一种低浓度有机物的核晶凝聚方法

摘要

一种低浓度有机物的核晶凝聚方法，首先将废水预氧化，并投加絮凝剂使有机物脱稳形成高于等电点的电正性不溶性微粒；随后，根据水中悬浊质浓度的高低，向水中投加带电负性的成核物质，并调整系统流态使不溶性微粒与成核物质按照逐一附着凝聚模式，实现难沉淀有机质共存体系混凝处理与共聚沉淀，本发明通过预氧化提高有机物可凝聚性、优化混凝操作条件、增加成核物质，并辅以流态控制技术，实现水体中低浓度有机物的混凝去除，具有处理效率高，耗时短的优点。

说明书

技术领域

本发明属于水净化技术领域，特别涉及一种低浓度有机物的核晶凝聚方法。

背景技术

混凝是一种去除水中悬浮物、胶体颗粒及大分子有机物的处理技术，一 般认为混凝过程分为两个阶段：絮凝和凝聚。絮凝是指通过向水中投加絮凝 剂与水中的细小颗粒、胶体以及溶解性大分子物质发生作用，改变其表面电 荷性质促使该类物质相互聚集，形成细小微粒；凝聚是指在适当的水力剪切 作用下，通过高分子物质吸附架桥，使絮凝中形成的微粒相互黏结形成更大 尺度不溶颗粒的过程。混凝技术处理效果显著、操作简便、成本低廉，因此 被广泛应用于给水、工业废水以及再生水处理领域。

废水具有较高悬浊质浓度是保障混凝处理工艺效果的重要因素，对于低 浊质、低浓度的有机废水而言，常规混凝工艺的去除效果就变得相当有限。 而此类废水采用生物处理或是化学处理虽然能取得比较好的效果，但耗时长、 流程复杂且非常不经济。因此，开发出适合低浓度有机废水的混凝去除技术 对于降低该类废水处理成本、提高废水处理率、节省企业环保投入均具有重 要意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低浓度有机物 的核晶凝聚方法，通过预氧化提高有机物可凝聚性、优化混凝操作条件、增加 成核物质，并辅以流态控制技术，实现水体中低浓度有机物的混凝去除，具有 处理效率高，耗时短的优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种低浓度有机物的核晶凝聚方法，首先将废水预氧化，并投加絮凝剂 使有机物脱稳形成高于等电点的电正性不溶性微粒；随后，根据水中悬浊质 浓度的高低，向水中投加带电负性的成核物质，并调整系统流态使不溶性微 粒与成核物质按照逐一附着凝聚模式，实现难沉淀有机质共存体系混凝处理 与共聚沉淀。

所述废水预氧化是在废水中按照投加量2～5mg/L加入氧化剂，反应时 间10～20min。

所述氧化剂为二氧化氯或次氯酸钠。

所述投加絮凝剂过程中，维持搅拌强度300s^-1＜G＜400s^-1，采用铝盐类 絮凝剂，投加量控制在20～30mg/L，反应时间2～3min，所形成的不溶性微 粒Zeta电位为5～20mv。

所述不溶性微粒粒径3～10μm，颗粒表面Zeta电位为3～5mv。

所述成核物质表面Zeta电位为-10～-5mv，粒径30～50μm。

所述投加带电负性的成核物质过程中，维持搅拌强度G=30～50s^-1，成核 物质为硅藻土，其颗粒表面Zeta电位为-25～-10mv，投加量为3～10mg/L， 反应时间为1min。

所述实现混凝与共聚的过程中，投加高分子助凝剂，维持搅拌强度 G=20～30s^-1，持续时间3～5min；然后维持搅拌强度G=15～20s-1，持续时 间15～20min，所投加的助凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺，投加量1mg/L。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本方法处理效率高，处理流程短；

2、本方法操作简便，无需专业人员操作；

3、所采用的成核物质货源充足、价格低廉，可以有效地控制整个处理工艺 的成本。

附图说明

图1是本发明结构示意图，图中大颗粒为成核物质，其周围的小颗粒为电 正性不溶性微粒。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

实施例一

一种水中低浓度有机物的核晶凝聚技术和控制方法，包括如下步骤：

步骤一，针对有机质共存体系，向其中投加氧化剂并快速搅拌混合，反 应20min，随后，待处理水进入混凝反应器。其中氧化剂采用二氧化氯，投 加量为2mg/L；

步骤二，控制混凝反应器中的搅拌强度，投加絮凝剂后进行反应，使有 机物脱稳形成略高于等电点的电正性不溶性微粒。其中，搅拌强度维持在 300s^-1，采用铝盐类絮凝剂，投加量20mg/L，反应时间为2min，所形成的不 溶性微粒Zeta电位为5mv；

步骤三，降低反应器中搅拌强度，并根据水中悬浊质浓度高低向水中投 加带电负性的成核物质，使步骤二中形成的不溶性有机物微粒在成核物质表 面逐一附着。其中，搅拌强度G=30s^-1，所投加的成核物质为硅藻土，其颗粒 表面Zeta电位为-25mv，投加量为3mg/L，反应时间为1min；

步骤四，继续降低反应器中搅拌强度，并向处理水中投加高分子助凝剂， 利用其吸附架桥作用，将步骤三中所形成的颗粒絮体捕获，在水力剪切作用 下使絮体进一步密实化，易于从水中沉淀去除。其中，本阶段的搅拌强度分 别为G=20s^-1，持续时间3min；然后控制G=15s^-1，持续时间15min，所投加 的助凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺，投加量1mg/L。

混凝与共聚过程如图1所示，较小的电正性不溶性微粒由于吸附作用被 较大的硅藻土吸附。

实施例二

一种水中低浓度有机物的核晶凝聚技术和控制方法，包括如下步骤：

步骤一，针对有机质共存体系，向其中投加氧化剂并快速搅拌混合，反 应时间为20min，随后，待处理水进入混凝反应器。其中氧化剂采用次氯酸 钠，投加量为5mg/L；

步骤二，控制混凝反应器中的搅拌强度，投加絮凝剂后进行反应，使有 机物脱稳形成略高于等电点的电正性不溶性微粒。其中，搅拌强度维持在 400s^-1，采用铝盐类絮凝剂，投加量控制在30mg/L，反应时间为3min，所形 成的不溶性微粒Zeta电位为20mv；

步骤三，降低反应器中搅拌强度，并根据水中悬浊质浓度高低向水中投 加带电负性的成核物质，使步骤二中形成的不溶性有机物微粒在成核物质表 面逐一附着。其中，搅拌强度维持在G=50s^-1左右，所投加的成核物质为硅 藻土，其颗粒表面Zeta电位为-10mv，投加量为10mg/L，反应时间为1min；

步骤四，继续降低反应器中搅拌强度，并向处理水中投加高分子助凝剂， 利用其吸附架桥作用，将步骤三中所形成的颗粒絮体捕获，在水力剪切作用 下使絮体进一步密实化，易于从水中沉淀去除。其中，本阶段的搅拌强度分 别为G=30s^-1，持续时间5min；然后控制G=20s^-1，持续时间20min，所投加 的助凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺，投加量1mg/L。

实施例三

一种水中低浓度有机物的核晶凝聚技术和控制方法，包括如下步骤：

步骤一，针对有机质共存体系，向其中投加氧化剂并快速搅拌混合，反 应时间为15min，随后，待处理水进入混凝反应器。其中氧化剂可采用二氧 化氯、次氯酸钠等，投加量为4mg/L；

步骤二，控制混凝反应器中的搅拌强度，投加絮凝剂后进行反应，使有 机物脱稳形成略高于等电点的电正性不溶性微粒。其中，搅拌强度维持在 350s^-1，采用铝盐类絮凝剂，投加量控制在25mg/L，反应时间为2.5min，所 形成的不溶性微粒Zeta电位为10mv；

步骤三，降低反应器中搅拌强度，并根据水中悬浊质浓度高低向水中投 加带电负性的成核物质，使步骤二中形成的不溶性有机物微粒在成核物质表 面逐一附着。其中，搅拌强度维持在G=40s^-1左右，所投加的成核物质为硅 藻土，其颗粒表面Zeta电位为-20mv，投加量为6mg/L，反应时间为1min；

步骤四，继续降低反应器中搅拌强度，并向处理水中投加高分子助凝剂， 利用其吸附架桥作用，将步骤三中所形成的颗粒絮体捕获，在水力剪切作用 下使絮体进一步密实化，易于从水中沉淀去除。其中，本阶段的搅拌强度分 别为G=15s^-1，持续时间4min；然后控制G=18s^-1，持续时间18min，所投加 的助凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺，投加量1mg/L。