溫泉廢水處理及綜合利用的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種溫泉廢水處理及綜合利用的方法，通過水源熱泵技術(shù)將溫泉廢水熱能進行回收，用于采暖、熱水和制冷的供應；根據(jù)絮凝劑的選擇原則，通過實驗選擇合適的絮凝劑組合；向經(jīng)余熱回收后的溫泉廢水中投加絮凝劑，加速廢水中固體顆粒物的聚集和沉降，同時去除部分溶解性有機物；通過對植物導電率的檢測確定相應指標的灌溉閥值，作為溫泉水植物灌溉安全評估的警示燈；對處理的溫泉廢水進行消毒處理；將經(jīng)過消毒處理的洗浴廢水用于花卉灌溉、景觀、洗車等各個方面。本發(fā)明提供的一種溫泉廢水處理及綜合利用的方法，大大提升溫泉資源的利用價值和使用率，節(jié)約了資源成本，節(jié)約了水資源，同時減少對生態(tài)環(huán)境的污染。
【專利說明】溫泉廢水處理及綜合利用的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于溫泉領(lǐng)域，尤其涉及一種溫泉廢水處理及綜合利用的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]溫泉水中含有多種礦物離子，目前主要用于洗浴，洗浴后還含有大量的熱能，但也有輕度污染，采取適當?shù)姆椒ㄌ幚砗?，可將余熱回收以及用于灌溉、景觀用水等。目前，開發(fā)利用模式主要有:地熱直接供暖；浴療保?。粖蕵?、旅游；種植、養(yǎng)殖；余熱供暖；水產(chǎn)養(yǎng)殖；農(nóng)業(yè)利用。
[0003]近幾年，地熱能的利用發(fā)展很快，尤其是地熱供熱、溫泉療養(yǎng)、游樂等發(fā)展迅速，規(guī)模不斷擴大。溫泉資源的浪費現(xiàn)象普遍存在。溫泉企業(yè)很少在排放前將溫泉水進行處理。由于溫泉水中的礦物質(zhì)很多，水溫較高，排放不當易造成熱污染。中國海洋大學海洋地球科學學院欒光忠教授曾指出，地熱水的大規(guī)模開采以及尾水的大量排放，對生態(tài)環(huán)境、工程環(huán)境、土壤及地下水等方面都有明顯的影響。但由于缺少相關(guān)開發(fā)技術(shù)和利用途徑，導致仍可利用的溫泉成了廢水，極大降低了溫泉水的利用率。
[0004]溫泉廢水對水源熱泵系統(tǒng)的影響主要有兩種:腐蝕與結(jié)垢。弱堿性溫泉水，對熱泵機組有腐蝕作用。腐蝕會影響水源熱泵系統(tǒng)運行效果。產(chǎn)生腐蝕后，水源熱泵系統(tǒng)中的金屬管道遭到破壞而變薄，或局部點狀腐蝕而凹陷甚至穿孔。金屬腐蝕產(chǎn)物轉(zhuǎn)入水中，使水中雜質(zhì)增多，又加劇受熱面的結(jié)垢過程。高價鐵的水垢，容易引起垢下金屬鐵的腐蝕，鐵的腐蝕又容易重新結(jié) 成水垢，這種惡性循環(huán)會迅速致水管穿孔。廢水中含有的鈣鎂離子、礦物質(zhì)、氯離子、硫酸根離子、硅酸鹽以及細菌、微生物等，對引起管道結(jié)垢影響極大。趙峰、邵林廣、文遠高認為利用物理方法、化學方法可以有效防止水源熱泵管道結(jié)垢；添加緩蝕劑可以滿足不同金屬材料的防腐蝕要求。
[0005]我國近一半的溫泉水利用形式都是洗浴及水療。這種一次性應用的高溫地熱尾水的排放不僅是一種資源浪費，而且高溫尾水進入地表水域后，會導致水域中溶解氧濃度降低、溫度改變，影響水生生物群落的組成結(jié)構(gòu)。溫泉廢水中含有多種礦物離子、以及一些微生物，容易致使一些藻類和水草蔓延，更有甚者，會使水域荒蕪，破壞原水體環(huán)境指標及自然生態(tài)環(huán)境的平衡。如招遠溫泉、威海寶泉湯、文登大英湯等多處浴池尾水排水口附近無蛙類及其它生物。溫泉含有大量礦物質(zhì)，在地熱水及廢水流經(jīng)區(qū)，可能帶來土壤鹽潰化現(xiàn)象。
[0006]洗浴廢水具有水量大、污染輕、水質(zhì)穩(wěn)定的特點，溫泉洗浴廢水的綜合利用具有重大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種溫泉廢水處理及綜合利用的方法，旨在解決目前溫泉廢水缺少相關(guān)開發(fā)技術(shù)和利用途徑，導致仍可利用的溫泉成了廢水，降低了溫泉水的利用率，溫泉廢水對水源熱泵系統(tǒng)造成腐蝕與結(jié)垢，溫泉廢水容易致使一些藻類和水草蔓延，使水域荒蕪，破壞原水體環(huán)境指標及自然生態(tài)環(huán)境的平衡的問題。[0008]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種溫泉廢水處理及綜合利用的方法，該方法包括:
[0009]步驟一:通過水源熱泵技術(shù)將溫泉廢水熱能進行回收，用于采暖、熱水和制冷的供應；
[0010]步驟二:根據(jù)絮凝劑的選擇原則，通過實驗選擇合適的絮凝劑組合；
[0011]步驟三:向經(jīng)余熱回收后的溫泉廢水中投加絮凝劑，加速廢水中固體顆粒物的聚集和沉降，同時去除部分溶解性有機物；
[0012]步驟四:通過對植物導電率的檢測確定相應指標的灌溉閥值，作為溫泉水植物灌溉安全評估的警示燈；
[0013]步驟五:對處理的溫泉廢水進行消毒處理；
[0014]步驟六:將經(jīng)過消毒處理的洗浴廢水用于花卉灌溉、景觀、洗車等各個方面。
[0015]進一步，絮凝劑的選擇原則為:選擇去除硫酸根、總硬度有去除率高的絮凝劑，為了達到處理效果，需要兩種或兩種以上絮凝劑及助凝劑一起使用；
[0016]選擇經(jīng)濟且實用的絮凝劑、助凝劑、吸附劑，要控制投加量，避免因投加量過大造成處理成本的加大；
[0017]絮凝劑應有固定可靠的來源，物理化學性質(zhì)穩(wěn)定，藥劑便于保存；
[0018]選擇的絮凝劑不應對處理后的水產(chǎn)生二次污染。
[0019]進一步，絮凝的`方法去除鈣鎂、硫酸根離子、溶解性固體物，選取的絮凝劑為聚合氯化鋁與聚丙烯酰胺，吸附劑活性炭。
[0020]進一步，采用相對導電率的變化擬合Logistic生長模型的方法，計算半致死濃度值作為該指標的上限閥值(以下稱閥值)。
[0021]用相對導電率擬合Logistic回歸方程為:

k
[0022]J
I + ae bx
[0023]式中，y代表細胞傷害率，X代表各處理(pH、固體懸浮物、高錳酸鉀、總?cè)芙庑怨腆w值)，K, a, b為方程參數(shù)，半致死濃度:LT= In a/b。
[0024]進一步，所述絮凝劑的組合為:聚合氯化鋁:0.4g/L,聚丙烯酰胺:4mg/L的組合，活性炭顆粒:10g/L。
[0025]進一步，對于溫泉洗浴廢水，根據(jù)經(jīng)濟效益和操作實施兩個方面進行考慮，添加次氯酸鈉消毒劑50g/t，大腸桿菌、糞大腸菌去除率達到98%以上。
[0026]本發(fā)明提供的溫泉廢水處理及綜合利用的方法，通過對溫泉廢水資源綜合利用技術(shù)進行示范性研究，以資源的高效利用和減少環(huán)境污染為核心，將傳統(tǒng)溫泉資源開發(fā)單向利用線路一 “溫泉資源一產(chǎn)品一廢棄物”轉(zhuǎn)變?yōu)檠h(huán)經(jīng)濟模式下的的多向、多元的開發(fā)利用模式一 “溫泉資源一產(chǎn)品一廢棄物一再生資源一產(chǎn)品”。從而大大提升溫泉資源的利用價值和使用率，節(jié)約了資源成本，節(jié)約了水資源，同時減少對生態(tài)環(huán)境的污染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明提供的溫泉廢水處理及綜合利用的方法流程圖。
【具體實施方式】[0028]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0029]圖1是本發(fā)明提供的溫泉廢水處理及綜合利用的方法流程圖。為了便于說明，僅僅不出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。
[0030]本發(fā)明提供的一種溫泉廢水處理及綜合利用的方法，該方法包括:
[0031]在SlOl中:通過水源熱泵技術(shù)將溫泉廢水熱能進行回收，用于采暖、熱水和制冷的供應；
[0032]在S102中:根據(jù)絮凝劑的選擇原則，通過實驗選擇合適的絮凝劑組合；
[0033]在S103中:向經(jīng)余熱回收后的溫泉廢水中投加絮凝劑，加速廢水中固體顆粒物的聚集和沉降，同時去除部分溶解性有機物；
[0034]在S104中:通過對植物導電率的檢測確定相應指標的灌溉閥值,作為溫泉水植物灌溉安全評估的警示燈；
[0035]在S105中:對處理的溫泉廢水進行消毒處理；
[0036]在S106中:將經(jīng)過消毒處理的洗浴廢水用于花卉灌溉、景觀、洗車等各個方面。
[0037]作為本發(fā)明實施例的一優(yōu)化方案，培養(yǎng)皿中介質(zhì)的容重在0.25-0.35克/立方厘米，介質(zhì)孔隙度達到75%以上。
[0038]絮凝法是一個重要的水處理方法，廢水處理中投加絮凝劑可加速廢水中固體顆粒物的聚集和沉降，同時也能去除部分溶解性有機物，是一種常用的高效、經(jīng)濟，簡便的水污染處理技術(shù)。
`[0039]絮凝劑的選擇原則:
[0040]選擇去除硫酸根、總硬度有去除率高的絮凝劑，為了達到處理效果，需要兩種或兩種以上絮凝劑及助凝劑一起使用。
[0041]選擇經(jīng)濟且實用的絮凝劑、助凝劑、吸附劑，要控制投加量，避免因投加量過大造成處理成本的加大。
[0042]絮凝劑應有固定可靠的來源，物理化學性質(zhì)穩(wěn)定，藥劑便于保存。
[0043]選擇的絮凝劑不應對處理后的水產(chǎn)生二次污染。
[0044]根據(jù)以上原則，用絮凝的方法去除鈣鎂、硫酸根離子、溶解性固體物，選取的絮凝劑為聚合氯化鋁與聚丙烯酰胺，吸附劑活性炭。
[0045]單因子實驗
[0046]①聚合氯化鋁(PAC)
[0047]分別取三組濃度0.2g/L，0.4g/L，0.6g/L。
[0048]不同濃度的聚合氯化鋁對南溫泉洗浴廢水中鈣、鎂、硫酸根離子的去除有不同的效果。實驗結(jié)果顯示，三種離子、溶解性固體物的去除率在PAC為0.4g/L時達最大。
[0049]②聚丙烯酰胺(PAM)
[0050]分別取三組濃度0.2mg/L, 0.4mg/L, 0.6mg/L。聚丙烯酰胺投加量為4mg/L時三種離子溶解性固體的去除率達到最大值。
[0051]③活性炭
[0052]分別取三組濃度6g/L，8g/L，10g/L。與聚合氯化鋁，聚丙烯酰胺的去除率相比較而言，活性炭的單獨出去效果并不理想，在投加量為10g/L時三種離子、溶解性固體物的去除率達到最大值。建立正交因素水平表:
[0053]表1正交設計水平表
[0054]
【權(quán)利要求】
1.一種溫泉廢水處理及綜合利用的方法，其特征在于，該方法包括: 步驟一:通過水源熱泵技術(shù)將溫泉廢水熱能進行回收，用于采暖、熱水和制冷的供應； 步驟二:根據(jù)絮凝劑的選擇原則，通過實驗選擇合適的絮凝劑組合； 步驟三:向經(jīng)余熱回收后的溫泉廢水中投加絮凝劑，加速廢水中固體顆粒物的聚集和沉降，同時去除部分溶解性有機物； 步驟四:通過對植物導電率的檢測確定相應指標的灌溉閥值，作為溫泉水植物灌溉安全評估的警示燈； 步驟五:對處理的溫泉廢水進行消毒處理； 步驟六:將經(jīng)過消毒處理的洗浴廢水用于花卉灌溉、景觀、洗車等各個方面。
2.如權(quán)利要求1所述的溫泉廢水處理及綜合利用的方法，其特征在于，絮凝劑的選擇原則為:選擇去除硫酸根、總硬度有去除率高的絮凝劑，為了達到處理效果，需要兩種或兩種以上絮凝劑及助凝劑一起使用； 選擇經(jīng)濟且實用的絮凝劑、助凝劑、吸附劑，要控制投加量，避免因投加量過大造成處理成本的加大； 絮凝劑應有固定可靠的來源，物理化學性質(zhì)穩(wěn)定，藥劑便于保存； 選擇的絮凝劑不應對處理后的水產(chǎn)生二次污染。
3.如權(quán)利要求1所述的溫泉廢水處理及綜合利用的方法，其特征在于，如權(quán)利要求1所述的溫泉廢水處理及綜合`利用的方法，其特征在于，絮凝的方法去除鈣鎂、硫酸根離子、溶解性固體物，選取的絮凝劑為聚合氯化鋁與聚丙烯酰胺，吸附劑活性炭。
4.如權(quán)利要求1所述的溫泉廢水處理及綜合利用的方法，其特征在于，采用相對導電率的變化擬合Logistic生長模型的方法，計算半致死濃度值作為該指標的上限閥值； 用相對導電率擬合Logistic回歸方程為:
k y - 7~ I ~
I + ae 式中，y代表細胞傷害率，X代表各處理(pH、固體懸浮物、高錳酸鉀、總?cè)芙庑怨腆w值)，K, a, b為方程參數(shù),半致死濃度:LT= In a/b。
5.如權(quán)利要求1所述的溫泉廢水處理及綜合利用的方法，其特征在于，所述絮凝劑的組合為:聚合氯化鋁:0.4g/L,聚丙烯酰胺:4mg/L的組合，活性炭顆粒:10g/L。
6.如權(quán)利要求1所述的溫泉廢水處理及綜合利用的方法，其特征在于，對于溫泉洗浴廢水，根據(jù)經(jīng)濟效益和操作實施兩個方面進行考慮，添加次氯酸鈉消毒劑50g/t，大腸桿菌、糞大腸菌去除率達到98%以上。
【文檔編號】C02F9/04GK103864244SQ201410097329
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月17日
【發(fā)明者】幸宏偉, 秦坤蓉, 徐武東 申請人:重慶工商大學