一种新 的化学反应、混凝沉淀方法。在此新方法中，化学反应、混凝沉淀过程均非常重要，针对 特定污染物的化学药剂的选择和反应过程的控制是工艺成败的前提。
工业废水一般处理水量较小，如用化学反应、混凝沉淀方法处理，沉淀池往往只能选 择适用于小流量的竖流式沉淀池，如流量稍大，也可考虑用幅流式沉淀池，而适用于大流 量的平流式沉淀池一般则不予考虑。
在传统混凝沉淀系统设计中，混合、絮凝、沉淀分别在三个反应器中进行，以满足这 三个反应器对不同水力紊动强度的要求。在小流量的情况下，仅按传统混凝沉淀系统设计 考虑，既忽略了对化学反应条件的考虑，且混合池体积太小，絮凝池中很难造成适宜絮凝 反应的水力紊动强度梯度，混合池、絮凝池与竖流式(或幅流式)沉淀池在空间上难以布 置，它们之间的管道连接非常复杂、困难，且投资大，造价高，操作管理麻烦。如在传统 混凝沉淀系统前，增加一个化学反应池，仅能改善化学反应的条件，并不能克服在小流量 情况下，传统混凝沉淀系统的缺陷，且增加了造价。
发明内容
本发明的目的在于提出一种化学反应、混凝沉淀处理工业废水的方法。
本发明提出的一种化学反应、混凝沉淀处理工业废水的方法，主要是去除表面活性剂 废水和印染废水，其具体步骤如下：
1、将废水泵入化学反应、混合反应池中，与化学药剂及混凝剂充分混合、反应，混 合、反应时间为1分钟-5分钟，速度梯度控制在200-700S-1。化学药剂与表面活性剂废水 中的直链烷基苯磺酸钠(LAS)混合、反应，生成不溶于水的直链烷基苯磺酸钙;化学药 剂与印染废水进行酸碱中和反应和氧化还原反应，使染料脱色;同时加入的混凝剂与废水 中的胶体污染物也充分混合，使胶体脱稳;
2、从化学反应、混合反应池出来的混合液流入絮凝池，絮凝时间为10-20min，速度 梯度从100-200S-1减弱至10-40S-1。在步骤1中混凝剂水解产物的作用下对表面活性剂 废水中不溶于水的直链烷基苯磺酸钙，废水中脱稳的胶体进行吸附架桥和网捕，形成大的、 沉降性能好的絮体颗粒;
3、絮凝池出来的处理水进入沉淀池进行固液分离，固液分离时间为1.5～2.0小时。
本发明中，絮凝池中也可加入高分子助凝剂，使吸附架桥和网捕效果更好，并可减少 步骤1中加入的混凝剂的量。
本发明中，处理的工业废水主要为表面活性剂废水和印染废水，处理表面活性剂废水 时，添加的化学药剂为CaO或Ca(OH)2之一种，加入量为200-2000mg/l。处理印染废水 时，添加的化学药剂为FeSO4，加入量为40-400mg/l。化学药剂FeSO4与印染废水中碱性 的染料能混合、反应，使废水中和，还原性的Fe2+失去电子变成Fe3+，而印染废水中，染 料分子得到电子从而破坏了显色基团，色度降低。而形成的Fe3+的水解产物，是很好的混 凝剂，继续与印染废水中的胶体污染物充分混合，使胶体脱稳。因此，FeSO4既是特定的 化学药剂，其反应产物也是混凝剂，无需加入其它混凝剂。
本发明中，混凝剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铝(PAC)、硫酸铁、三氯化铁、聚合氯化 铝铁之一种，加入量分别为聚合硫酸铁20-600mg/l，聚合氯化铝5-100mg/l，硫酸铁 100-800mg/l，三氯化铁10-200mg/l，聚合氯化铝铁5-100mg/l。
本发明中，高分子助凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)、硅胶之一种，加入量为0-3mg/l。
本发明中，化学反应包括酸碱中和、氧化还原、置换反应等，胶体脱稳包括压缩双电 层、吸附电中和两个过程。絮凝单元既是脱稳后的胶体相互碰撞，在混凝剂和助凝剂作用 下，进行吸附架桥和网捕，又是化学沉淀或反应产物，固体颗粒增大的场所。
工业废水处理中主要要求先完成化学反应，后胶体脱稳，故化学反应、混合单元停留 时间可以放大到1-5min，相应G值可以减小至200-700S-1，因为化学反应、混合单元 体积小，可采用机械混合(如平板式搅拌浆);配合搅拌装置，化学反应、混合单元可为圆 柱型(或方型)。化学反应、混合单元下部中间进水，上部沿周边开一排小圆孔出水，以 便出水过程中消耗动能。
絮凝单元与化学反应、混合单元通过环型通道连接，在狭窄的通道中继续消耗动能， 环型通道过流面积大于化学反应、混合单元沿周边一排圆孔总面积，以使水流紊动强度进 一步减小。水流向下流动过程中进入絮凝单元主体，流速进一步减小，并直接进入沉淀池 的中心部位。速度梯度(G值)从100-200S-1减弱至10-40S-1。
沉淀单元对于流量较小的情况，可采用竖流式沉淀池，表面水力负荷与停留时间与传 统沉淀池相仿，仅中心区域为化学反应、混合单元及絮凝单元，省去了进水管。对于流量 较大的情况，可采用幅流式沉淀池。
本发明将三个反应放在一个反应器中，将三个反应单元在空间布置上层层外展，既分 区域，保证各单元的功能，又勿需管道联接，不损害化学反应、混合、絮凝、沉淀效果; 既保证沉淀单元竖流式或幅流式的流型，又满足化学反应、混合单元需高水流紊动强度、 絮凝需中等水流紊动强度，且需有一定水流紊动强度梯度，沉淀单元需低水流紊动强度的 要求，还可省却絮凝单元机械搅拌装置。三个单元成为一个整体，大大提高了空间利用率， 减小了流程中的水头损失，也避免了管道连接过程中对絮体的破坏。本发明能有效解决小 流量工业废水化学反应、混凝沉淀处理流程中化学反应、混合、絮凝、沉淀四个过程，三 个处理单元布置难匹配，难衔接，从而降低处理效果的矛盾。
本发明在有固体药剂投加计量装置的情况下往往可省去溶药池。无机药剂可直接投加 到化学反应、混合单元;高分子助凝剂投加到絮凝单元的进口环型狭缝中。药剂的投放点 较为集中，有利维护保养。
本发明可以去除原水中80%的悬浮固体(SS)和胶体;废水中待沉降的化学成份去除 率取决于投加沉淀剂的化学反应的平衡，化学反应所产生的悬浮固体可以去除70%以上。
本发明可以有效地节省投资，与三单元分离设置相比，投资可节省40%以上;同样可 以节省运行能耗，与三单元分离设置相比，能耗可以节省30%以上。表1列举了本发明与 传统混凝沉淀反应器(三单元相分离)的比较。
