一种城市污水的处理方法与流程

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种城市污水的处理方法。

背景技术：

1、随着经济的发展，生产力和技术水平的提高，排放的污水越来越多，这些污水不仅对人们的工作、生活和环境带来不利的影响，而且直接危害人类的身体健康；因此，污水处理技术已成为环境重要研究领域。

2、城市污水是排入城镇污水系统的污水总称，包括城市生活污水、工业废水和城市径流污水汇流而成的污水，而工业废水包括化工、印染、造纸、食品、纺织等多个行业生产过程中的废液，含有大量生产原料、中间体和产物，其必须经过处理后才能排入自然水体中。

3、城市污水处理方法按照其作用主要分为生物法、化学法以及物理法；

4、生物法是采取一定的人工措施，创造有利于微生物生长、繁殖的环境，通过微生物的代谢作用使污水中溶解、胶体和悬浮状态的有机污染物转化为稳定的无害物；但是，该方法设备投资大，运行成本高，而且难以去除重金属离子，不适宜推广使用；

5、化学法是向污水中投加化学物质，利用化学反应或物化过程改变废水中污染物的物理或化学性质，从而分离回收污水中的污染物；化学法往往需要在水中添加大量的化学物质，极有可能造成二次污染；

6、物理法是利用物理作用分离污水中的非溶解性物质的方法，在处理过程中不改变污水中的非溶解性物质的化学性质；

7、物理法有重力分离、离心分离、反渗透、气浮、吸附等方法，存在处理效果不佳、处理率不稳定等问题；但是其中吸附法由于具有成分低、无二次污染、吸附范围广等特点是目前最常用的污水处理方法之一。

8、吸附法中吸附材料是研究的重点，现有技术公开了以下内容：

9、cn113023820a公开了一种低成本高效的城市污水处理方法，具体公开了将焙烧后的海泡石与微晶纤维素复配制得纤维素包覆海泡石，然后将纤维素包覆海泡石焙烧制得碳包覆海泡石，将碳包覆海泡石与污泥混合进行高温处理制得煅烧料，将煅烧料加入至初级过滤水中对初级过滤水处理；

10、该专利的处理方法降低了污水中的氨氮含量、bod5含量，并且降低了浊度和色度，但是其制得的碳包覆海泡石处理剂分散性能差，在处理过程中容易团聚，其处理效果仍然不佳，并且耐酸碱性能较差；

11、cn115057499a公开了一种城市污水处理剂及其制备方法，其采用膨润土和盐酸制得活性白土，结合硅藻土充分发挥吸附性能，采用硫酸镁和硫酸铁得到复合铁镁无机絮凝剂，结合有机絮凝剂等成分制备污水处理剂，其实现了城市污水的处理，降低了污水中的cod和悬浮物的含量；

12、但是，该方法制得的污水处理剂在吸附过程中受温度影响较大，在不同温度下的吸附效果不同，从而影响污水的处理效果。

13、可见，现有技术对于城市污水的处理方法中，其制得的污水处理剂存在以下问题：

14、1.污水处理剂的分散性能差，从而影响污水处理效果；

15、2.污水处理剂的耐酸碱性能差；

16、3.污水处理剂受温度影响较大，从而影响污水处理效果。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种城市污水的处理方法，其制得的污水处理剂，分散性能佳，耐酸碱性能强，处理过程中受温度影响较小，对于污水的处理效果优异。

2、为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

3、一种污水处理剂的制备方法，包括改性硅藻土、制备功能性碳纤维以及混合步骤；

4、1.改性硅藻土

5、(1)预处理

6、将硅藻土置于球磨装置中进行球磨处理，球磨时间为50-55min，球磨转速为202-211rpm，球料比为4-6:1，球磨结束后加入炭黑和去离子水，搅拌均匀后制得预混物，将预混物置于煅烧炉中，以2.2-2.8℃/min的速率升温至235-245℃，在235-245℃下煅烧17-23min，煅烧结束后以1.0-1.4℃/min升温至317-324℃，在317-324℃下煅烧27-33min，煅烧结束后制得预处理后的硅藻土；

7、所述硅藻土的粒径为107-113nm，二氧化硅的质量含量为89.2-90.3%，氧化铁的质量含量为1.1-1.3%，氧化铝的质量含量为3.5-3.9%；

8、所述硅藻土、炭黑和去离子水的质量比为105-113:16-20:180-194；

9、（2）一次改性

10、将预处理后的硅藻土置于2.4-2.6倍体积的浓硫酸溶液中，升温至88-92℃进行回流反应，反应温度为88-92℃，反应时间为3.3-3.7h，反应结束后过滤，然后置于乙醇溶液中，控制温度为34-38℃，先是加入壬基酚聚氧乙烯醚进行搅拌，搅拌均匀后加入改性液，进行均质处理，均质时间为4-6min，均质压力为3.5-3.9mpa，均质次数为3次，均质结束后，过滤，洗涤，干燥，制得一次改性硅藻土；

11、所述预处理后的硅藻土、乙醇溶液、壬基酚聚氧乙烯醚和改性液的质量比为96-103:425-435:1.5-1.8:7.2-7.4；

12、所述改性液是由柠檬酸、苹果酸组成，所述柠檬酸和苹果酸的质量比为2.2-2.4:1.0-1.3；

13、所述浓硫酸溶液的质量浓度为90-94%；

14、所述乙醇溶液的质量浓度为38-42%；

15、（3）二次改性

16、向二甲基甲酰胺中加入一次改性硅藻土、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、n-羟基琥珀酰亚胺进行搅拌，搅拌时间为1.0-1.4h，搅拌结束后，加入壳聚糖进行超声处理，超声时间为27-33min，超声频率为28-34khz，超声功率为217-224w，超声结束后，搅拌反应3.5-3.7h，反应结束后，过滤洗涤干燥，制得改性硅藻土；

17、所述二甲基甲酰胺与一次改性硅藻土的体积质量比为4.8-5.2l:95-103g；

18、所述一次改性硅藻土、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、n-羟基琥珀酰亚胺与壳聚糖的质量比95-103:1.8-2.2:1.8-2.2:28-32。

19、2.制备功能性碳纤维

20、将碳纤维置于3-5倍体积的功能液中进行浸泡，浸泡的同时进行球磨处理，球磨时间为18-22min，球磨转速为136-144rpm，球料比为5-7:1，球磨结束后，过滤干燥，制得功能性碳纤维；

21、所述碳纤维的直径为0.50-0.60μm；

22、所述功能液的制备方法为，将去离子水与蓖麻油磺酸钠混合，以0.4-0.6℃/min速率升温至43-47℃，在43-47℃下搅拌17-23min，搅拌结束后加入海藻酸钠和聚乙二醇1000，以0.8-1.2℃/min速率升温至66-70℃，在66-70℃下搅拌27-33min，搅拌结束后制得功能液；

23、所述去离子水、蓖麻油磺酸钠、海藻酸钠与聚乙二醇1000的质量比为120-130:1.2-1.6:2.2-2.5:2.8-3.0；

24、3.混合

25、将去离子水、改性硅藻土、功能性碳纤维、聚丙烯酰胺、硫酸亚铁混合，控制混合温度为36-40℃，混合转速为175-185rpm，混合时间为23-27min，经过滤洗涤干燥，制得污水处理剂；

26、所述去离子水、改性硅藻土、功能性碳纤维、聚丙烯酰胺与硫酸亚铁的质量比为135-145:20-24:8.6-8.8:13-15:0.8-1.2。

27、一种城市污水的处理方法为，将城市生活污水过滤去除污水中的固体悬浮物，然后置于初步沉淀池进行静置沉淀，取静置沉淀后的上层液体注入至二次沉淀池，然后加入污水处理剂进行搅拌，搅拌转速为470rpm，搅拌均匀后，将二次沉淀池中的污水通过滤网过滤，完成城市污水处理步骤；

28、所述污水处理剂的加入量为4.5g/l；

29、所述污水中的cod含量为404mg/l，悬浮物含量为113mg/l，bod5含量为225mg/l，nh3-n含量为56mg/l，cu2+含量为9.5mg/l，pb2+含量为6.3mg/l。

30、与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

31、1.本发明先是对硅藻土进行预处理，在预处理过程中，球磨处理使得硅藻土颗粒进一步细化，晶格产生缺陷，提高硅藻土的表面活性，增强了分散性能，然后与炭黑和去离子水混合，炭黑可以与硅藻土中的金属离子形成比表面积较大的网络结构，经过高温煅烧之后，炭黑分子中的c分子从硅藻土中逸出，从而增加了硅藻土的比表面积和吸附性能；然后对预处理后的硅藻土进行两次改性，在一次改性步骤中，经过酸处理，其中硫酸主要是起活化作用，增加硅藻土的比表面积，提升吸附性能，然后经过壬基酚聚氧乙烯醚和改性液的处理，在提高硅藻土的分散性和润湿性能的同时，使得硅藻土的表面富含有羧基基团，在二次改性步骤中，硅藻土表面的羧基基团可以与壳聚糖的氨基进行酰胺化反应，使得硅藻土与壳聚糖之间形成强有力的连接，提高其结合力，最终制得的改性硅藻土，内部结构均一，比表面积大，吸附性能佳，稳定性好，对于城市污水的处理效果较好；然后采用特定的方法制备功能性碳纤维，碳纤维质轻且耐腐蚀性能好，稳定性能佳，并且吸附性能好，其结合絮凝剂聚丙烯酰胺和助凝剂硫酸亚铁成分，碳纤维表面的羟基可以与聚丙烯酰胺与改性硅藻土表面的酰胺基团成氢键，使得改性硅藻土、功能性碳纤维与聚丙烯酰胺分子之间互相缠结，形成网络结构，增加了分子链之间的链-链接触点，结合性能强，增强了污水处理剂在污水中的分散性能，提高了耐酸碱性能和稳定性能，并且聚丙烯酰胺的分子链处于展开状态，增大了与污水的接触面积，促进污水中的微粒悬浮物等杂质与污水处理剂结合，从而增强了污水处理效果，提高了处理效率；

32、2.本发明的污水处理方法，控制污水处理的温度为3℃，处理后的污水中，cod含量为26.7-27.3mg/l，悬浮物含量为6.1-6.4mg/l，bod5含量为16.2-17.0mg/l，nh3-n含量为2.7-3.1mg/l，cu2+含量为0.54-0.59mg/l，pb2+含量为0.38-0.42mg/l；

33、3.本发明的污水处理方法，控制污水处理的温度为30℃，处理后的污水中，cod含量为18.6-19.3mg/l，悬浮物含量为4.7-5.1mg/l，bod5含量为13.5-14.2mg/l，nh3-n含量为2.1-2.7mg/l，cu2+含量为0.43-0.48mg/l，pb2+含量为0.28-0.33mg/l；

34、4.本发明的污水处理剂，置于16wt%的盐酸溶液中静置48h，静置温度为26℃，滤出洗涤干燥后，质量损失为0.14-0.18%；

35、5.本发明的污水处理剂，置于22wt%的氢氧化钠溶液中静置48h，静置温度为26℃，滤出洗涤干燥后，质量损失为0.11-0.15%。