公布日：2023.12.05
申请日：2023.08.29
分类号：C02F1/52(2023.01)I;C02F1/78(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;B01J27/24(2006.01)I;B01J35/02(2006.01)I;B01J35/08(2006.01)I
摘要
本发明属于污水处理技术领域，具体公开了一种臭氧氧化沉淀池污泥助凝剂的制备方法，包括如下步骤：S1：将催化剂装入助凝剂制备装置的料筒中后安装好料筒，然后打开进水管的单向电磁阀将沉淀池污泥水注入到臭氧氧化池中；S2：打开臭氧曝气头并驱动料筒转动，进行臭氧曝气氧化处理；S3：臭氧曝气氧化处理结束后，打开出水管的单向电磁阀将污泥水排出；S4：对臭氧曝气氧化处理后的污泥水进行抽滤脱水得污泥；S5：将脱水后的污泥干燥处理后进行研磨过筛，得粉末状的助凝剂。本发明通过催化剂及臭氧对沉淀池泥水进行氧化处理后制备得到的助凝剂，投加到混凝-沉淀工艺中，提高了对低浊水的处理效果，减少了沉淀池的污泥量，实现了污泥的回收利用。
权利要求书
1.一种臭氧氧化沉淀池污泥助凝剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：将催化剂装入臭氧氧化装置的料筒（16）中，安装好料筒（16），然后打开进水管（10）的单向电磁阀将沉淀池中的污泥水注入到臭氧氧化池（17）中；所述污泥水为自来水厂排泥池污泥水；S2：打开臭氧曝气头（18）并驱动料筒（16）转动，进行臭氧曝气氧化处理；S3：臭氧曝气氧化处理结束后，将出水管（11）的单向电磁阀打开，污泥水由出水管（11）排出；S4：对臭氧曝气氧化处理后的污泥水进行抽滤脱水处理得污泥；S5：将脱水后的污泥干燥处理后进行研磨过筛，得粉末状的助凝剂。
2.根据权利要求1所述的一种臭氧氧化沉淀池污泥助凝剂的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述催化剂的制备方法，包括如下步骤：（1）将海泡石粉、凹凸棒土与水混合制成悬浮液，然后加入尿素，搅拌2-5h；将上述悬浮液在80-100℃下烘干、研磨，然后将干燥粉末于350-500℃煅烧3-6h，之后冷却得海泡石粉-凹凸棒土-C3N4复合物；配制硝酸镧和硝酸钴的混合溶液，然后将海泡石粉-凹凸棒土-C3N4复合物加入到混合溶液中搅拌1-2h，之后于80-100℃下烘干，然后于350-550℃煅烧2-4h，即得所述催化剂粉；将所得催化剂粉利用滚圆机进行滚圆成型制成粒径为5-10mm的球形催化剂。
3.根据权利要求1所述的一种臭氧氧化沉淀池污泥助凝剂的制备方法，其特征在于：步骤S2中，臭氧曝气氧化处理中臭氧的浓度为500mg/L-1500mg/L，臭氧气体流量为1L/min-2L/min，臭氧曝气氧化时间为10min-20min。
4.根据权利要求1所述的一种臭氧氧化沉淀池污泥助凝剂的制备方法，其特征在于：步骤S5中，脱水后的污泥干燥处理为自然风干或烘干，烘干温度为室温60℃-100℃，研磨过筛的网筛为200目。
5.根据权利要求2所述的一种臭氧氧化沉淀池污泥助凝剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述海泡石粉、凹凸棒土与水的质量比为（1-2）:（1-2）:（100-500），所述尿素的添加量为海泡石粉和凹凸棒土总质量的0.2-0.5倍。
6.根据权利要求2所述的一种臭氧氧化沉淀池污泥助凝剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述硝酸镧和硝酸钴的质量浓度为10-30mg/mL，硝酸镧和硝酸钴的用量分别为海泡石粉-凹凸棒土-C3N4复合物的5-20%。
7.根据权利要求2所述的一种臭氧氧化沉淀池污泥助凝剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中使用滚圆机进行制粒，包括以下步骤：将所述催化剂粉加入滚圆机的圆盘中，喷入雾状水作为粘合剂，使得催化剂粉形成球种，其中，所述滚圆机的圆盘的转速为30-50rpm，之后在同样的转速下，将球种、催化剂粉加入滚圆机的圆盘中，喷入雾状水作为粘合剂，使得球种形成直径为5-10mm的球形催化剂。
8.根据权利要求1-7任一项所述的臭氧氧化沉淀池污泥助凝剂的制备方法，其特征在于，所述臭氧氧化装置包括：臭氧氧化池（17），所述臭氧氧化池（17）呈圆柱形，所述臭氧氧化池（17）的上端连接有进水管（10），所述臭氧氧化池（17）的下端连接有出水管（11），所述臭氧氧化池（17）内侧壁及底壁上均设有多个曝气头（18）；所述臭氧氧化池（17）内底壁中间设有轴座（19），所述轴座（19）上安装有传动轴（5），所述传动轴（5）的顶部设有孔槽；所述传动轴（5）上套装有料筒（16），所述料筒（16）为空心圆桶状，所述料筒（16）侧壁上环设有多个孔，所述料筒（16）上端设有料筒盖（6），所述料筒盖（6）套设在传动轴（5）上后与料筒（16）螺接；所述臭氧氧化池（17）上设有池盖（7），所述池盖（7）中间设有通孔，所述传动轴（5）的顶部伸入池盖（7）的通孔内，所述池盖（7）上安装有电机（9），所述电机（9）的转动轴插入传动轴（5）的孔槽内，所述传动轴（5）与电机（9）的转动轴通过螺钉固定，所述电机（9）上设有电机法兰（8），所述电机法兰（8）与池盖（7）通过螺钉固定。
9.一种权利要求1-7任一项所述制备方法制备得到的臭氧氧化沉淀池污泥助凝剂。
10.一种权利要求9所述助凝剂的应用，其特征在于：将所述助凝剂在水处理过程中的混凝-沉淀工艺前投加。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种臭氧氧化沉淀池污泥助凝剂及其制备方法和应用，用于解决现有技术中常规水处理工艺对低浊水库原水的处理效果不佳和混凝剂投加量大的问题，以及直接回用沉淀池污泥进行强化混凝可能存在污染物富集的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种臭氧氧化沉淀池污泥助凝剂的制备方法，包括如下步骤：S1：将催化剂装入助凝剂制备装置的料筒中，安装好料筒，然后打开进水管的单向电磁阀将沉淀池中的污泥水注入到臭氧氧化池中；所述污泥水为自来水厂排泥池污泥水，其固含率为0.5%-1%；S2：打开臭氧曝气头并驱动料筒转动，进行臭氧曝气氧化处理；S3：臭氧曝气氧化处理结束后，将出水管的单向电磁阀打开，污泥水由出水管排出；S4：对臭氧曝气氧化处理后的污泥水进行抽滤脱水处理得污泥；S5：将脱水后的污泥干燥处理后进行研磨过筛，得粉末状的助凝剂。
优选地，步骤S1中，所述催化剂的制备方法，包括如下步骤：（1）将海泡石粉、凹凸棒土与水混合制成悬浮液，然后加入尿素，搅拌2-5h；将上述悬浮液在80-100℃下烘干、研磨，然后将干燥粉末于350-500℃煅烧3-6h，之后冷却得海泡石粉-凹凸棒土-C3N4复合物；配制硝酸镧和硝酸钴的混合溶液，然后将海泡石粉-凹凸棒土-C3N4复合物加入到混合溶液中搅拌1-2h，之后于80-100℃下烘干，然后于350-550℃煅烧2-4h，即得所述催化剂粉；将所得催化剂粉利用滚圆机进行滚圆成型制成粒径为5-10mm的球形催化剂。
优选地，步骤S2中，臭氧曝气氧化处理中臭氧的浓度为500mg/L-1500mg/L，臭氧气体流量为1L/min-2L/min，臭氧曝气氧化时间为10min-20min。
优选地，步骤S5中，脱水后的污泥干燥处理为自然风干或烘干，烘干温度为室温60℃-100℃，研磨过筛的网筛为200目。
优选地，步骤（1）中所述海泡石粉、凹凸棒土与水的质量比为（1-2）:（1-2）:（100-500），所述尿素的添加量为海泡石粉和凹凸棒土总质量的0.2-0.5倍。
优选地，步骤（3）中所述硝酸镧和硝酸钴的质量浓度为10-30mg/mL，硝酸镧和硝酸钴的用量分别为海泡石粉-凹凸棒土-C3N4复合物的5-20%。
优选地，步骤（4）中使用滚圆机进行制粒，包括以下步骤：将所述催化剂粉加入滚圆机的圆盘中，喷入雾状水作为粘合剂，使得催化剂粉形成球种，其中，所述滚圆机的圆盘的转速为30-50rpm，之后在同样的转速下，将球种、催化剂粉加入滚圆机的圆盘中，喷入雾状水作为粘合剂，使得球种形成直径为5-10mm的球形催化剂。
优选地，包括如下装置：臭氧氧化池，所述臭氧氧化池呈圆柱形，所述臭氧氧化池的上端连接有进水管，所述臭氧氧化池的下端连接有出水管，所述臭氧氧化池内侧壁及底壁上均设有多个曝气头；所述臭氧氧化池内底壁中间设有轴座，所述轴座上安装有传动轴，所述传动轴的顶部设有孔槽；所述传动轴上套装有料筒，所述料筒为空心圆桶状，所述料筒侧壁上环设有多个孔，所述料筒上端设有料筒盖，所述料筒盖套设在传动轴上后与料筒螺接；所述臭氧氧化池上设有池盖，所述池盖中间设有通孔，所述传动轴的顶部伸入池盖的通孔内，所述池盖上安装有电机，所述电机的转动轴插入传动轴的孔槽内，所述传动轴与电机的转动轴通过螺钉固定，所述电机上设有电机法兰，所述电机法兰与池盖通过螺钉固定。
本发明还保护由上述制备方法得到的一种臭氧氧化沉淀池污泥助凝剂。
本发明第三目的是提供一种所述臭氧氧化沉淀池污泥制备助凝剂的方法得到的助凝剂的应用，将所述助凝剂在水处理过程中的混凝-沉淀工艺前投加。
与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：本发明采用沉淀池的污泥水为原来来制备助凝剂，对污泥进行了资源化回收利用，保护了生态环境，应用前景广阔；本发明采用催化臭氧氧化来制备助凝剂，所制备的催化剂能够极好的促进臭氧氧化的效果，一方面在催化剂的作用下可以强化臭氧氧化的效果，增强污泥的稳定性成型后的助凝剂在水中不易溶解和污染原水，提高了混凝沉淀后的处理效果，另一方面，催化剂还能够吸附处理污泥水中的铝、铁离子与悬浮胶体颗粒及有机物，使得处理后的污泥洁净度增加，避免成型后的助凝剂对水体造成二次污染。
（3）本发明的助凝剂的制备方法是利用催化剂及臭氧对沉淀池泥水进行氧化氧化、脱水干燥，最后研磨成型，制作过程简单、操作方便。
（发明人：柳婧;费霞丽;侯英娜;黄国庆;禹雅洁）
