[发明专利]一种能回用混凝剂和光催化材料的泥水零排放的水处理工艺

说明书

本发明公开了一种能回用混凝剂和光催化材料的泥水零排放的水处理工艺，水处理方法包括如下步骤：1)向待处理原水中加入纳米光催化剂和混凝剂，搅拌完成混凝，所述纳米光催化剂为氮掺加二氧化钛(N‑TiO₂)，混凝剂为聚合氯化铝铁(PAFC)；2)将步骤1)中的混凝体系静置沉淀后，上清液进入下一步处理程序，将沉淀后的底泥放置在可见光下照射，照射的同时不断搅拌；3)将步骤2)中照射后的底泥直接加入到待处理原水中，并补加适量混凝剂，完成新一轮的混凝和光催化降解，光催化降解后的底泥可重新回用于处理原水。

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别涉及一种能回用混凝剂和光催化材料的泥水零排放的水处理工艺。

背景技术

在城市给水厂水处理工艺中，大量的底泥产生于混凝—沉淀阶段。这些底泥约占水厂所产生净化水的5％。目前，我国大部分给水厂只是把这些产生的底泥简单脱水处理后排放到湖泊江河中，有些水厂甚至不经处理直接排放，只有很少一部分底泥被规范处置。这些底泥中所含的污染物被弃置后很有可能造成二次污染，进而影响我们的生产生活。此外，给水厂底泥的弃置还会造成水资源的浪费，加剧我国水资源短缺的现状。

目前，针对于给水厂底泥无害化处理以及资源化利用的研究有很多。但大多限制于处理成本高、效果不稳定以及造成二次污染等问题。例如，广泛研究的利用酸处理法回收利用给水厂底泥中的混凝剂，当处理后的底泥加入到原水中可能会改变原水的pH值，影响水质；而利用底泥烧制空心砖，不仅处理成本较高，底泥性质的不稳定性也会影响煅烧的质量和成功率。因此，寻找一种切实可行的对给水厂底泥进行无害化及资源化处理的方法是亟需解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种能回用混凝剂和光催化材料的泥水零排放的水处理工艺。该水处理方法可以使底泥无害化，并达到回用标准，回用底泥可以无需对底泥脱水处理即可实现底泥回用，降低了底泥处理成本，回用底泥同时实现了光催化剂和混凝剂的回收，避免了底泥中的有害物质对环境造成危害。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种能回用混凝剂和光催化材料的泥水零排放的水处理工艺，包括如下步骤：

1)向待处理原水中加入纳米光催化剂和混凝剂，搅拌完成混凝，所述纳米光催化剂为氮掺加二氧化钛(N-TiO₂)，混凝剂为聚合氯化铝铁(PAFC)；

2)将步骤1)中的混凝体系静置沉淀后，上清液进入下一步处理程序，将沉淀后的底泥放置在可见光下照射，照射的同时不断搅拌；

3)将步骤2)中照射后的底泥直接加入到待处理原水中，并补加适量混凝剂，完成新一轮的混凝和光催化降解，光催化降解后的底泥可重新回用于处理原水。

采用聚合氯化铝铁作为混凝剂将氮掺杂二氧化钛光催化剂制成光催化絮体，随底泥一起沉降。由于氮掺杂二氧化钛光催化剂在待处理原水中分布均匀，所以，形成的光催化絮体在沉淀后的底泥中分布较为均匀。在可见光的照射下，底泥中的腐植酸等可催化降解污染物可以在光催化絮体的催化作用下实现较为彻底的降解，实现底泥的无害化处理。

由于氮掺杂二氧化钛纳米光催化剂和混凝剂均以絮体的形式存在于底泥中，将底泥回用时，同时实现了光催化剂和混凝剂的回用，一方面避免处理后的水中含有大量的光催化剂和混凝剂，增加后续的处理程序，另一方面，可以节约光催化剂和混凝剂的使用量，降低原水的处理成本。

此外，可以直接将光催化处理后的底泥回用，无需对底泥进行脱水处理，降低了底泥的处理成本，且避免了底泥的直接排放对环境造成污染。

优选的，步骤1)中，纳米氮掺杂二氧化钛与聚合氯化铝铁质量比为20-100:1-5，优选为20-30:1。