專利名稱：一種利用高能電子束處理城市污水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用高能電子束處理城市污水的方法。
技術(shù)背景
隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展和人們生活水平得提高，工業(yè)污水和城市生活污水的排量迅速提高，已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人類的生存環(huán)境，給城市污水處理帶來了巨大的壓力。污水中含有大量的有機物、氨氮、磷以及各種病毒、細菌等，如不處理會對環(huán)境造成嚴(yán)重危害。 雖然有各種污水處理材料和處理技術(shù)不斷推出，但都存在一定缺陷。已有的城市污水處理方法如生化法占地面積大，投資成本高并存在污泥的二次污染問題，因此尋求一種成本低，無二次污染，處理效果顯著的新型污水處理方法是十分必要的。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決目前城市污水的處理方法占地面積大，投資成本高并存在二次污染的問題，提供一種利用高能電子束處理城市污水的方法。
本發(fā)明利用高能電子束處理城市污水的方法，按以下步驟進行
一、采用高能電子束對城市污水進行輻照處理采用能量為1 1. 5MeV，且電子束流為ImA的電子加速器對城市污水進行輻照處理，輻照時，污水通過一個水槽從電子加速器引出窗下流過，水槽寬度與電子束窗寬度相同，同時控制污水流量，使輻照劑量控制在 10 20kGy，得輻射處理后的污水；
二、吸附處理將粉煤灰直接投放入輻射處理后的污水中，粉煤灰與污水的重量比為1 20 40，攪拌吸附2 3小時，得凈化后的水；
三、灰水分離將粉煤灰與凈化后的水分離，然后將凈化后的水排放，即完成利用高能電子束處理污水。
高能電子束輻射處理污水的原理一方面，高能電子束可以與污染物直接作用，引起它們分解和改性；另一方面，高能電子束可以與水發(fā)生作用產(chǎn)生一系列的自由基、離子、 水合電子及離子基等，這些粒子主要是水合電子ea(1_、氫自由基· H、羥基自由基· OH和H2A 等具有相當(dāng)高的活性，能與污染物發(fā)生氧化或還原作用造成有機物的降解，無機物的還原等反應(yīng)。
電子束輻照處理城市污水時，電子束通過直接或間接降解作用使污水中的有機物質(zhì)和有毒物質(zhì)并沒有完全的去除或礦化，要使其完全礦化或去除需要很高的輻照劑量，這會大大增加處理成本得不償失，使用通常的劑量輻照后，其中一部分有機物和有毒物質(zhì)被降解成二氧化碳和水，但有一部分物質(zhì)只是從大分子物質(zhì)變成小分子物質(zhì)，并沒用去除。此時使用粉煤灰進行吸附處理，更有助于小分子物質(zhì)的去除，電子束輻照與粉煤灰吸附協(xié)同處理，達到更好的處理效果。使用本發(fā)明方法處理后的城市污水CODcr達到55. 3 7aiig/ L, BOD5 達至Ij 12. 1 24. 9mg/L, NH3-N 達到 12. 3 18. 5mg/L。
對于COD濃度為830mg/L的城市污水經(jīng)過本發(fā)明的方法處理后，COD濃度達到13;3mg/L，而先用粉煤灰處理然后再用電子束照射，其COD濃度為27;3mg/L，可見先用電子束輻照處理更有助于粉煤灰的吸附，處理效果更佳。這是因為先用粉煤灰處理后再用電子束輻照處理城市污水，粉煤灰先將小分子物質(zhì)吸附，剩余的大分子物質(zhì)經(jīng)電子束輻照處理變成小分子物質(zhì)，而并沒有去除，而使處理效果降低。
本發(fā)明采用電子束輻射的方法處理污水，不需要加入化學(xué)試劑，不會產(chǎn)生二次污染，安全可靠，具有適應(yīng)面廣、降解效率高、反應(yīng)速度快、污染物降解徹底等優(yōu)點，輻射能有效地的降解廢水中的有機物、氨氮；殺死廢水中的有害病毒，有害微生物；此外，輻射處理廢水還有脫色、除臭的作用。
粉煤灰是我國當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一，大量的粉煤灰不加處理，就會產(chǎn)生揚塵，污染大氣；若排入水系會造成河流淤塞，而其中的有毒化學(xué)物質(zhì)還會對人體和生物造成危害。本發(fā)明利用粉煤灰含有多孔玻璃體、多孔碳粒，呈多孔蜂窩狀組織，比表面積較大， 具有一定的吸附能力的特點，將它用于城市污水處理，粉煤灰吸附能有效地去除COD、BOD、 氨氮、磷等，特別是去除污水中的磷效果顯著。處理污水后的粉煤灰可用于生產(chǎn)粉煤灰燒結(jié)磚，生產(chǎn)粉煤灰蒸養(yǎng)磚，生產(chǎn)加氣混凝土，代替粘土做生產(chǎn)水泥的原料，粉煤灰做生產(chǎn)水泥的混合材料等。
本發(fā)明采用電子束高級氧化的方法處理廢水，占地面積小，成本低；處理污水的吸附材料采用火電廠發(fā)電燃煤產(chǎn)生的固體排放物粉煤灰廉價易得，屬于以廢治廢，處理后的粉煤灰另有它用，無二次污染，節(jié)約資源；處理后的水符合國家城市污水排放標(biāo)準(zhǔn)。
具體實施方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的任意組合。
具體實施方式
一本實施方式利用高能電子束處理城市污水的方法，按以下步驟進行
一、采用高能電子束對城市污水進行輻照處理采用能量為1 1. 5MeV，且電子束流為ImA的電子加速器對城市污水進行輻照處理，輻照時，污水通過一個水槽從電子加速器弓I出窗下流過，水槽寬度與電子束窗寬度相同，同時控制污水流量，使輻照劑量控制在 10 20kGy，得輻射處理后的污水；
二、吸附處理將粉煤灰直接投放入輻射處理后的污水中，粉煤灰與污水的重量比為1 20 40，攪拌吸附2 3小時，得凈化后的水；
三、灰水分離將粉煤灰與凈化后的水分離，然后將凈化后的水排放，即完成利用高能電子束處理污水。
電子束輻照處理城市污水時，電子束通過直接或間接降解作用使污水中的有機物質(zhì)和有毒物質(zhì)并沒有完全的去除或礦化，要使其完全礦化或去除需要很高的輻照劑量，這會大大增加處理成本得不償失，使用通常的劑量輻照后，其中一部分有機物和有毒物質(zhì)被降解成二氧化碳和水，但有一部分物質(zhì)只是從大分子物質(zhì)變成小分子物質(zhì)，并沒用去除。此時使用粉煤灰進行吸附處理，更有助于小分子物質(zhì)的去除，電子束輻照與粉煤灰吸附協(xié)同處理，達到更好的處理效果。使用本實施方式方法處理后的城市污水CODcr達到55. 3 72mg/L, BOD5 達到 12. 1 24. 9mg/L, NH3—N 達到 12. 3 18. 5mg/L。
本實施方式采用電子束輻射的方法處理污水，不需要加入化學(xué)試劑，不會產(chǎn)生二次污染，安全可靠，具有適應(yīng)面廣、降解效率高、反應(yīng)速度快、污染物降解徹底等優(yōu)點，輻射能有效地的降解廢水中的有機物、氨氮；殺死廢水中的有害病毒，有害微生物；此外，輻射處理廢水還有脫色、除臭的作用。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中采用能量為 IMeV,且電子束流為ImA的電子加速器對城市污水進行輻照處理。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中采用能量為 1. 5MeV，且電子束流為ImA的電子加速器對城市污水進行輻照處理。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中采用能量為 1. 2 1. 3MeV，且電子束流為ImA的電子加速器對城市污水進行輻照處理。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是輻照劑量控制在lOkGy。其它與具體實施方式
一至四之一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是輻照劑量控制在20kGy。其它與具體實施方式
一至四之一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是輻照劑量控制在15kGy。其它與具體實施方式
一至四之一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一至七之一不同的是煤灰與污水的重量比為1 20。其它與具體實施方式
一至七之一相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一至七之一不同的是煤灰與污水的重量比為1 40。其它與具體實施方式
一至七之一相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一至七之一不同的是煤灰與污水的重量比為1 30。其它與具體實施方式
一至七之一相同。
具體實施方式
十一本實施方式利用高能電子束處理城市污水的方法，按以下步驟進行
一、采用高能電子束對城市污水進行輻照處理采用能量為1. 2MeV，且電子束流為ImA的電子加速器對城市污水進行輻照處理，輻照時，污水通過一個水槽從電子加速器引出窗下流過，水槽寬度與電子束窗寬度相同，同時控制污水流量，使輻照劑量控制在 20kGy，得輻射處理后的污水；
二、吸附處理將粉煤灰直接投放入輻射處理后的污水中，粉煤灰與污水的重量比為1 20，攪拌吸附2小時，得凈化后的水；
三、灰水分離使用灰水分離裝置將粉煤灰與凈化后的水分離，然后將凈化后的水排放，即完成利用高能電子束處理污水。
本實施方式所述的城市污水為城市污水廠的進口水。
本實施方式處理后前后的城市污水各項指標(biāo)的檢測結(jié)果如表1所示。
表 1步驟一中使 步驟一中使 步驟一中使 步驟二中粉 步驟二中粉 步驟二中粉
權(quán)利要求
1.一種利用高能電子束處理城市污水的方法，其特征在于利用高能電子束處理城市污水的方法，按以下步驟進行一、采用高能電子束對城市污水進行輻照處理采用能量為1 1.5MeV，且電子束流為 ImA的電子加速器對城市污水進行輻照處理，輻照時，污水通過一個水槽從電子加速器引出窗下流過，水槽寬度與電子束窗寬度相同，同時控制污水流量，使輻照劑量控制在10 20kGy，得輻射處理后的污水；二、吸附處理將粉煤灰直接投放入輻射處理后的污水中，粉煤灰與污水的重量比為 1 20 40，攪拌吸附2 3小時，得凈化后的水；三、灰水分離將粉煤灰與凈化后的水分離，然后將凈化后的水排放，即完成利用高能電子束處理污水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用高能電子束處理城市污水的方法，其特征在于步驟一中采用能量為IMeV,且電子束流為ImA的電子加速器對城市污水進行輻照處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用高能電子束處理城市污水的方法，其特征在于步驟一中采用能量為1. 5MeV，且電子束流為ImA的電子加速器對城市污水進行輻照處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用高能電子束處理城市污水的方法，其特征在于步驟一中采用能量為1. 2 1. 3MeV，且電子束流為ImA的電子加速器對城市污水進行輻照處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用高能電子束處理城市污水的方法，其特征在于步驟一中使輻照劑量控制在lOkGy。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用高能電子束處理城市污水的方法，其特征在于步驟一中使輻照劑量控制在20kGy。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用高能電子束處理城市污水的方法，其特征在于步驟一中使輻照劑量控制在15kGy。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用高能電子束處理城市污水的方法，其特征在于步驟二中粉煤灰與污水的重量比為1 20。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用高能電子束處理城市污水的方法，其特征在于步驟二中粉煤灰與污水的重量比為1 40
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用高能電子束處理城市污水的方法，其特征在于步驟二中粉煤灰與污水的重量比為1 30。
全文摘要
一種利用高能電子束處理城市污水的方法，涉及一種利用高能電子束處理城市污水的方法。是要解決目前城市污水的處理方法占地面積大，投資成本高并存在二次污染的問題。方法一、采用高能電子束對城市污水進行輻照處理；二、吸附處理；三、灰水分離，即完成利用高能電子束處理污水。本發(fā)明不需要加入化學(xué)試劑，不會產(chǎn)生二次污染，安全可靠，具有適應(yīng)面廣、降解效率高、反應(yīng)速度快、污染物降解徹底等優(yōu)點，輻射能有效地的降解廢水中的有機物、氨氮；殺死廢水中的有害病毒，有害微生物；此外，輻射處理廢水還有脫色、除臭的作用。用于城市污水的處理。
文檔編號C02F1/28GK102491570SQ20111039141
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者劉宇光, 張丹堤, 張玉寶, 斯琴圖雅, 梁宏斌, 王強 申請人:黑龍江省科學(xué)院技術(shù)物理研究所