高新煤基吸附处理污水的技术和吸附系统技术

专利名称:高新煤基吸附处理污水的技术和吸附系统技术
技术领域
本发明涉及水处理技术领域,涉及一种吸附式污水处理的方法和设置,具体指煤 基吸附处理污水的方法和吸附系统。
背景技术
污水处理的方法难以胜数,通过过滤、吸附机理来处理是最快速、有效的方法,但 由于处理成本太高,或使用后的吸附基质数量太大,造成次级环境污染,使现有的过滤、吸 附技术不能被广泛应用。目前的污水处理多数用生物降解的机理来处理,存在着以下缺点 (1)降解速度慢;(2)处理效果受环境温度的影响很大,在冬季,废水中的有机物降解速度 更慢;(3)构筑物占地面积大,建设投资高,无法搬迁;(4)降解以后的沉积污泥处理成本 高,且多少都有些处理过程的二次污染问题。为此,筛选一种吸附效率高,成本低,能被再利用的吸附基质;设计一种处理功能 强,运行成本低的水处理设备,对促进环保建设意义重大。本发明人注意到产生大量污水的印染厂通常和热电厂邻近,热电厂的用煤数量十 分巨大。有鉴于此,本发明人设想可以把热电厂的大量煤块先作为处理印染废水的吸附剂, 然后再燃烧发电。做过吸附剂后的煤仍能保持原来的热转化效率,而印染废水却得到了彻 底处理。这样做使热电厂的功能进一步提升燃煤具备了水处理吸附剂和燃料的双重功能, 热电厂的燃烧系统也具备了燃煤发电和垃圾焚烧的多重功能。毫无疑问,这项技术操作简 单,生态效益和经济效益显而易见。

发明内容
本发明的目的在于提供一种处理效果佳,处理能耗低,吸附材料一次性使用、没有 二次污染、处理操作简单、不堵塞的污水处理方法和设置。为此需要(1)制造一种材料, 使其兼备多种吸附机理(物理吸附、化学吸附、过滤等),能够快速有效地清除各类废水中的 污染物;当这种材料吸附能力饱和时,能够易作他用而不会造成二次污染。(2)提供一种结 构简单、容易操作、造价适中的设备。为了实现上述目的,本发明的技术方案如下
煤基吸附处理污水的方法包括下述步骤制作煤基吸附材料,多个吸附罐用管路连接 成吸附系统,在吸附罐中装满吸附材料,泵送污水,污水流经吸附材料,污水浓度在线检测, 回用水排放,更换吸附罐。污水从吸附罐底部的污水进口管流入,从吸附罐上部的溢水输出管流出,在向上 渗流的过程中,污水中的杂质和有害物质被接触到的吸附材料通过直接吸附或截留等机理 被滞留在吸附罐内,污水在每个吸附罐中停留的时间设置为0. 1 — 6小时,污水中的有害物 质浓度和时间的关系可用指数函数公式来表达
N = N0 * e (_at)
N0为废水处理前污染物的初始浓度,a为吸附常数,t为污水在吸附罐中的滞留时间,N为废水处理过程中污染物的在t时刻在吸附罐中的动态浓度。从上一个吸附罐溢出的水流入下一个吸附罐的污水进口管继续进行处理,污水流 经数个吸附罐后,当检测到溢出口水质已经符合处理标准时,提示操作工把达标的溢出水 排放到回用水输送总管去。随着废水处理量的不断增加,各个吸附罐内的吸附材料会出现吸附能力趋向不同 程度的饱和状态,当末级吸附罐的水质检测装置报警时,撤除第一节吸附罐,在系统末端连 接上新的吸附罐,继续进行处理;就这样根据需要依次更换吸附罐,把吸附了大量有害物质 的煤基吸附材料作为燃料烧掉,经过高温燃烧,被煤吸附的污染物质化为灰烬,处理十分彻底。所述的煤基吸附材料选用普通燃煤作为基本材料,将煤炭粉碎成直径范围为0. 5 2mm的颗粒,和具有表面吸附功能的各类粘结剂均勻混合,制成粒径范围为5 15mm的 水稳性团粒结构。使用钙基膨润土作为粘结剂,粘结剂和煤粒的重量百分比为0. 01到30%。 也可以直接使用普通燃煤作为吸附材料。这种吸附材料比表面积大、孔隙结构发达、水稳 性好、吸附性能高。COD高的废水、带颜色的印染废水经过上述处理,废水中的有机物质会 通过多种机理(如过滤截留、表面吸附等)滞留在吸附材料上。含盐量高或有毒物质含量高 的有机废水无法用生物降解来处理,而使用本发明处理后,膨润土所含的蒙脱矿物通过阳 离子交换的机理,把废水中的盐基离子吸附在矿物表面。有机物质会滞留在吸附材料上,无 机盐类可以被钙基膨润土所吸附,从而达到污水处理的效果。泵送污水是指直接把污水用水泵输送到吸附罐底部,或者在晚上使用峰谷电把污 水抽吸到一个落差高的污水塔里,利用水位差的压力使废水从吸附罐底部渗流到顶部。煤基处理污水的吸附系统包括吸附罐、控制阀、水质检测装置、污水输送总管、回 用水输送总管;
吸附罐之间用管道互相联接,每个吸附罐的溢水输出管都连接着下一个吸附罐的污水 进口管,连接管路上设置了控制阀;从上一个吸附罐底部输入的污水经过吸附处理后,通过 溢水孔进入下一个吸附罐底部的污水进口管继续进行处理;从而形成一个串联吸附系统。污水输送总管上并联连接了各个吸附罐的污水进口管,并在污水进口管前端的连 接管路上设置了控制阀,用来控制进入某个经选择的吸附罐。各个吸附罐的溢水输出管并联连接在回用水输送总管上,连接管路上都设置了水 质检测装置和控制阀,根据水质检测装置的提示,控制溢出水是流向下一个吸附罐或是流 向回用水输送总管。在大型废水处理系统中,可组建多个串联吸附系统,每个串联吸附系统的出水口 与回用水输送总管并联连接。所述吸附罐的下部设置了斜向放置的污水进口管,吸附罐上部沿圆周均布了溢水 孔,溢水孔的外围设置了溢出环,溢出环上连接着溢水输出管。打开罐盖,从罐顶装入吸附材料,装入高度在溢水孔以下。所述吸附罐的罐底是倾 斜的,在最低端设置了卸料口,在卸料口设置了可绕销轴摆动的翻板,处理污水时,密封关 闭;在卸料时,则向下垂落开放。更换吸附材料不频繁的大型吸附罐还可以有另一种结构,吸附罐上覆盖了带溢水 输出管的倒漏斗状罐盖,在使用时,罐盖和吸附罐密封连接;吸附罐罐底呈漏斗状,并设置了污水进口管,吸附罐罐底上放置一块带筛孔的搁板,以免吸附材料堵塞污水进口管。本系统的操作处理由仪器自动提示,操作工根据提示更换吸附罐、开启和关闭几 个阀门即可,不需要较高的技术素质和管理水平。

图1为煤吸附处理污水的流程示意图; 图2为吸附罐的立体图3为吸附罐的主视图; 图4是沿图3中B — B线的剖视图; 图5是实施例2的全剖图。附图标记说明
1吸附罐、11污水进口管、12溢水输出管、13翻板,14溢出环、15溢水孔、16罐脚,2控 制阀、3污水输送总管、4水质检测装置,5回用水输送总管,6罐盖,7筛孔搁板。
具体实施例方式下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细阐述。实施例1
某印染厂污水流量为150吨/天,污水COD浓度约为150 mg/L左右,氨氮含量为 30 35 mg/L,总磷为5. 5 mg/L,总氮为40 45 mg/L,使用如图1至图4所示的吸附系 统处理,包括吸附罐1、控制阀2、水质检测装置3、污水输送总管4、回用水输送总管5。每个 吸附罐1的下部设置了斜向放置的污水进口管11,本实施例斜度为45度,足以阻止煤屑掉 入污水管进口 11,以免造成堵塞。为了将污水在向上渗流过程中均勻地导向四周,减少死角,接触尽可能多的吸附 材料,吸附罐1上部沿圆周均布了溢水孔15,溢水孔15的外围设置了截面为矩形的溢出环 14,溢出环14上连接着溢水输出管12,每一个吸附罐1的溢水输出管12都连接着下一个吸 附罐1的污水进口管11,连接管路上都设置了水质检测装置4和控制阀2,形成串联了三个 吸附罐1的吸附系统。从第一个吸附罐1底部输入的污水经过吸附处理后,从溢水孔15泻 出,通过溢出环14和溢水输出管12汇集后进入下一个吸附罐1底部的污水进口管11 ;污 水依次流经多个吸附罐1,当水质符合处理标准时,从吸附罐1的溢水输出管12流入回用水 转送总管5。污水输送总管3上并联连接了各个吸附罐1的污水进口管11,连接管路上都设置 了控制阀2 ;用于控制污水进入某个经选择的吸附罐1。回用水输送总管5并联连接了各个吸附罐1的溢水输出管12,连接管路上都设置 了水质检测装置4和控制阀2。如果检测的溢出水还未达到处理标准时,控制溢出水流向 下一个吸附罐1底部的污水进口管11 ;如果检测到溢出水达到处理标准时,水质检测装置 4将提醒操作工关闭流向下一个吸附罐1的控制阀2,开启流向回用水输送总管5的控制阀 2。吸附罐1的罐底是倾斜的,在最低端设置了可绕销轴摆动的卸料口翻板13,在处 理污水时,翻板13密封关闭;在卸料时,则翻板13向下垂直,操作工可以在卸料口用小车接住落下的吸附材料,以便运往锅炉房。本实施例的吸附罐1容积为4立方(内径为1600mm,高2000mm),污水输送总管3 的流速为6立方/小时,污水在所有吸附罐1中总停留时间为300分钟,本实施例经过3 个吸附罐的处理,回用水达到GC18918-2002中一级C标准。实施例2
对于处理低浓度污水的大型吸附罐,也可以设置成另一种结构,大型吸附罐直径 2000mm,高20000mm ;罐上部不设置溢出环14和溢出孔15,改用在吸附罐1上覆盖带溢水输 出管12的倒漏斗状罐盖6,拱高100 150mm ;在使用时,罐盖6和吸附罐1密封连接;罐底 呈漏斗状,底部设置污水进口管11,罐底放置一块筛孔搁板7,防止吸附材料落下堵塞污水
进口管。吸附罐之间的连接管路、水质检测装置、控制阀及其操作流程和实施例1相同。以上所述仅为本发明的一个实施例,并非对本案设计的限制,凡依本案的设计关 键所做的等同变化,例如将实施例2的漏头状罐底配合实施例1的溢水环,污水进口管延伸 进入吸附罐内等类似的多种组合,均落入本案的保护范围。
权利要求
1.煤基吸附处理污水的方法,其特征在于处理流程包括下述步骤制作吸附材料,多 个吸附罐用管路连接成吸附系统,在吸附罐中装满吸附材料,泵送污水,污水流经吸附材 料,污水浓度在线检测,回用水排放,更换吸附罐;污水在每个吸附罐中停留的时间设置为 0. 1 – 6小时。
2.根据权利要求1所述的煤基吸附处理污水的方法,其特征在于所述的煤基吸附材 料选用普通燃煤作为基本材料,将煤炭粉碎成直径范围为0.5 2mm的颗粒,和具有表面 吸附功能的各类粘结剂均勻混合,制成粒径范围为5 15mm的水稳性团粒结构。
3.根据权利要求2所述的煤基吸附处理污水的方法,其特征在于所述的粘结剂选用 钙基膨润土,粘结剂和煤粒的重量百分比为0.01 %到30%。
4.根据权利要求1所述的煤基吸附处理污水的方法,其特征在于所述的煤基吸附材 料直接选用普通燃煤作为吸附材料。
5.根据权利要求1所述的煤基吸附处理污水的方法,其特征在于所述的煤基吸附材 料被撤换下来以后作为燃煤处理,所吸附的污染物用焚烧的方法来处理。
6.煤基处理污水的吸附系统,其特征在于包括吸附罐、控制阀、水质检测装置、污水 输送总管、回用水输送总管;吸附罐之间用管道联接,每个吸附罐的溢水输出管都连接着下一个吸附罐的污水进口 管,连接管路上设置了控制阀;污水输送总管上并联连接了各个吸附罐的污水进口管,污水进口管前端的连接管路上 都设置了控制阀;各个吸附罐的溢水输出管并联连接在回用水输送总管上,连接管路上都设置了控制阀 和水质检测装置。
7.根据权利要求6所述的煤基处理污水的吸附系统,其特征在于所述吸附罐的下部 设置了斜向放置的污水进口管,吸附罐上部沿圆周均布了溢水孔,溢水孔的外围设置了溢 出环,溢出环上连接着溢水输出管。
8.根据权利要求6所述的煤基处理污水的吸附系统,其特征在于所述吸附罐的罐底 是倾斜的,在最低端设置了卸料口,在卸料口设置了可绕销轴摆动的翻板,处理污水时,密 封关闭;在卸料时,则向下垂落开放。
9.根据权利要求6所述的煤基处理污水的吸附系统,其特征在于所述的吸附罐上覆 盖了带溢水输出管的倒漏斗状罐盖,在使用时,罐盖和吸附罐密封连接;吸附罐罐底呈漏斗 状,并设置了污水进口管;吸附罐罐底上放置一块带筛孔的搁板。
全文摘要
煤基吸附处理污水的方法包括下述步骤多个吸附罐连接成吸附系统,在吸附罐中装满用煤制作的吸附材料,泵送污水,煤基过滤和吸附,污水检测,回用水排放,更换吸附罐。煤基处理污水的吸附系统由多个吸附罐用管道串联组成,污水流入吸附罐底部,从上部的溢出口流出,溢出水流入到下一个吸附罐底部,进一步过滤和吸附水中的杂质和污染物。吸附系统的连接管路上设置了多个控制阀和水质检测装置,藉以控制污水和溢出水的流向。污水流经数个吸附罐,当溢出水符合处理标准时,水质检测装置提示操作工把达标的溢出水排放到回用水输送总管去。把吸附了有害物质的煤作为燃料烧掉,吸附材料是一次性使用,处理效果彻底。
文档编号C02F9/02GK102120652SQ20111003205
公开日2011年7月13日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者王天根 申请人:绍兴明透装甲材料有限责任公司

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