本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种城市污水深度处理方法。
背景技术：
城市污水处理是将城市中排放的城市污水和工厂排出的污水进行集中处理，也就是说城市污水包括生活污水和工业污水。这些污水由于长时间累积，内部含有大量的泥浆、细菌、重金属离子、无机化合物和有机化合物等有害物质，如果不经过处理直接排放到水体之中，会给水环境带来沉重的压力，将会严重人们的饮水健康，使有限的水资源受到严重的威胁，甚至威胁人们的生存和发展环境。现有的污水处理办法大都以达标排放为主，很少会考虑到废物资源化利用，这种方式虽然也能够实现污水的处理，但容易造成资源的极大浪费，并不符合现代社会对于可持续发展的要求。
因此，为了符合可持续发展的要求，实现废物资源化利用，需要开发一种新型的污水处理方法，在高效净水的同时，能够更好地实现污水处理后所得废物的资源化利用，提高污水处理后所得废物的再利用率。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供一种高效环保的污水处理方法，采用了兼具絮凝、吸附、灭菌等多重功能的污水处理剂结合活性炭吸附处理、微生物脱硝处理、紫外杀菌处理、反渗透处理以及蒸馏处理等工艺，提高了处理后所得淡水的水质，便于回收再利用，从而大大地提高了回水率，实现了污水零排放，同时，处理过程采用的污水处理剂还非常有利于将污泥制备成具有优异吸附性能的污泥基活性炭，从而更好地实现了污泥的资源化利用。
本发明提供的城市污水深度处理方法，包括如下步骤：
(1)按质量体积比为1g：1l向混匀的污水泥浆中加入多功能的污水处理剂，以155r/min的转速搅拌处理12h后，静置待沉降，沉降完成后，取上层清液进行活性炭吸附处理，同时收集沉降所得污泥至污泥收集池内；
(2)对吸附处理后的液体进行微生物脱氮处理，之后进行过滤，对所得滤液进行紫外杀菌处理，同时收集所得滤渣至污泥收集池内；
(3)对杀菌处理后的液体进行反渗透处理，收集所得的淡水，并对所得的浓水进行蒸馏处理，之后分别收集蒸馏所得淡水和结晶盐；
(4)对污泥收集池内的污泥进行压滤处理，并将所得泥饼制成污泥基活性炭，同时将所得污水加入待处理的污水泥浆中；
所述步骤(1)中，采用的多功能的污水处理剂按重量份计，包括如下原料组分：
聚合氯化铝24～27份、羧甲基淀粉钠16～18份、聚丙烯酸钠25～30份、高铁酸钾8～10份、玉米芯15～20份、松树锯末10～12份、麦饭石13～15份、粉煤灰18～20份、蛭石10～12份、电气石粉8～10份、叶腊石13～15份；
进一步，所述步骤(4)中，污泥基活性炭的制备方法包括如下步骤：
a、将泥饼烘干至含水率≤5％，然后按质量体积比为10g：20ml向所得的干泥饼中加入浓度为5mol/l的氯化锌溶液，搅合浸渍；
b、将浸渍泥饼置于马弗炉中，以10℃/min的升温速率升温至600℃，处理60min，再以5℃/min的升温速率升温至850℃，处理120min，待温度降至100℃以下时，取出所得的固体产物；
c、将取出的产物放入0.1mol/l盐酸溶液中，加热煮沸15～20min，然后用0.1mol/l盐酸溶液冲洗5～7次，再用蒸馏水反复清洗至残液为中性，最后将洗净的固体产物烘干，即为制得的污泥基活性炭；
进一步，所述步骤(3)中，反渗透处理采用抗污染性的低压或中压反渗透膜；
进一步，所述污水处理剂按重量份计，包括如下原料组分：
聚合氯化铝25份、羧甲基淀粉钠17份、聚丙烯酸钠28份、高铁酸钾9份、玉米芯18份、松树锯末11份、麦饭石14份、粉煤灰19份、蛭石11份、电气石粉9份、叶腊石14份；
进一步，所述污水处理剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将麦饭石、粉煤灰、蛭石、电气石粉和叶腊石混匀后，研磨成细粉，再加入粒度为50～100目的干燥的玉米芯和松树锯末，搅拌混匀，得到混合物ⅰ；
2)将混合物ⅰ用去离子水浸泡后，加入聚合氯化铝、羧甲基淀粉钠和聚丙烯酸钠，在120～150r/min的转速下搅拌混合1～1.5h，得到固液混合物ⅱ，再对所得的固液混合物ⅱ进行冷冻干燥处理，得到干燥物料；
3)将步骤2)中所得的干燥物料研磨成粒度为50～100目的粉末后，加入高铁酸钾，搅拌混匀即为所述的多功能的环保型污水处理剂。
本发明的有益效果：
本发明通过采用新型的污水处理剂对污水泥浆进行处理，再搭配活性炭吸附处理、过滤处理、微生物脱氮处理、紫外杀菌处理、反渗透处理以及蒸馏处理等处理工艺，直接将污水泥浆处理为泥饼、淡水以及结晶盐，并将所得的泥饼制成了具有优异吸附性能的污泥基活性炭；本发明处理所得的淡水水质已经达到了再利用的标准，可直接回收再利用，所得的结晶盐可外送处理。采用本发明的污水处理方法进行污水泥浆处理，提高了回水率，实现了污水的零排放，实现了污水和污泥的资源化利用，满足了可持续发展的要求。
本发明采用的污水处理剂兼具絮凝、氧化、吸附、灭菌等多重功能，不仅能够高效地去除污水中有害的有机物质、无机物质以及重金属离子，还能够有效地杀灭水中的细菌等微生物，避免其过量繁殖而引起水体更严重的污染，采用其处理污水泥浆，能够大大提高处理后的水质；同时，本发明的污水处理剂中含有大量的植物以及矿物质等原料，在进行污水处理后，均可直接沉降到污泥内，从而大量增加污泥中碳水化合物以及矿物质的含量，有利于更好地将污泥制备成性能优异的污泥基活性炭，从而实现污泥的资源化利用。
本发明提供的污水处理剂采用了聚合氯化铝、羧甲基淀粉钠、聚丙烯酸钠、高铁酸钾、玉米芯、松树锯末、麦饭石、粉煤灰、蛭石、电气石粉和叶腊石等原料组分按特定用量关系进行复配，在制备时，通过在去离子水中搅拌浸泡的方式实现了各原料组分之间充分地分散融合，能够使水溶性的聚合氯化铝、羧甲基淀粉钠及聚丙烯酸钠充分与玉米芯、松树锯末、麦饭石、粉煤灰、蛭石、电气石粉以及叶腊石进行混合，而且部分还能够被吸收到这些原料的孔隙内，然后利用冷冻干燥技术(为现有技术，在此不再赘述)将水分低温冻结蒸发，可以在不损害原料结构及性能的情况下保持各原料组分的充分融合，便于后续各原料组分发挥相互协同作用，实现性能的互补与增强。
其中，玉米芯与松树锯末中含有大量的纤维素、半纤维素，借助于多孔结构、表面积大、具有亲和吸附性等优点，能够帮助去除水中的溶解性污染物质和游离的重金属离子，松树锯末中还含有杀菌物质，能够除去污水中的有害微生物；麦饭石具有多孔结构和巨大的比表面积，不仅能够吸附水中游离的重金属离子和有害的有机物质，还能够吸附污水中的细菌等有害微生物；粉煤灰呈多孔型蜂窝状组织，比表面积较大，具有较高的吸附活性；蛭石为层状结构的硅酸盐，具有孔隙度高、比表面积大的特点,吸附容量大，能够脱除水中的氨氮、重金属元素、磷酸盐、稀土离子、有机污染物等；叶蜡石层状结构相邻两晶层之间仅以范德华力连接，结构易于沿层破坏，阴、阳离子可以进入层间，因此叶蜡石具有天然的吸附活性；电气石粉不仅可以过滤水中的各种有害元素，除去水中的氯气，还能够释放负离子，杀灭水中的有害微生物；高铁酸钾具有优异的性能，集氧化、吸附、絮凝、沉淀、灭菌、消毒、脱色、除臭等特点；聚合氯化铝具有吸附、凝聚、沉淀等性能，对水中胶体和颗粒物具有高度电中和及桥联作用，并可强力去除微有毒物及重金属离子；羧甲基淀粉钠具有螯合、离子交换、絮凝等功能；聚丙烯酸钠分子链上的羧基由于静电相斥作用，使得曲绕的聚合物链伸展，促成具有吸附性的功能团外露到表面上来，由于这些活性点吸附在溶液中悬浮粒子上，形成粒子间的架桥，从而加速了悬浮粒子的沉降，而且聚丙烯酸钠可与二价以上金属离子反应形成其不溶性盐，从而利于去除水中的重金属离子。
此外，本发明的水处理剂中采用的各原料组分来源广泛、价格低廉、性质稳定，且均为无毒无害的环境友好型材料，能够保证处理后水质的安全性，并同时降低处理成本。
具体实施方式
以下为具体实施例：
实施例一
本实施例提供的城市污水深度处理方法，包括如下步骤：
(1)按质量体积比为1g：1l向混匀的污水泥浆中加入多功能的污水处理剂，以155r/min的转速搅拌处理12h后，静置待沉降，沉降完成后，取上层清液进行活性炭吸附处理，同时收集沉降所得污泥至污泥收集池内；
(2)对吸附处理后的液体进行微生物脱氮处理，之后进行过滤，对所得滤液进行紫外杀菌处理，同时收集所得滤渣至污泥收集池内；
(3)对杀菌处理后的液体进行反渗透处理，收集所得的淡水，并对所得的浓水进行蒸馏处理，之后分别收集蒸馏所得淡水和结晶盐；
(4)对污泥收集池内的污泥进行压滤处理，并将所得泥饼制成污泥基活性炭，同时将所得污水加入待处理的污水泥浆中；
所述步骤(1)中，采用的多功能的污水处理剂按重量份计，包括如下原料组分：
聚合氯化铝25份、羧甲基淀粉钠17份、聚丙烯酸钠28份、高铁酸钾9份、玉米芯18份、松树锯末11份、麦饭石14份、粉煤灰19份、蛭石11份、电气石粉9份、叶腊石14份；
所述步骤(2)中，微生物脱氮处理包括采用好氧菌处理(如亚硝化细菌和硝化细菌)和采用厌氧菌处理(如反硝化细菌)，采用现有技术即可，在此不再赘述；
所述步骤(2)中，紫外杀菌处理即采用紫外线进行杀菌处理，采用现有技术即可，在此不再赘述；
所述步骤(2)中，过滤时选用膜孔径为0.22μm，材质为pvdf(聚偏氟乙烯)中空纤维；
所述步骤(3)中，反渗透处理采用抗污染性的低压或中压反渗透膜；
所述步骤(3)中，蒸馏处理为现有技术。
本实施例中，所述步骤(4)中，污泥基活性炭的制备方法包括如下步骤：
a、将泥饼烘干至含水率≤5％，然后按质量体积比为10g：20ml向所得的干泥饼中加入浓度为5mol/l的氯化锌溶液，搅合浸渍；
b、将浸渍泥饼置于马弗炉中，以10℃/min的升温速率升温至600℃，处理60min，再以5℃/min的升温速率升温至850℃，处理120min，待温度降至100℃以下时，取出所得的固体产物；
c、将取出的产物放入0.1mol/l盐酸溶液中，加热煮沸15～20min，然后用0.1mol/l盐酸溶液冲洗5～7次，再用蒸馏水反复清洗至残液为中性，最后将洗净的固体产物烘干，即为制得的污泥基活性炭。
本实施例中，所述污水处理剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将麦饭石、粉煤灰、蛭石、电气石粉和叶腊石混匀后，研磨成细粉，再加入粒度为50～100目的干燥的玉米芯和松树锯末，搅拌混匀，得到混合物ⅰ；
2)将混合物ⅰ用去离子水浸泡后，加入聚合氯化铝、羧甲基淀粉钠和聚丙烯酸钠，在150r/min的转速下搅拌混合1h，得到固液混合物ⅱ，再对所得的固液混合物ⅱ进行冷冻干燥处理，得到干燥物料；
3)将步骤2)中所得的干燥物料研磨成粒度为50～100目的粉末后，加入高铁酸钾，搅拌混匀即为所述的多功能的环保型污水处理剂。
实施例二
本实施例提供的城市污水深度处理方法，包括如下步骤：
(1)按质量体积比为1g：1l向混匀的污水泥浆中加入多功能的污水处理剂，以155r/min的转速搅拌处理12h后，静置待沉降，沉降完成后，取上层清液进行活性炭吸附处理，同时收集沉降所得污泥至污泥收集池内；
(2)对吸附处理后的液体进行微生物脱氮处理，之后进行过滤，对所得滤液进行紫外杀菌处理，同时收集所得滤渣至污泥收集池内；
(3)对杀菌处理后的液体进行反渗透处理，收集所得的淡水，并对所得的浓水进行蒸馏处理，之后分别收集蒸馏所得淡水和结晶盐；
(4)对污泥收集池内的污泥进行压滤处理，并将所得泥饼制成污泥基活性炭，同时将所得污水加入待处理的污水泥浆中；
所述步骤(1)中，采用的多功能的污水处理剂按重量份计，包括如下原料组分：
聚合氯化铝24份、羧甲基淀粉钠18份、聚丙烯酸钠25份、高铁酸钾10份、玉米芯15份、松树锯末12份、麦饭石13份、粉煤灰20份、蛭石12份、电气石粉10份、叶腊石13份；
所述步骤(2)中，微生物脱氮处理包括采用好氧菌处理(如亚硝化细菌和硝化细菌)和采用厌氧菌处理(如反硝化细菌)，采用现有技术即可，在此不再赘述；
所述步骤(2)中，紫外杀菌处理即采用紫外线进行杀菌处理，采用现有技术即可，在此不再赘述；
所述步骤(2)中，过滤时选用膜孔径为0.22μm，材质为pvdf(聚偏氟乙烯)中空纤维；
所述步骤(3)中，反渗透处理采用抗污染性的低压或中压反渗透膜；
所述步骤(3)中，蒸馏处理为现有技术。
本实施例中，污泥基活性炭的制备方法同实施例一。
本实施例中，所述污水处理剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将麦饭石、粉煤灰、蛭石、电气石粉和叶腊石混匀后，研磨成细粉，再加入粒度为50～100目的干燥的玉米芯和松树锯末，搅拌混匀，得到混合物ⅰ；
2)将混合物ⅰ用去离子水浸泡后，加入聚合氯化铝、羧甲基淀粉钠和聚丙烯酸钠，在120r/min的转速下搅拌混合1.5h，得到固液混合物ⅱ，再对所得的固液混合物ⅱ进行冷冻干燥处理，得到干燥物料；
3)将步骤2)中所得的干燥物料研磨成粒度为50～100目的粉末后，加入高铁酸钾，搅拌混匀即为所述的多功能的环保型污水处理剂。
实施例三
本实施例提供的城市污水深度处理方法，包括如下步骤：
(1)按质量体积比为1g：1l向混匀的污水泥浆中加入多功能的污水处理剂，以155r/min的转速搅拌处理12h后，静置待沉降，沉降完成后，取上层清液进行活性炭吸附处理，同时收集沉降所得污泥至污泥收集池内；
(2)对吸附处理后的液体进行微生物脱氮处理，之后进行过滤，对所得滤液进行紫外杀菌处理，同时收集所得滤渣至污泥收集池内；
(3)对杀菌处理后的液体进行反渗透处理，收集所得的淡水，并对所得的浓水进行蒸馏处理，之后分别收集蒸馏所得淡水和结晶盐；
(4)对污泥收集池内的污泥进行压滤处理，并将所得泥饼制成污泥基活性炭，同时将所得污水加入待处理的污水泥浆中；
所述步骤(1)中，采用的多功能的污水处理剂按重量份计，包括如下原料组分：
聚合氯化铝27份、羧甲基淀粉钠16份、聚丙烯酸钠30份、高铁酸钾8份、玉米芯20份、松树锯末10份、麦饭石15份、粉煤灰18份、蛭石12份、电气石粉8份、叶腊石15份；
所述步骤(2)中，微生物脱氮处理包括采用好氧菌处理(如亚硝化细菌和硝化细菌)和采用厌氧菌处理(如反硝化细菌)，采用现有技术即可，在此不再赘述；
所述步骤(2)中，紫外杀菌处理即采用紫外线进行杀菌处理，采用现有技术即可，在此不再赘述；
所述步骤(2)中，过滤时选用膜孔径为0.22μm，材质为pvdf(聚偏氟乙烯)中空纤维；
所述步骤(3)中，反渗透处理采用抗污染性的低压或中压反渗透膜；
所述步骤(3)中，蒸馏处理为现有技术。
本实施例中，污泥基活性炭的制备方法同实施例一。
本实施例中，所述污水处理剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将麦饭石、粉煤灰、蛭石、电气石粉和叶腊石混匀后，研磨成细粉，再加入粒度为50～100目的干燥的玉米芯和松树锯末，搅拌混匀，得到混合物ⅰ；
2)将混合物ⅰ用去离子水浸泡后，加入聚合氯化铝、羧甲基淀粉钠和聚丙烯酸钠，在150r/min的转速下搅拌混合1h，得到固液混合物ⅱ，再对所得的固液混合物ⅱ进行冷冻干燥处理，得到干燥物料；
3)将步骤2)中所得的干燥物料研磨成粒度为50～100目的粉末后，加入高铁酸钾，搅拌混匀即为所述的多功能的环保型污水处理剂。
实施例四
本实施例提供的城市污水深度处理方法，包括如下步骤：
(1)按质量体积比为1g：1l向混匀的污水泥浆中加入多功能的污水处理剂，以155r/min的转速搅拌处理12h后，静置待沉降，沉降完成后，取上层清液进行活性炭吸附处理，同时收集沉降所得污泥至污泥收集池内；
(2)对吸附处理后的液体进行微生物脱氮处理，之后进行过滤，对所得滤液进行紫外杀菌处理，同时收集所得滤渣至污泥收集池内；
(3)对杀菌处理后的液体进行反渗透处理，收集所得的淡水，并对所得的浓水进行蒸馏处理，之后分别收集蒸馏所得淡水和结晶盐；
(4)对污泥收集池内的污泥进行压滤处理，并将所得泥饼制成污泥基活性炭，同时将所得污水加入待处理的污水泥浆中；
所述步骤(1)中，采用的多功能的污水处理剂按重量份计，包括如下原料组分：
聚合氯化铝27份、羧甲基淀粉钠18份、聚丙烯酸钠30份、高铁酸钾10份、玉米芯20份、松树锯末12份、麦饭石15份、粉煤灰20份、蛭石12份、电气石粉10份、叶腊石15份；
所述步骤(2)中，微生物脱氮处理包括采用好氧菌处理(如亚硝化细菌和硝化细菌)和采用厌氧菌处理(如反硝化细菌)，采用现有技术即可，在此不再赘述；
所述步骤(2)中，紫外杀菌处理即采用紫外线进行杀菌处理，采用现有技术即可，在此不再赘述；
所述步骤(2)中，过滤时选用膜孔径为0.22μm，材质为pvdf(聚偏氟乙烯)中空纤维；
所述步骤(3)中，反渗透处理采用抗污染性的低压或中压反渗透膜；
所述步骤(3)中，蒸馏处理为现有技术。
本实施例中，污泥基活性炭的制备方法同实施例一。
本实施例中，所述污水处理剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将麦饭石、粉煤灰、蛭石、电气石粉和叶腊石混匀后，研磨成细粉，再加入粒度为50～100目的干燥的玉米芯和松树锯末，搅拌混匀，得到混合物ⅰ；
2)将混合物ⅰ用去离子水浸泡后，加入聚合氯化铝、羧甲基淀粉钠和聚丙烯酸钠，在120r/min的转速下搅拌混合1.5h，得到固液混合物ⅱ，再对所得的固液混合物ⅱ进行冷冻干燥处理，得到干燥物料；
3)将步骤2)中所得的干燥物料研磨成粒度为50～100目的粉末后，加入高铁酸钾，搅拌混匀即为所述的多功能的环保型污水处理剂。
实施例五
本实施例提供的城市污水深度处理方法，包括如下步骤：
(1)按质量体积比为1g：1l向混匀的污水泥浆中加入多功能的污水处理剂，以155r/min的转速搅拌处理12h后，静置待沉降，沉降完成后，取上层清液进行活性炭吸附处理，同时收集沉降所得污泥至污泥收集池内；
(2)对吸附处理后的液体进行微生物脱氮处理，之后进行过滤，对所得滤液进行紫外杀菌处理，同时收集所得滤渣至污泥收集池内；
(3)对杀菌处理后的液体进行反渗透处理，收集所得的淡水，并对所得的浓水进行蒸馏处理，之后分别收集蒸馏所得淡水和结晶盐；
(4)对污泥收集池内的污泥进行压滤处理，并将所得泥饼制成污泥基活性炭，同时将所得污水加入待处理的污水泥浆中；
所述步骤(1)中，采用的多功能的污水处理剂按重量份计，包括如下原料组分：
聚合氯化铝24份、羧甲基淀粉钠16份、聚丙烯酸钠25份、高铁酸钾8份、玉米芯15份、松树锯末10份、麦饭石13份、粉煤灰18份、蛭石10份、电气石粉8份、叶腊石13份；
所述步骤(2)中，微生物脱氮处理包括采用好氧菌处理(如亚硝化细菌和硝化细菌)和采用厌氧菌处理(如反硝化细菌)，采用现有技术即可，在此不再赘述；
所述步骤(2)中，紫外杀菌处理即采用紫外线进行杀菌处理，采用现有技术即可，在此不再赘述；
所述步骤(2)中，过滤时选用膜孔径为0.22μm，材质为pvdf(聚偏氟乙烯)中空纤维；
所述步骤(3)中，反渗透处理采用抗污染性的低压或中压反渗透膜；
所述步骤(3)中，蒸馏处理为现有技术。
本实施例中，污泥基活性炭的制备方法同实施例一。
本实施例中，所述污水处理剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将麦饭石、粉煤灰、蛭石、电气石粉和叶腊石混匀后，研磨成细粉，再加入粒度为50～100目的干燥的玉米芯和松树锯末，搅拌混匀，得到混合物ⅰ；
2)将混合物ⅰ用去离子水浸泡后，加入聚合氯化铝、羧甲基淀粉钠和聚丙烯酸钠，在150r/min的转速下搅拌混合1h，得到固液混合物ⅱ，再对所得的固液混合物ⅱ进行冷冻干燥处理，得到干燥物料；
3)将步骤2)中所得的干燥物料研磨成粒度为50～100目的粉末后，加入高铁酸钾，搅拌混匀即为所述的多功能的环保型污水处理剂。
采用本实施例一至实施例五提供的处理方法对某工厂污水进行处理，对比处理前后的水质情况，得出如下表1：
表1
由表1可知，实施例一至实施例五提供的污水处理方法的处理效果好，处理后得到的淡水水质高，可回收再利用。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。