專利名稱：物化-微波水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水處理方法，尤其涉及一種利用微波能的物理化學(xué)水處理方法，屬于廢水處理和水的凈化的環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
在人類兩個文明發(fā)展至今的社會，淡水資源的稀缺卻是空前的，尤其在人口增加、污染加重的人為因素影響下，以及氣候變化的自然條件下，人類將直接面臨更大的淡水危機。在我國有研究報告顯示預(yù)計到2030年，城鎮(zhèn)居民對淡水的需求將從1995年的310億噸增加到1340億噸，同時工業(yè)用水將從520億噸增加到2690億噸，農(nóng)業(yè)用水將從4000億噸增加到6650億噸。如此之大的用水量，已讓人們倍感壓力。人類若對僅存的有限水資源不加以防范，對已經(jīng)污染了的江河湖泊不加以治理或治理不力，必將給整個水生態(tài)環(huán)境造成不可估量的破壞，帶來嚴重的“水荒”，最終危及人類自身的生存。解決“水荒”的基本途徑就是實現(xiàn)水的可持續(xù)利用，使污水資源化，形成水的循環(huán)經(jīng)濟，這與對江河湖泊水污染的防范是一致的，即要從根本上解決江河湖泊的污染，首要問題是先堵住污染源，這無論對城市還是對廣大農(nóng)村都無一例外。目前的現(xiàn)狀是為緩解和彌補陸地淡水資源的不足，沿海某些地區(qū)花了大量的人力、物力進行海水淡化。這不僅是解決淡水資源短缺的錯誤方向，而且大量淡化海水將給海洋生態(tài)造成難于想象的危害，最終會報復(fù)人類自身。事實上，陸地地表被污染了的江河湖泊水及人類生活和生產(chǎn)活動產(chǎn)生的大量的廢水其本身就是淡水資源。如何將污染了的江河湖泊水及城鎮(zhèn)污水和工業(yè)污水轉(zhuǎn)化為生活的、工業(yè)的、農(nóng)業(yè)的安全綠色用水，實現(xiàn)水的可持續(xù)利用及污水資源化和水的循環(huán)經(jīng)濟，是解決人類淡水資源短缺的根本途徑。
現(xiàn)行工業(yè)化廢水的處理方法存在著下列主要缺點 ①城鎮(zhèn)污水處理 現(xiàn)行城鎮(zhèn)污水處理廠幾乎毫無例外地采用引進的“生物化學(xué)”法，其本質(zhì)是利用微生物在一定環(huán)境條件下的大量繁殖，使污水中的還原性等污染物質(zhì)緩慢地產(chǎn)生降解化學(xué)反應(yīng)而被去除。此法只能使處理后的水質(zhì)達到國家規(guī)定的排放標準而被排放。若要使處理后的水轉(zhuǎn)化為再生水回用，則必須根據(jù)回用水的質(zhì)量要求再進行深度處理。目前的深度處理一是費用昂貴，二是處理技術(shù)有限，難予實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟的再生水回用。
②工業(yè)廢水處理 工業(yè)廢水種類繁多，處理的方法也因其污染物的成份不同而有所不同。對一些高有機物污染的工業(yè)廢水的處理，常需要“物理化學(xué)法”和“生物化學(xué)法”的多級處理；對另一些工業(yè)廢水的處理，則還未找到使處理后的水質(zhì)達標排放的經(jīng)濟可行的有效技術(shù)，至于要讓處理后的產(chǎn)出水水質(zhì)達到再生水回用的技術(shù)經(jīng)濟指標，則很難。
③已被污染的江河湖泊水的處理 把已被污染了的江河湖泊水轉(zhuǎn)化為生活的、工業(yè)的、農(nóng)業(yè)的安全綠色用水，是緩解和克服陸地淡水資源日益短缺的必由之路.但現(xiàn)行的集中式飲用水供水凈化技術(shù)，只能把符合要求的地表水源轉(zhuǎn)化為生活飲用水.對那些已被污染了的江河湖泊水若要轉(zhuǎn)化為生活安全用水，用現(xiàn)有的水處理技術(shù)，則是不經(jīng)濟的或是無能為力的. 由本申請人在先申請的專利號為ZL99115141.0的“一種微波處理廢水的方法”，已對城鎮(zhèn)污水、工業(yè)廢水進行有效處理，經(jīng)多年的不斷生產(chǎn)實踐，又有了新的認識和新的突破，在不斷的深化認識中，又研制并形成了更為完善、成熟的水處理技術(shù)。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種集微波場八大獨特優(yōu)點為一體的物化處理法，是能對被污染了的江河湖泊水、生活污水、工業(yè)廢水進行處理，使之轉(zhuǎn)化為生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)安全綠色用水的方法。
本發(fā)明通過下列技術(shù)方案完成一種用物化——微波水處理的方法，包括 A、在待處理的水中加入藥劑，以提供參與水中污染物降解的物化反應(yīng)的物質(zhì)； B、將上述與藥劑混勻后的水送入微波場中處理，在微波場強烈的催化作用下，水中的污染物與加入的藥劑進行物化反應(yīng)，生成氣體、固體與水分離，并激活污染物分子、裂解高分子有機污染物碳氫鍵，為后續(xù)處理創(chuàng)造條件，之后氣體排放，分離固體和液體； 其特征在于 C、在微波處理后分離出的液體中，加入CaO[Ca(OH)2]至該液體的PH＞12，分離固體和液體； D、在經(jīng)上述C步驟處理并分離出的液體中，加入藥劑至該液體PH值為6.8～7.4，分離固體和液體； E、經(jīng)上述D步驟處理并分離出的液體即為最終產(chǎn)出的回用水，合并B、C、D三個步驟分離出的固體，經(jīng)濃縮脫水后作為資源另用。
所述A步驟的藥劑加入量為加入藥劑至待處理水PH值為3～3.5；加入的藥劑分別為FeSO4、FeCI3、H2O2，其中FeSO4、FeCI3混合加入，其混合質(zhì)量比為FeSO4∶FeCI3＝1000∶1～3；H2O2的加入是按FeSO4∶H2O2＝6.7∶1～1.5的質(zhì)量比加入的。
所述D步驟中加入的藥劑為Fe2(SO4)3.XH2O、FeCI3、AI2(SO4)3.XH2O的混合劑，其中Fe2(SO4)3.XH2O∶FeCI3∶AI2(SO4)3.XH2O＝20～22∶0.3～0.8∶0.8-1.2的質(zhì)量比。
所述藥劑的加入是在攪拌狀態(tài)下進行的，使藥劑充分與被處理水混勻。
所述固體與液體及氣體的分離是在三相流分離池中進行的，即固、液、氣體連續(xù)分離，連續(xù)產(chǎn)出清水和固體(淤泥)。
所述B步驟中，進入微波場中的水的行程時間為10～20秒，微波功率密度為0.016～0.019KVA/m3水。
本發(fā)明的水處理機理如下本水處理技術(shù)為微波場及加藥劑缺一不可。加藥劑解決水中的污染物在微波場中迅速降解的熱力學(xué)問題；微波場解決水中的污染物迅速降解的反應(yīng)動力學(xué)問題，即利用微波場的強烈的催化作用，加速水中的污染物與加入的藥劑轉(zhuǎn)化為固體難溶物、氣體、水的分離。具體是 一、微波水處理的機理 (1)微波水處理反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ) (a)以廢水常規(guī)處理工程間歇式反應(yīng)器為例，在系統(tǒng)封閉，反應(yīng)期間系統(tǒng)無物料進出的情況下，廢水輸入時的反應(yīng)物的初始濃度C0和經(jīng)處理后的輸出反應(yīng)物的濃度C與反應(yīng)時間t的關(guān)系，經(jīng)推導(dǎo)其數(shù)學(xué)表達式為 式(1)中k為反應(yīng)速率常數(shù) 對于一定的廢水其C0為定數(shù)，C為等于和低于國家規(guī)定允許排放標準，因此

也可視為定數(shù)；現(xiàn)要縮短處理時間t，其途徑是提高k值，傳統(tǒng)的提高k值的方法一是選擇高效的試劑；二是攪拌。即采用物化的方法，攪拌是向反應(yīng)系統(tǒng)供能；利用微波在反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)對污染物選擇性供能的獨特優(yōu)點，大大提高反應(yīng)速率常數(shù)k，必然大大縮短反應(yīng)時間t，同時降低C，提高效率
(b)實現(xiàn)廢水微波場(能)連續(xù)處理的動力學(xué)基礎(chǔ) 常規(guī)處理廢水工程，為實現(xiàn)連續(xù)處理，并保證處理效果，節(jié)省廢水處理過程在單個反應(yīng)器中的停留時間，設(shè)計上采用串聯(lián)式連續(xù)流動攪拌反應(yīng)器，經(jīng)推導(dǎo)其數(shù)學(xué)表達式為 式(2)中θ為廢液在反應(yīng)器中停留的時間；k為反應(yīng)速率常數(shù)；C0為廢水輸入的反應(yīng)物濃度；Cn為n個反應(yīng)器串聯(lián)反應(yīng)終了的出口的反應(yīng)物濃度；n為串聯(lián)的反應(yīng)器的個數(shù)。
由式(2)可看出，在出口濃度Cn給定的前提下，對于同一種廢水其

值為一定數(shù)，這樣串聯(lián)的反應(yīng)器的個數(shù)n值越大，則廢水在每個反應(yīng)器中所需停留的時間就越短，這就是廢水常規(guī)處理設(shè)計為什么占地面積龐大的原因所在；此外，在串聯(lián)式的連續(xù)流攪拌反應(yīng)器中，由于每個反應(yīng)器的反應(yīng)物平均濃度高于單一反應(yīng)器的濃度，因而每個反應(yīng)器的平均反應(yīng)速率要大于單個反應(yīng)器的濃度，因而每個所需的反應(yīng)時間相應(yīng)地減少，因此反應(yīng)器總的容積和廢水在處理過程中總的停留時間亦小于單個反應(yīng)器。增大反應(yīng)器的個數(shù)n，即是增多攪拌器的個數(shù)n，實質(zhì)是增大供能，提高物化反應(yīng)的傳質(zhì)速度，最終使反應(yīng)速率k值提高，節(jié)省反應(yīng)時間θ。
利用微波能處理廢水，即利用微波選擇性供能的獨特優(yōu)點，在催化的過程中也包含了加快傳質(zhì)速度的作用及穿透作用，變機械供能為微波供能，這樣就使一臺微波處理專用設(shè)備替代若干多個串聯(lián)連續(xù)流攪拌反應(yīng)器。并且微波能處理廢水還有殺菌作用。此時的式(2)中的k和n都是微波功率密度的函數(shù)，而且是一個比常規(guī)處理法大得多的反應(yīng)速率常數(shù)，而n的物理意義已不再是反應(yīng)器的個數(shù)，而是一個與微波輸入功率密度直接相關(guān)的正數(shù)。因此式(2)仍可用作微波處理的數(shù)學(xué)表達式。
(c)物質(zhì)分子間的化學(xué)反應(yīng)其實質(zhì)是核外電的轉(zhuǎn)移過程，而電子的轉(zhuǎn)移須在一定的能級下才能完成。在微波場中吸波物質(zhì)的核最外層電子接受微波能后由常態(tài)軌道上躍遷至激發(fā)態(tài)軌道，為核外電子轉(zhuǎn)移提供了條件和能量，而水中的還原性物質(zhì)(主要污染物)在微波場中幾乎毫無例外的被微波選擇性供能，這就是微波對吸波物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)的催化。
(d)水中的某些高分子有機污染物，采用常規(guī)技術(shù)處理很難予降解，檢測時甚至用常規(guī)的化學(xué)耗氧量(COD)的檢測方法都檢測不出，在微波場中因這些物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)中含有碳、氫、氮，其中的碳、氫在微波場中表現(xiàn)為劇烈吸波，在微波場超高頻電磁場的作用下，這些高分子有機污染物表現(xiàn)為裂解反應(yīng)，環(huán)狀的、鏈狀的分子鏈被打斷，大分子裂解為小分子，有的甚至直接析出碳粒，從而使這些有機污染物在后續(xù)處理過程中得以降解，微波場起的是替代高壓釜的作用. (e)被處理水中的污染物在微波場催化作用下化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的微細粒難溶物及高度分散懸浮于水中的微細粒難溶物，在微波電磁場的作用下，很快由微細粒匯聚呈大顆粒沉淀，從而易于和水分離。
(2)微波水處理的物化反應(yīng) 水處理的任務(wù)即是采用物理的、化學(xué)的手段將其中的污染物轉(zhuǎn)化為難溶固體物、氣體和水，最終與水分離，從而清除水中污染物。而水中的污染物統(tǒng)分為有機污染物和無機污染物兩大類。這些污染物又分為在酸性環(huán)境下的難溶物、在堿性環(huán)境下的難溶物和在中性環(huán)境下的難溶物，以及在酸性、堿性、中性環(huán)境下都能與水互溶的易溶物。為消除水中的污染物，傳統(tǒng)的“生化法”是利用微生物在適當(dāng)環(huán)境條件下不斷繁殖，在微生物的作用下使水中的污染物(主要是還原性物質(zhì))緩慢地產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而使污染物降解。但此法對某些廢水中的污染物的降解則毫無作用。因此，才有了在加藥攪拌的同時還要加壓、加溫的工藝方法，只有這樣才能使某些污染物降解消除，這就是傳統(tǒng)的“物理化學(xué)法”。
微波水處理是利用水中的污染物的前述特性，用微波的超高頻電磁場激活水中的污染物分子使污染物在微波場的催化作用下，在微波場中和出微波場后與加入的藥劑迅速完成物化反應(yīng)，同時微波場將常規(guī)污水處理法難降解的高分子有機污染物分子碳氫鍵裂解，為后續(xù)處理創(chuàng)造條件。
二、加入藥劑后的物化反應(yīng)機理 (1)待處理中加入藥劑以形成酸性環(huán)境進入微波場的物化反應(yīng)機理 加入的藥劑為FeSO4、FeCI3、H2O2按一定的比例組合而成，F(xiàn)e2+、Fe3+、SO42-在微波場中劇烈吸波(能)，H2O2在微波場中吸收微波能后分解，CI-在有原子氧存在的情況下比單獨使用CI2具有更強的氧化性，因此該組合藥劑加入后在進入微波場前、后，產(chǎn)生如下主要離子反應(yīng) Fe2++H2O2→Fe3++OH+OH- Fe2++OH→Fe3++OH- Fe3++H2O2→Fe2++H2O+H+ HO2+H2O2→O2+H2O+OH RH+OH→CO2+H2O 4Fe2++O2+4H+→4Fe3++H2O Fe3++OH-→Fe(OH)3(膠體) Fe2+與H2O2間的反應(yīng)在微波場中極快，生成的OH、OH-以及原子氧及氯離子在微波場中具有超強的氧化能力，對在偏酸性環(huán)境下可氧化的還原性物質(zhì)幾乎毫無選擇的氧化。另外微波場將高分子有機污染物分子的碳氫鍵裂解，使被處理水中的有機物RH等還原性物質(zhì)的碳和氫最終轉(zhuǎn)化為CO、CO2、H2O、C及碳酸鹽等而與水分離。用本發(fā)明對城鎮(zhèn)污水處理時，經(jīng)對負載運行中的氣水分離器排氣管排出氣體的實測，排出氣體中有CO、CO2、NOx、H2S、烴化物、甲烷等(見表6)，這說明被處理水中的有機污染物等還原性物質(zhì)在微波場中產(chǎn)生劇烈的降解反應(yīng).與此同時，由于預(yù)先加入的藥劑使流體的PH＝3～3.5，并有Fe3+等的存在，對微細粒固體顆粒具有絮凝作用，加上微波場對微細粒固體懸浮物強烈的匯聚作用，不僅可大大降低被處理水中的化學(xué)耗氧量(COD)，而且可消除酸性環(huán)境下的難溶固體懸浮物，酸性環(huán)境下的難溶固體沉淀物，主要為污染物中的COD、色度、泡沫及臭味等物質(zhì)，因此此過程是脫色、消泡、除臭的過程。通過微波場同時激活該酸性環(huán)境條件下尚未降解的還原性物質(zhì)的分子，同時裂解高分子有機物碳氫鍵，為后續(xù)堿性和中性環(huán)境處理過程的降解創(chuàng)造條件。
(2)微波處理后加入藥劑以形成堿性環(huán)境的物化反應(yīng)機理 酸性環(huán)境下的流體經(jīng)微波場處理出微波場后，除去酸性環(huán)境下的難溶固體物，繼續(xù)在待處理水中加入CaO[Ca(OH)2]，使該水的PH＞12，這樣處理的作用有三其一是保持被處理水中的OH-具有足夠高的濃度，使酸性環(huán)境下未被氧化但又被微波場激活的還原性物質(zhì)，以及碳氫鍵被微波能裂解了的高分子有機化合物等，能夠在堿性環(huán)境下得到氧化，OH-對那些在堿性環(huán)境下才能被氧化的還原性物質(zhì)具有無選擇性的氧化作用；其二，在堿性環(huán)境下產(chǎn)生如下氨氮和磷的降解化學(xué)反應(yīng) Mg2++NH4++PO43-+6H2O-→MgNH4PO4.6H2O↓ Ca2++NH4++PO43-+6H2O-→CaNH4PO4.6H2O↓ MgNH4PO4.6H2O及CaNH4PO4.6H2O的溶度積≤2.5×10-13； 其三，由于污染物中的重金屬等有毒金屬離子，須在PH≥11的堿性環(huán)境下才能轉(zhuǎn)化為難溶的沉淀物與水分離，因此，在待處理的水中加入CaO[Ca(OH)2]，并使該水的PH＞12，正是本發(fā)明除去污水中的重金屬等金屬鹽類的方法，其清除金屬(M)離子和酸根的離子反應(yīng)表達通式為 XMn++OH-→MxOn↓+xnH2O Ca2++SO42-→CaSO4↓ ………………… H++OH-→H2O (3)加入藥劑以最終形成中性環(huán)境的物化反應(yīng)機理 經(jīng)堿性環(huán)境處理后，尚未除完污染物的待處理水中，繼續(xù)按一定比例加入Fe2(SO4)3.XH2O、FeCI3、AI2(SO4)3.XH2O等混合藥劑，使水的PH值調(diào)至6.8～7.4。為減少混合藥劑中Fe2(SO4)3.XH2O、FeCI3、AI2(SO4)3.XH2O等耗量，在每m3飽和藥劑溶液中按0.3～0.5％的體積比配入含H2SO4為98％的濃硫酸。其作用有三 其一，為將堿性水中和為中性水，其離子反應(yīng)式為 OH-+H+→H2O； 其二，使在堿性環(huán)境下的固體溶解物，在中性環(huán)境下最終轉(zhuǎn)化為固體物難溶而沉淀，并在加入的藥劑中的Fe3+和AI3+的強烈絮凝作用下，把懸浮狀的微細粒固體匯聚為大顆粒沉降物而與水分離； 其三，利用FeCI3的強氧化性，使酸性和堿性環(huán)境下仍未被氧化但卻被微波場激活了的還原性物質(zhì)，最終被氧化、沉淀而與水分離。
本發(fā)明提供的污水物化微波處理法，集微波場對單相流或多相流流體的稀相選擇性供能；微波對流體中吸波物質(zhì)的物化反應(yīng)具有的強烈催化作用；微波對流體的穿透作用及其殺滅微生物的功效等八大獨特優(yōu)點為一體.與傳統(tǒng)污水處理法相較，微波污水處理法具有單位污水處理投資強度低、占地面積小、污水處理工程可大也可小型分散化(堵住污染源頭)、污水處理工藝流程短、污水中污染物降解物化反應(yīng)迅速、單位污水處理綜合能耗低、單位污水處理運行費用低、污水中污染物清除徹底、污水處理進程不受環(huán)境溫度及原污水污染物濃度的影響、污水處理過程中可根據(jù)需要隨意開停、實現(xiàn)水的可持續(xù)利用及使污水資源化和水的循環(huán)經(jīng)濟、淤泥對環(huán)境不產(chǎn)生二次污染并可作為資源回歸大自然、殺滅污水中病原體、把已被污染了的江河池塘湖泊水轉(zhuǎn)化為生活的、工業(yè)的、農(nóng)業(yè)的安全綠色用水等優(yōu)點.因此，污水微波處理法將為從源頭上消除因人類的生活和生產(chǎn)活動給江河湖泊帶入的污染，使人類生活步入水環(huán)境良性循環(huán)，解決人類面臨的世界性“水荒”作貢獻.


圖1為本發(fā)明之工藝流程圖。

具體實施例方式 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步描述。
實施例1 本發(fā)明提供的用物化——微波水處理的方法，經(jīng)過下列工藝步驟 A、將待處理的城鎮(zhèn)污水原水經(jīng)高位槽流入敝開的攪拌池中，加入下列藥劑至PH值為3FeSO4、FeCI3、H2O2，其中FeSO4、FeCI3混合加入，其混合質(zhì)量比為FeSO4∶FeCI3＝1000∶1；H2O2的加入是按FeSO4∶H2O2＝6.7∶1的質(zhì)量比加入的，同時攪拌混勻，使藥劑完全與水混勻，得偏酸性混合液； B、將上述A步驟的酸性混合液送現(xiàn)有技術(shù)中的流體處理專用工業(yè)微波爐中進行微波處理，混合液在微波場中的行程時間為10秒，微波功率密度為0.19KVA/m3水； C、將經(jīng)上述B步驟微波處理后的混合液送入三相流分離池中，進行固、液、氣分離，氣體排放，分離出固體和液體； D、將經(jīng)上述C步驟分離的液體溢流至敝開的攪拌池二中，加入CaO[Ca(OH)2]至該液體的PH值＞12，并攪拌均勻，得堿性液體； E、將上述D步驟的堿性液體送入過渡池中，粗顆粒固體沉入過渡池底部排出，上層液體溢流進入攪拌池三； F、將上述E步驟的上層液體溢流到攪拌池三中，加入下列藥劑至PH值為6.8，F(xiàn)e2(SO4)3.XH2O∶FeCI3∶AI2(SO4)3.XH2O＝20∶0.3∶0.8的質(zhì)量比，同時攪拌混勻； G、將上述F步驟的中性液體溢流到終沉池，進行固液連續(xù)分離，底部淤泥間斷排出，上部溢流清水即為最終再生水； H、收集C步驟、E步驟和G步驟排出的固體沉淀物，經(jīng)常規(guī)手段濃縮、脫水后，得固體物，該固體物無毒無臭，可作為再生資源利用。
對城鎮(zhèn)污水原水進行處理前和處理后的指標監(jiān)測結(jié)果見表1。
實施例2 本發(fā)明提供的用物化——微波處理水的方法，經(jīng)過下列工藝步驟 A、將經(jīng)過城鎮(zhèn)污水處理廠處理后產(chǎn)出的二次水經(jīng)高位槽流入敝開的攪拌池中，加入下列藥劑至PH值為3.5FeSO4、FeCI3、H2O2，其中FeSO4、FeCI3混合加入，其混合質(zhì)量比為FeSO4∶FeCI3＝1000∶3；H2O2的加入是按FeSO4∶H2O2＝6.7∶1.5的質(zhì)量比加入的，同時攪拌混勻，使藥劑完全與水混勻，得酸性混合液； B、將上述A步驟的酸性混合液送現(xiàn)有技術(shù)中的流體處理專用工業(yè)微波爐中進行微波處理，流體在微波場中的行程時間為20秒，微波功率密度為0.016KVA/m3水； C、將經(jīng)上述B步驟微波處理后的液體送入三相流分離池中進行固、液、氣分離，池底淤泥間斷排出，上層清液連續(xù)溢流流出，隨之產(chǎn)生的氣體排空； D、將上述C步驟的上層液體溢流至敝開的攪拌池二中，加入CaO[Ca(OH)2]至該溢流的PH值＞12，并攪拌均勻，得堿性流體； E、將上述D步驟的堿性流體送入過渡池中，粗顆粒固體沉入過渡池底部排出，上清液溢流流出； F、將上述E步驟的上清液溢流到攪拌池三中，加入下列藥劑至PH值為7.4，F(xiàn)e2(SO4)3.XH2O∶FeCI3∶AI2(SO4)3.XH2O＝22∶0.8∶1.2的質(zhì)量比，同時攪拌混勻，得中性流體； G、將上述F步驟的中性液體送終沉池進行固、液分離，固體沉入池底定期排出，上清液溢流，即為可回用的清水； H、收集C步驟、E步驟和G步驟排出的固體沉淀物，經(jīng)常規(guī)手段濃縮、脫水后，得固體物，該無毒無臭淤泥可作再生資源利用。
將經(jīng)過城鎮(zhèn)污水處理廠處理后產(chǎn)出的二次水經(jīng)本發(fā)明處理前和處理后的指標監(jiān)測結(jié)果見表2。
實施例3 本發(fā)明提供的用物化——微波水處理的方法，經(jīng)過下列工藝步驟 A、將經(jīng)過城鎮(zhèn)污水處理廠處理后產(chǎn)出的污泥水經(jīng)高位槽流入敝開的攪拌池中，加入下列藥劑至PH值為3.5FeSO4、FeCI3、H2O2，其中FeSO4、FeCI3混合加入，其混合質(zhì)量比為FeSO4∶FeCI3＝1000∶2；H2O2的加入是按FeSO4∶H2O2＝6.7∶1.3的質(zhì)量比加入的，同時攪拌混勻，得酸性混合液； B、將上述A步驟的酸性混合液送現(xiàn)有技術(shù)中的流體處理專用工業(yè)微波爐中進行微波處理，流體在微波場中的行程時間為15分鐘，微波功率密度為0.17KVA/m3水； C、將經(jīng)上述B步驟微波處理后的流體送入三相流分離池中，進行固、液、氣分離，固體沉入分離池底部排出，上清液流出，隨之產(chǎn)生的氣體排空； D、將上述C步驟的上清液溢流至敝開的攪拌池二中，加入CaO[Ca(OH)2]至該溢流的PH值＞12，并攪拌均勻，得堿性流體； E、將上述D步驟的堿性流體送入過渡池中，粗顆粒固體沉入過渡池底部排出，上清液溢流出； F、將上述E步驟的上清液溢流到攪拌池三中，加入下列藥劑至PH值為7Fe2(SO4)3.XH2O∶FeCI3∶AI2(SO4)3.XH2O＝21∶0.5∶1的質(zhì)量比，同時攪拌混勻，得中性流體； G、將上述F步驟的中性流體送終沉池，進行固、液分離，固體沉入池底部排出，上清液溢流，即為可回用的清水； H、收集C步驟、E步驟和G步驟排出的固體沉淀物，經(jīng)常規(guī)手段濃縮、脫水后，得固體物，該無毒無臭固體物可作再生資源利用。
將經(jīng)過城鎮(zhèn)污水處理廠處理后產(chǎn)出的污泥水經(jīng)本發(fā)明處理前和處理后的指標檢測結(jié)果見表3。
上述實施例所用的工業(yè)微波爐是本申請人的在先專利號為ZL99114774.X的成熟裝備；所用攪拌池、分離池、過渡池、終沉池均為常規(guī)的通用設(shè)備。
經(jīng)本發(fā)明處理后所產(chǎn)淤泥無毒無臭，且在顯微鏡下觀察，經(jīng)微波場后產(chǎn)出的淤泥全是圓顆細粒狀，流動性好、極易脫水。淤泥無臭，說明其中絕大部分微生物已殺滅。城鎮(zhèn)污水入水口的大腸桿菌種群數(shù)檢測結(jié)果為≥24000個/ml，微波處理產(chǎn)出清水大腸桿菌種群數(shù)檢測結(jié)果為＜20個/ml，，也說明了細菌已被大部分殺滅。
城鎮(zhèn)污水經(jīng)微波處理產(chǎn)出的淤泥檢測結(jié)果見(表4)。
表1城鎮(zhèn)污水處理前原水和處理后產(chǎn)出清水的監(jiān)測結(jié)果 表2城鎮(zhèn)污水經(jīng)污水處理廠處理產(chǎn)出的二次水在本發(fā)明處理前和后的監(jiān)測結(jié)果 表3由污水處理廠產(chǎn)出的城鎮(zhèn)污水中的污泥水經(jīng)本發(fā)明處理前和處理后的指標檢測結(jié)果
表4城鎮(zhèn)污水微波處理產(chǎn)出淤泥浸出毒性監(jiān)測結(jié)果(mg/L)
同樣處理步驟應(yīng)用于工業(yè)廢水及污染了的江河湖泊水進水和產(chǎn)出水檢測部分結(jié)果列于表7、8、9、10、11。
表6F-WB-2型廢水微波處理系統(tǒng)處理市政污水微波場排出尾氣污染物成份監(jiān)測結(jié)果
表6監(jiān)測結(jié)果表明，污水中污染物在微波催化作用下，產(chǎn)生劇烈的降解反應(yīng)。監(jiān)測數(shù)值表明，排出尾氣污染物濃度不構(gòu)成對大氣環(huán)境的污染。
表7印染廢水微波處理前后水質(zhì)檢測指標
表8木糖醇生產(chǎn)廢水混入城鎮(zhèn)污水加藥入微波場處理前后水質(zhì)檢測指標
表9城鎮(zhèn)污水及氰化電鍍廢水混入城鎮(zhèn)污水加藥入微波場前后水質(zhì)檢測指標
*表9檢測結(jié)果為用戶采樣帶回所在地區(qū)檢測傳回數(shù)據(jù)。
表10某礦山生活用水和某江雨季江水微波處理前后水質(zhì)云南省環(huán)境監(jiān)測中心站檢測結(jié)果
表11盤龍江、滇池水、西園隧道、螳螂川水微波處理前、后部分檢測指標

權(quán)利要求
1.一種物化——微波水處理方法，包括
A、在待處理的水中加入藥劑；
B、將上述與藥劑混勻后的水送入微波場中處理后，分離固體和液體；
其特征在于
C、在微波處理后分離出的液體中，加入CaO[Ca(OH)2]至該液體的PH＞12，分離固體和液體；
D、在經(jīng)上述C步驟處理并分離出的液體中，加入藥劑至該液體PH值為6.8～7.4，分離固體和液體；
E、經(jīng)D步驟處理并分離出的液體即為回用再生水，合并B、C、D三個步驟分離出的固體，經(jīng)濃縮脫水后作為資源另用。
2.如權(quán)利要求1所述的物化——微波水處理方法，其特征在于所述A步驟的藥劑加入量為加入藥劑至待處理水PH值為3～3.5；加入的藥劑分別是下列藥劑FeSO4、FeCI3、H2O2，其中FeSO4、FeCI3混合加入，其質(zhì)量混合比為FeSO4∶FeCI3＝1000∶1～3；H2O2的加入是按FeSO4∶H2O2＝6.7∶1～1.5的質(zhì)量比加入的。
3.如權(quán)利要求1所述的物化——微波水處理方法，其特征在于所述D步驟中加入的藥劑為Fe2(SO4)3.XH2O、FeCI3、AI2(SO4)3.XH2O的混合劑，其中Fe2(SO4)3.XH2O∶FeCI3∶AI2(SO4)3.XH2O＝20～22∶0.3～0.8∶0.8-1.2的質(zhì)量比。
4.如權(quán)利要求1所述的物化——微波水處理方法，其特征在于所述藥劑的加入是在攪拌狀態(tài)下進行的，使藥劑與被處理水充分混勻。
5.如權(quán)利要求1所述的物化——微波水處理方法，其特征在于所述固體與液體及氣體的分離是在三相流分離池中進行的，即固、液、氣分離完畢，水也就凈化了。
全文摘要
本發(fā)明提供一種物化——微波水處理方法，它在待處理水中加入藥劑，pH值調(diào)至3～3.5后送入微波場處理，在微波處理后并分離出的上清液中加入CaO[Ca(OH)2]，調(diào)至pH＞12，分離固體和液體；在分離出的液體中加入藥劑，使pH值調(diào)至6.8～7.4，最終分離出回用再生水，回收各步驟的固體，濃縮脫水后作為資源另用，從而達到凈化水的目的。本發(fā)明集微波場對單相流或多相流流體的稀相選擇性供能，微波對流體中吸波物質(zhì)的物化反應(yīng)具有的強烈催化作用，微波對流體的穿透作用及其殺滅微生物的功效等優(yōu)點為一體，利用水中污染物在偏酸性、偏堿性及中性環(huán)境條件下的特性，選擇性加入藥劑，借助微波場催化，分步分離的方法，實現(xiàn)水的凈化。通過本發(fā)明可將已被污染了的江河、湖泊水凈化為生活的、工業(yè)的、農(nóng)業(yè)的安全綠色用水，實現(xiàn)水的可持續(xù)利用及污水資源化和水的循環(huán)經(jīng)濟。
文檔編號C02F9/08GK101704602SQ20091021827
公開日2010年5月12日 申請日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者徐有生 申請人:徐有生