温泉废水处理及综合利用的方法
【专利摘要】本发明公开了一种温泉废水处理及综合利用的方法，通过水源热泵技术将温泉废水热能进行回收，用于采暖、热水和制冷的供应；根据絮凝剂的选择原则，通过实验选择合适的絮凝剂组合；向经余热回收后的温泉废水中投加絮凝剂，加速废水中固体颗粒物的聚集和沉降，同时去除部分溶解性有机物；通过对植物导电率的检测确定相应指标的灌溉阀值，作为温泉水植物灌溉安全评估的警示灯；对处理的温泉废水进行消毒处理；将经过消毒处理的洗浴废水用于花卉灌溉、景观、洗车等各个方面。本发明提供的一种温泉废水处理及综合利用的方法，大大提升温泉资源的利用价值和使用率，节约了资源成本，节约了水资源，同时减少对生态环境的污染。
【专利说明】温泉废水处理及综合利用的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于温泉领域，尤其涉及一种温泉废水处理及综合利用的方法。
【背景技术】
[0002]温泉水中含有多种矿物离子，目前主要用于洗浴，洗浴后还含有大量的热能，但也有轻度污染，采取适当的方法处理后，可将余热回收以及用于灌溉、景观用水等。目前，开发利用模式主要有:地热直接供暖；浴疗保健；娱乐、旅游；种植、养殖；余热供暖；水产养殖；农业利用。
[0003]近几年，地热能的利用发展很快，尤其是地热供热、温泉疗养、游乐等发展迅速，规模不断扩大。温泉资源的浪费现象普遍存在。温泉企业很少在排放前将温泉水进行处理。由于温泉水中的矿物质很多，水温较高，排放不当易造成热污染。中国海洋大学海洋地球科学学院栾光忠教授曾指出，地热水的大规模开采以及尾水的大量排放，对生态环境、工程环境、土壤及地下水等方面都有明显的影响。但由于缺少相关开发技术和利用途径，导致仍可利用的温泉成了废水，极大降低了温泉水的利用率。
[0004]温泉废水对水源热泵系统的影响主要有两种:腐蚀与结垢。弱碱性温泉水，对热泵机组有腐蚀作用。腐蚀会影响水源热泵系统运行效果。产生腐蚀后，水源热泵系统中的金属管道遭到破坏而变薄，或局部点状腐蚀而凹陷甚至穿孔。金属腐蚀产物转入水中，使水中杂质增多，又加剧受热面的结垢过程。高价铁的水垢，容易引起垢下金属铁的腐蚀，铁的腐蚀又容易重新结 成水垢，这种恶性循环会迅速致水管穿孔。废水中含有的钙镁离子、矿物质、氯离子、硫酸根离子、硅酸盐以及细菌、微生物等，对引起管道结垢影响极大。赵峰、邵林广、文远高认为利用物理方法、化学方法可以有效防止水源热泵管道结垢；添加缓蚀剂可以满足不同金属材料的防腐蚀要求。
[0005]我国近一半的温泉水利用形式都是洗浴及水疗。这种一次性应用的高温地热尾水的排放不仅是一种资源浪费，而且高温尾水进入地表水域后，会导致水域中溶解氧浓度降低、温度改变，影响水生生物群落的组成结构。温泉废水中含有多种矿物离子、以及一些微生物，容易致使一些藻类和水草蔓延，更有甚者，会使水域荒芜，破坏原水体环境指标及自然生态环境的平衡。如招远温泉、威海宝泉汤、文登大英汤等多处浴池尾水排水口附近无蛙类及其它生物。温泉含有大量矿物质，在地热水及废水流经区，可能带来土壤盐溃化现象。
[0006]洗浴废水具有水量大、污染轻、水质稳定的特点，温泉洗浴废水的综合利用具有重大意义。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种温泉废水处理及综合利用的方法，旨在解决目前温泉废水缺少相关开发技术和利用途径，导致仍可利用的温泉成了废水，降低了温泉水的利用率，温泉废水对水源热泵系统造成腐蚀与结垢，温泉废水容易致使一些藻类和水草蔓延，使水域荒芜，破坏原水体环境指标及自然生态环境的平衡的问题。[0008]本发明是这样实现的，一种温泉废水处理及综合利用的方法，该方法包括:
[0009]步骤一:通过水源热泵技术将温泉废水热能进行回收，用于采暖、热水和制冷的供应；
[0010]步骤二:根据絮凝剂的选择原则，通过实验选择合适的絮凝剂组合；
[0011]步骤三:向经余热回收后的温泉废水中投加絮凝剂，加速废水中固体颗粒物的聚集和沉降，同时去除部分溶解性有机物；
[0012]步骤四:通过对植物导电率的检测确定相应指标的灌溉阀值，作为温泉水植物灌溉安全评估的警示灯；
[0013]步骤五:对处理的温泉废水进行消毒处理；
[0014]步骤六:将经过消毒处理的洗浴废水用于花卉灌溉、景观、洗车等各个方面。
[0015]进一步，絮凝剂的选择原则为:选择去除硫酸根、总硬度有去除率高的絮凝剂，为了达到处理效果，需要两种或两种以上絮凝剂及助凝剂一起使用；
[0016]选择经济且实用的絮凝剂、助凝剂、吸附剂，要控制投加量，避免因投加量过大造成处理成本的加大；
[0017]絮凝剂应有固定可靠的来源，物理化学性质稳定，药剂便于保存；
[0018]选择的絮凝剂不应对处理后的水产生二次污染。
[0019]进一步，絮凝的`方法去除钙镁、硫酸根离子、溶解性固体物，选取的絮凝剂为聚合氯化铝与聚丙烯酰胺，吸附剂活性炭。
[0020]进一步，采用相对导电率的变化拟合Logistic生长模型的方法，计算半致死浓度值作为该指标的上限阀值(以下称阀值)。
[0021]用相对导电率拟合Logistic回归方程为:
k
[0022]J
I + ae bx
[0023]式中，y代表细胞伤害率，X代表各处理(pH、固体悬浮物、高锰酸钾、总溶解性固体值)，K, a, b为方程参数，半致死浓度:LT= In a/b。
[0024]进一步，所述絮凝剂的组合为:聚合氯化铝:0.4g/L,聚丙烯酰胺:4mg/L的组合，活性炭颗粒:10g/L。
[0025]进一步，对于温泉洗浴废水，根据经济效益和操作实施两个方面进行考虑，添加次氯酸钠消毒剂50g/t，大肠杆菌、粪大肠菌去除率达到98%以上。
[0026]本发明提供的温泉废水处理及综合利用的方法，通过对温泉废水资源综合利用技术进行示范性研究，以资源的高效利用和减少环境污染为核心，将传统温泉资源开发单向利用线路一 “温泉资源一产品一废弃物”转变为循环经济模式下的的多向、多元的开发利用模式一 “温泉资源一产品一废弃物一再生资源一产品”。从而大大提升温泉资源的利用价值和使用率，节约了资源成本，节约了水资源，同时减少对生态环境的污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本发明提供的温泉废水处理及综合利用的方法流程图。
【具体实施方式】[0028]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0029]图1是本发明提供的温泉废水处理及综合利用的方法流程图。为了便于说明，仅仅不出了与本发明相关的部分。
[0030]本发明提供的一种温泉废水处理及综合利用的方法，该方法包括:
[0031]在SlOl中:通过水源热泵技术将温泉废水热能进行回收，用于采暖、热水和制冷的供应；
[0032]在S102中:根据絮凝剂的选择原则，通过实验选择合适的絮凝剂组合；
[0033]在S103中:向经余热回收后的温泉废水中投加絮凝剂，加速废水中固体颗粒物的聚集和沉降，同时去除部分溶解性有机物；
[0034]在S104中:通过对植物导电率的检测确定相应指标的灌溉阀值,作为温泉水植物灌溉安全评估的警示灯；
[0035]在S105中:对处理的温泉废水进行消毒处理；
[0036]在S106中:将经过消毒处理的洗浴废水用于花卉灌溉、景观、洗车等各个方面。
[0037]作为本发明实施例的一优化方案，培养皿中介质的容重在0.25-0.35克/立方厘米，介质孔隙度达到75%以上。
[0038]絮凝法是一个重要的水处理方法，废水处理中投加絮凝剂可加速废水中固体颗粒物的聚集和沉降，同时也能去除部分溶解性有机物，是一种常用的高效、经济，简便的水污染处理技术。
`[0039]絮凝剂的选择原则:
[0040]选择去除硫酸根、总硬度有去除率高的絮凝剂，为了达到处理效果，需要两种或两种以上絮凝剂及助凝剂一起使用。
[0041]选择经济且实用的絮凝剂、助凝剂、吸附剂，要控制投加量，避免因投加量过大造成处理成本的加大。
[0042]絮凝剂应有固定可靠的来源，物理化学性质稳定，药剂便于保存。
[0043]选择的絮凝剂不应对处理后的水产生二次污染。
[0044]根据以上原则，用絮凝的方法去除钙镁、硫酸根离子、溶解性固体物，选取的絮凝剂为聚合氯化铝与聚丙烯酰胺，吸附剂活性炭。
[0045]单因子实验
[0046]①聚合氯化铝(PAC)
[0047]分别取三组浓度0.2g/L，0.4g/L，0.6g/L。
[0048]不同浓度的聚合氯化铝对南温泉洗浴废水中钙、镁、硫酸根离子的去除有不同的效果。实验结果显示，三种离子、溶解性固体物的去除率在PAC为0.4g/L时达最大。
[0049]②聚丙烯酰胺(PAM)
[0050]分别取三组浓度0.2mg/L, 0.4mg/L, 0.6mg/L。聚丙烯酰胺投加量为4mg/L时三种离子溶解性固体的去除率达到最大值。
[0051]③活性炭
[0052]分别取三组浓度6g/L，8g/L，10g/L。与聚合氯化铝，聚丙烯酰胺的去除率相比较而言，活性炭的单独出去效果并不理想，在投加量为10g/L时三种离子、溶解性固体物的去除率达到最大值。建立正交因素水平表:
[0053]表1正交设计水平表
[0054]
【权利要求】
1.一种温泉废水处理及综合利用的方法，其特征在于，该方法包括: 步骤一:通过水源热泵技术将温泉废水热能进行回收，用于采暖、热水和制冷的供应； 步骤二:根据絮凝剂的选择原则，通过实验选择合适的絮凝剂组合； 步骤三:向经余热回收后的温泉废水中投加絮凝剂，加速废水中固体颗粒物的聚集和沉降，同时去除部分溶解性有机物； 步骤四:通过对植物导电率的检测确定相应指标的灌溉阀值，作为温泉水植物灌溉安全评估的警示灯； 步骤五:对处理的温泉废水进行消毒处理； 步骤六:将经过消毒处理的洗浴废水用于花卉灌溉、景观、洗车等各个方面。
2.如权利要求1所述的温泉废水处理及综合利用的方法，其特征在于，絮凝剂的选择原则为:选择去除硫酸根、总硬度有去除率高的絮凝剂，为了达到处理效果，需要两种或两种以上絮凝剂及助凝剂一起使用； 选择经济且实用的絮凝剂、助凝剂、吸附剂，要控制投加量，避免因投加量过大造成处理成本的加大； 絮凝剂应有固定可靠的来源，物理化学性质稳定，药剂便于保存； 选择的絮凝剂不应对处理后的水产生二次污染。
3.如权利要求1所述的温泉废水处理及综合利用的方法，其特征在于，如权利要求1所述的温泉废水处理及综合`利用的方法，其特征在于，絮凝的方法去除钙镁、硫酸根离子、溶解性固体物，选取的絮凝剂为聚合氯化铝与聚丙烯酰胺，吸附剂活性炭。
4.如权利要求1所述的温泉废水处理及综合利用的方法，其特征在于，采用相对导电率的变化拟合Logistic生长模型的方法，计算半致死浓度值作为该指标的上限阀值； 用相对导电率拟合Logistic回归方程为:
k y - 7~ I ~
I + ae 式中，y代表细胞伤害率，X代表各处理(pH、固体悬浮物、高锰酸钾、总溶解性固体值)，K, a, b为方程参数,半致死浓度:LT= In a/b。
5.如权利要求1所述的温泉废水处理及综合利用的方法，其特征在于，所述絮凝剂的组合为:聚合氯化铝:0.4g/L,聚丙烯酰胺:4mg/L的组合，活性炭颗粒:10g/L。
6.如权利要求1所述的温泉废水处理及综合利用的方法，其特征在于，对于温泉洗浴废水，根据经济效益和操作实施两个方面进行考虑，添加次氯酸钠消毒剂50g/t，大肠杆菌、粪大肠菌去除率达到98%以上。
【文档编号】C02F9/04GK103864244SQ201410097329
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月17日 优先权日:2014年3月17日
【发明者】幸宏伟, 秦坤蓉, 徐武东 申请人:重庆工商大学