一种靶向纳米微粒絮凝处理系统的制作方法

本发明涉及一种污水处理系统，特别涉及一种靶向纳米微粒絮凝处理系统。

背景技术：

水是生命之源，它孕育和滋养了地球上的一切生命，并从各个方面为人类社会服务。水资源的短缺和水环境污染已经严重威胁着人类的健康和安全，制约着经济的进一步发展。水资源保护和水污染防治已成为人类能否实施可持续发展战略的关键问题，引起全世界的普遍关注，污水处理技术得到不断发展。

现代污水处理技术，按原理可分为物理处理法、化学处理法和生物化学处理法三大类。物理处理法是利用物理作用分离污水中呈悬浮固体状态的污染物质，方法有筛滤法、沉淀法、上浮法、气浮法、过滤法和反渗透法等。化学处理法是利用化学反应的作用，分离回收污水中处于各种形态的污染物质，包括悬浮的、溶解的和胶体的。主要方法有中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃取、吸附、离子交换和电渗析等。生物化学处理法是利用微生物的代谢作用，使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。主要方法可分为两大类，即利用好氧微生物作用的好氧法和利用厌氧微生物作用的厌氧法。

而絮凝沉淀工艺是目前石油、化工污水中必不可少的预处理及后续处理环节，但传统的絮凝沉淀工艺停留时间较长，表面负荷小，反应速度慢、效率低，虽然能够除去污水中的磁性物质，但是不利于后续所得磁性物质的利用，且处理不彻底，这还使得该工艺段在工厂中占用了很大比例的用地。

技术实现要素：

针对现有的技术不足，本发明提供一种靶向纳米微粒絮凝处理系统。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种靶向纳米微粒絮凝处理系统，至少包括：

调节污水ph值的反应调节腔；

初步形成絮状物的絮凝腔；

增强靶向絮体重力的混合腔；

进一步增强靶向絮体沉降作用的分离腔；

供沉降分离的沉淀池；

过滤后最终积蓄的清水池；

所述反应调节腔、絮凝腔、混合腔、分离腔、沉淀池和清水池依次连接布置；

所述絮凝腔内投加有靶向絮凝剂，所述混合腔内投加有靶向纳米微粒，所述分离腔内加有助凝剂，所述沉淀池和清水池之间设有管道过滤器。

所述沉淀池和混合腔之间设有污泥回流泵。

还包括纳米微粒分离器，所述纳米微粒分离器与沉淀池相连接。

还包括纳米微粒回收装置和污泥处理装置，所述纳米微粒分离器、纳米微粒回收装置和污泥处理装置依次连接，所述纳米微粒装置又与混合腔相连接。

本发明的有益效果：本发明所提供的一种靶向纳米微粒絮凝处理系统去除石油、炼化、煤化工等行业含油污水中的油、悬浮物、cod，由于靶向纳米微粒具有一定的磁性，在加入含油污水后，其中油被磁化，通过采用靶向纳米微粒絮凝技术进行处理，经过靶向纳米微粒絮凝技术处理后的含油污水油含量≤20mg/l、cod平均去除率接近60％、ss≤20mg/l，比其他工艺处理后的效果相对优异，大大减轻了后续生化的负荷，保证了其运行的稳定性，满足整个污水装置分级控制的要求或后续处理设备的进水要求，通过试验验证，在原絮凝沉淀工艺加入靶向纳米微粒，使得反应后的磁性物质迅速絮凝沉降，而靶向纳米微粒絮凝沉淀技术不但表面负荷大(最高达到40m3/m2.h)，而且占地面积少、反应速度快、处理效果明显，运行费用低，自动化程度高，对水质和水量均有很强的耐冲击能力，短时间内的高峰流量可达平均流量的1.5倍。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种靶向纳米微粒絮凝处理系统，至少包括：

调节污水ph值的反应调节腔；

初步形成絮状物的絮凝腔；

增强靶向絮体重力的混合腔；

进一步增强靶向絮体沉降作用的分离腔；

供沉降分离的沉淀池；

过滤后最终积蓄的清水池；

所述反应调节腔、絮凝腔、混合腔、分离腔、沉淀池和清水池依次连接布置；

所述絮凝腔内投加有靶向絮凝剂，所述混合腔内投加有靶向纳米微粒，所述分离腔内加有助凝剂，所述沉淀池和清水池之间设有管道过滤器。

所述沉淀池和混合腔之间设有污泥回流泵。

还包括纳米微粒分离器，所述纳米微粒分离器与沉淀池相连接。

还包括纳米微粒回收装置和污泥处理装置，所述纳米微粒分离器、纳米微粒回收装置和污泥处理装置依次连接，所述纳米微粒装置又与混合腔相连接。

靶向纳米微粒絮凝--根据液体分子密度排列不同，利用纳米微粒对特定物体的絮凝作用在污水中进行亲密性融合的絮凝技术。

靶向纳米微粒--纳米微粒属于零维纳米材料，指的是颗粒尺寸为纳米量级(1-100nm)的超细微粒，由于纳米粒子是极细小的晶粒，使其具有一系列优异的不同于普通块状固体的物理、化学特性，在石油、化工、冶金等诸多领域中有很广泛的应用前景，被誉为21世纪的新核心材料。

絮凝沉淀--絮凝沉淀是颗粒物在水中作絮凝沉淀的过程。

纳米微粒分离器--利用特殊材料制作的旋叶，快速与水中分子与其他药剂进行分离。

纳米微粒回收装置--利用靶向纳米微粒的特殊性，使污泥中含有的特殊纳米微粒进行吸附，从而使污泥中的纳米微粒与污泥分离回收。

使用流程：含油污水由提升泵或自流提升至反应调节腔，在该腔室中调节污水ph值；然后进入絮凝腔，再投加靶向絮凝剂，通过它及其水解产物的压缩双电层、电性中和、卷带网捕以及吸附桥连等四个方面的作用，将胶体聚集成易被去除的絮状物；污水自流进入混合腔，在此腔室内投加靶向纳米微粒，为靶向纳米微粒絮体提供核子，并使“靶向加载物(比重：5.2)”嵌合在靶向絮体中而增加靶向絮体的重力；污水自流至分离腔，在此腔内加入助凝剂，助凝剂在靶向絮体间形成表面吸附力的作用，使靶向絮体增大，以便于靶向絮体的沉降；最后进入沉淀池，以靶向纳米微粒为核子的絮体在重力作用下迅速沉淀；沉淀池出水再经过管道过滤器进入清水池。管道过滤器是专门捕集水中的微小纳米微粒，保证纳米微粒的回收率，并降低出水悬浮物含量。沉淀池底部污泥从沉淀池底部排出，其中一部分由污泥回流泵将其中的污泥直接回流至混合腔内，以维持系统的稳定运行；另一部分污泥则进入靶向絮凝物分离器，靶向分离器将污泥中的纳米微粒与污泥打散分离，然后经过纳米微粒回收装置回收纳米微粒，纳米微粒回到混合腔内进行循环利用，纳米微粒回收率约为99％，污泥外排至污泥处理工段。

提供了絮凝核子，靶向絮凝沉淀技术是在传统絮凝技术的基础上引入了靶向纳米微粒，以该靶向纳米微粒为絮体核子，从而提高了絮体形成度和絮体的密实性，大大加快了絮体沉降速度。试验结果表明不投加靶向纳米微粒的絮体沉降速度为22.7cm/min；投加靶向纳米微粒的沉降速度为120cm/min。

由此得出：加入靶向纳米微粒的絮体沉降速度是传统絮体沉降速度的20-50倍。

对zeta电位的影响：zeta位--又叫电极电位(ζ-电位)，是颗粒引力强度的度量，ζ-电位越高说明水中胶体分散体系越稳定。絮凝剂作用之一就是降低ζ-电位。

试验结果表明：

某原水的ζ-电位为11.7mv、加入絮凝剂后为9.81mv，加入靶向纳米微粒后ζ-电位为8.7mv。

由此看出，加入靶向纳米微粒可以有效降低ζ-电位，有利于减小固-液界面扩散双电层。

靶向纳米微粒的吸附作用：吸附剂是否有吸附作用，要看“固一液(水)”两相的接触角θ，夹角大(90°＜θ＜180°)，吸附剂为亲油性，在水中不会有很好的吸附性。

若夹角小(0°＜θ＜90°)，则为亲水性，在水中分散性良好，对污染物也就有好的吸附作用。

实验测定：靶向纳米微粒接触角为45.5°，属于亲水性物质，对水溶性物质具有一定的吸附作用。

靶向纳米微粒的亲水性和磁性作用：能够吸附极性分子(或离子)。如炼油废水中含有亲水性有机物，如环烷酸钠，加入靶向纳米微粒后几乎可以完全去除。纯环烷酸钠配水试验：配置1升水，加入0.5g左右靶向纳米微粒，cod约800mg/l，处理后可降到72mg/l，去除率达到了91％，证明了纳米微粒对极性物质的吸附作用。

本工艺技术采用的是最先进的程序控制，并预留接口(modebus通讯)与石油化工行业的中控(dcs控制系统)进行对接，实现远程操作与监控，无需人工操作。在管道系统中设置防堵塞功能，避免含油污水中的污泥堵塞管道，影响处理效果。本工艺技术回收系统的回收率为99％以上，而一般相似的设备选用的是类似于该技术但回收率远远低于99％，且容易造成二次污染。

本发明的有益效果：本发明所提供的一种靶向纳米微粒絮凝处理系统去除石油、炼化、煤化工等行业含油污水中的油、悬浮物、cod，由于靶向纳米微粒具有一定的磁性，在加入含油污水后，其中油被磁化，通过采用靶向纳米微粒絮凝技术进行处理，经过靶向纳米微粒絮凝技术处理后的含油污水油含量≤20mg/l、cod平均去除率接近60％、ss≤20mg/l，比其他工艺处理后的效果相对优异，大大减轻了后续生化的负荷，保证了其运行的稳定性，满足整个污水装置分级控制的要求或后续处理设备的进水要求。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，同时以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解。