本發(fā)明涉及一種凈化污水的方法。

背景技術(shù)：

隨著國內(nèi)經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，各行各業(yè)包括石油、化工、電力、冶金、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)等均得到迅猛發(fā)展，水中的有害物質(zhì)種類和含量越來越多，生活污水、工業(yè)污水等已經(jīng)嚴重影響到作為人類賴以生存的飲用水源。為此，國家和地方政府出臺了越來越嚴格的污水污染物排放標準，并且執(zhí)行力度也日益嚴格。如山東的地方標準要求煉化企業(yè)排放污水COD低于50mg/L，長江沿線煉化企業(yè)外排污水COD要求低于60mg/L。

新的排放要求對煉化企業(yè)提出了新的課題，如果污水污染物排放不達標，將影響企業(yè)的生存，目前污水處理場二沉池的出水已經(jīng)難以滿足國家和地方排放標準，為此，各煉化企業(yè)正尋求不同的技術(shù)以降低污水的污染物含量，各自采用了不同的深度處理方法進行污水三級處理。如通過絮凝、沉降和過濾，或通過曝氣生物濾池、絮凝和過濾等方法進行處理，但是出水水質(zhì)仍然難以穩(wěn)定達標。

究其原因，主要是這些三級處理方法無論是物理方法還是生物方法，只能去除部分懸浮COD或者可生化的COD，而對于難降解的化合物則難以去除。因而出現(xiàn)了活性炭吸附、高級氧化、膜分離等技術(shù)的應(yīng)用?；钚蕴课降奶幚砉に嚨娜秉c主要是基建和運行費用較高，且容易產(chǎn)生亞硝酸鹽等致癌物，對突發(fā)性污染適應(yīng)性差，同時對企業(yè)來說活性炭的再生處理困難，且再生處理導(dǎo)致新的污染物產(chǎn)生；膜分離技術(shù)應(yīng)用還不成熟，主要問題是缺少高強度、長壽命、抗污染、高通量的膜材料，另外還存在膜污染、濃差極化及 清洗困難等關(guān)鍵問題。高級氧化技術(shù)使用較為廣泛，其中，芬頓氧化法應(yīng)用較多，但是需要添加催化劑造成新的污染物，臭氧氧化法由于國內(nèi)的臭氧發(fā)生技術(shù)和工藝比較落后，所以運行費用過高，推廣有難度。最近這些年還有用超聲波、等離子體等技術(shù)處理難降解污水的方法，但這些方法都需要建設(shè)昂貴的設(shè)備，且現(xiàn)場運行維護的工作量過大。

CN102616883A公開了一種可以將大分子聚合物打碎，使其變成中、小分子聚合物的污水預(yù)處理器，包括：水管和超聲波振動裝置，所述水管的底部或下部設(shè)置有進水口，水管的上部開設(shè)有出水口，水管的頂部設(shè)置有蓋板；所述的超聲波振動裝置包括：超聲波換能器，超聲波換能器通過連接件設(shè)置有超聲波振動棒；連接件穿設(shè)在蓋板中，超聲波振動棒伸入水管中。其指出采用超聲波振動的方法對污水進行預(yù)處理，能夠?qū)⑺苤械拇蠓肿泳酆衔镒兂芍?、小分子聚合物，提高了后續(xù)的物理或化學(xué)的處理效率；且通過將多個污水處理器相串接，形成污水預(yù)處理裝置，減少了污水在單個水管中的滯留時間，從而提高了污水處理效率。

CN102674508A公開了一種天然礦物污水處理凈化劑，利用礦物環(huán)狀結(jié)構(gòu)物質(zhì)的熱電性，壓電性，恒久負離子發(fā)生功能，永久較強遠紅外發(fā)射功能，電流電場，在催離物條件下，紫外線、放射線、光電效應(yīng)，微小溫、壓差變化，即引起晶體間的電勢差，發(fā)生電離，擊中的電子附著于水、氧分子，使之轉(zhuǎn)化為負氧離子，激發(fā)另類礦物UV所產(chǎn)生的羥基，自由基，充分利用礦物的維層立體結(jié)構(gòu)，進行催化，吸附、離子交換，其吸附性能比活性炭性能更好，不僅能去除水中的濁度、色度、異味、而且對水中有害的重金屬，如：鉻、鎘、鎳、鋅、汞、鐵離子及有機物如酚、六六六、滴滴涕、氨氮、磷酸根離子等物質(zhì)具有催化吸附交換作用，吸附油、色素懸浮物等特點，用天然礦物污水處理凈化劑處理印染廢水，去除率達96％，水質(zhì)達到行業(yè)水回用標準。盡管具有如此多優(yōu)勢，但是其并未公開該礦物是一種什么物質(zhì)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種新的凈化污水的方法，該方法操作簡單，安全環(huán)保，可有效降低污水的COD，使之達到穩(wěn)定排放的標準。

為實現(xiàn)前述目的，本發(fā)明提供了一種凈化污水的方法，該方法包括：在加壓下，將污水與壓電陶瓷層接觸，其中，污水濁度<15NTU，污水COD高于60mg/L。

本發(fā)明的方法可有效降低污水的COD，使之達到穩(wěn)定排放的標準，并且本發(fā)明的方法無需添加任何化學(xué)添加劑，不會造成二次污染，且本發(fā)明的方法操作簡單，安全環(huán)保。

本發(fā)明的方法，壓電陶瓷與水直接接觸，能量不損失，且陶瓷本身具有強度高、耐沖擊、耐腐蝕、抗污染、壽命長的優(yōu)點，由此使得本發(fā)明的方法非常適合于工業(yè)應(yīng)用。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的壓電陶瓷的剖視圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的壓電陶瓷的剖視圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的壓電陶瓷的剖視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的壓電陶瓷的剖視圖。

附圖標記說明

1-外殼； 2-內(nèi)核；

R-外殼與內(nèi)核之間的間隙。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

如前所述，本發(fā)明提供了一種凈化污水的方法，該方法包括：在加壓下，將污水與壓電陶瓷層接觸，其中，污水濁度<15NTU，污水COD高于60mg/L。

根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選污水COD為63-80mg/L。

滿足前述濁度要求的污水均可實現(xiàn)本發(fā)明的目的，優(yōu)選所述污水的濁度為4-12NTU。

根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選所述加壓條件包括：壓力為0.2-5MPa。

根據(jù)本發(fā)明的方法，更優(yōu)選所述加壓條件包括：壓力為0.5-2MPa。

根據(jù)本發(fā)明的方法，所述壓力為以大氣壓為0MPa計的相對壓力，即，以現(xiàn)有大氣壓為基準的相對壓力。

本發(fā)明對所述壓電陶瓷的形狀和結(jié)構(gòu)無特殊要求，只要保證在加壓下，將污水與壓電陶瓷層直接接觸即可實現(xiàn)本發(fā)明的目的，針對本發(fā)明，優(yōu)選所述壓電陶瓷包括外殼和內(nèi)核，其中，外殼由具有壓電效應(yīng)的陶瓷形成，內(nèi)核由不具有壓電效應(yīng)的陶瓷形成。

根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選外殼和內(nèi)核的陶瓷質(zhì)量比為(1-3):1。采用前述質(zhì)量比，能夠進一步降低污水的COD。

根據(jù)本發(fā)明的方法，所述外殼和內(nèi)核之間存在或不存在間隙均可實現(xiàn)本發(fā)明的目的。

本發(fā)明中，間隙可以均勻分布也可以不均勻分布，當(dāng)間隙不均勻分布時，所述間隙指的是外殼與內(nèi)核之間的間隙的最大距離與最小距離的范圍。

根據(jù)本發(fā)明的方法，只要保證所述壓電陶瓷包括所述外殼和所述內(nèi)核， 即可有效的實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明對所述外殼和內(nèi)核的形狀無特殊要求。

具體地，根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述外殼可以為球形結(jié)構(gòu)(包括橢球結(jié)構(gòu)、圓球結(jié)構(gòu))，內(nèi)核為球形結(jié)構(gòu)(包括橢球結(jié)構(gòu)、圓球結(jié)構(gòu))或多面體(例如立方體)結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明，為了使所述壓電陶瓷有效堆疊形成壓電陶瓷層，優(yōu)選所述外殼為球形結(jié)構(gòu)，特別優(yōu)選為圓球結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述壓電陶瓷的剖視圖如圖1所示，其中，外殼1為圓球結(jié)構(gòu)，內(nèi)核2為圓球結(jié)構(gòu)，外殼1與內(nèi)核2之間的間隙為R，外殼1與內(nèi)核2共球心，間隙R均勻分布，間隙可以為0或不為0。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述壓電陶瓷的剖視圖如圖2所示，其中，外殼1為圓球結(jié)構(gòu)，內(nèi)核2為橢球結(jié)構(gòu)，外殼1與內(nèi)核2之間的間隙為R，間隙R不均勻分布。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述壓電陶瓷的剖視圖如圖3所示，其中，外殼1為橢球結(jié)構(gòu)，內(nèi)核2為橢球結(jié)構(gòu)，外殼1與內(nèi)核2之間的間隙為R，間隙R不均勻分布。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述壓電陶瓷的剖視圖如圖4所示，其中，外殼1為圓球結(jié)構(gòu)，內(nèi)核2為立方體結(jié)構(gòu)，外殼1與內(nèi)核2之間的間隙為R，間隙R不均勻分布。

本發(fā)明僅是示意地例舉了壓電陶瓷的上述幾種機構(gòu)，除了上述實施方式外，其余實施方式也在本發(fā)明的范圍。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述壓電陶瓷為球形結(jié)構(gòu)，且直徑為0.8-2.5cm。

本發(fā)明對所述具有壓電效應(yīng)的陶瓷種類無特殊要求，具有壓電效應(yīng)的陶瓷種類均可用于本發(fā)明，針對本發(fā)明，優(yōu)選所述具有壓電效應(yīng)的陶瓷為無鉛 壓電陶瓷，優(yōu)選為鈦酸鋇基無鉛壓電陶瓷、堿金屬鈮酸鹽無鉛壓電陶瓷、含鉍鈣鈦礦型無鉛壓電陶瓷、鉍層狀結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷和鎢青銅結(jié)構(gòu)鈮酸鹽無鉛壓電陶瓷中的一種或多種，優(yōu)選為鈦酸鋇基無鉛壓電陶瓷。

本發(fā)明中，所述鈦酸鋇基無鉛壓電陶瓷主要種類有如下幾種：

(1)(1-x)BaTiO₃-xABO₃(A＝Ba、Ca等；B＝Zr、Sn、Hf、Ce等)；

(2)(1-x)BaTiO₃-xABO₃(A＝K、Na等；B＝Nb、Ta等)；

(3)(1-x)BaTiO₃-xA0.5NbO₃(A＝Ca、Sr、Ba等)；

其中，(1)-(3)中，x各自在0.5以下，優(yōu)選為0.1-0.3。

本發(fā)明對所述不具有壓電效應(yīng)的陶瓷種類無特殊要求，例如為粘土陶瓷、氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷和碳化硅陶瓷中的一種或多種，優(yōu)選為粘土陶瓷和/或氧化鋁陶瓷。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，當(dāng)將污水與壓電陶瓷層在靜態(tài)條件下接觸時，優(yōu)選污水與壓電陶瓷層的體積比為(0.1-5):1。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，當(dāng)將污水與壓電陶瓷層在動態(tài)條件下接觸時，污水的液時空速為725-14400h^-1。

本發(fā)明中，液時空速指的是，單位時間單位體積壓電陶瓷層處理的污水量。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，當(dāng)將污水與壓電陶瓷層在靜態(tài)條件下接觸時，所述加壓條件通過向其中通入氣體進行施壓實現(xiàn)，氣體例如為空氣或惰性氣體，惰性氣體例如為氮氣。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，當(dāng)將污水與壓電陶瓷層在動態(tài)條件下接觸時，所述加壓條件通過泵對水進行施壓實現(xiàn)。

本發(fā)明對所述污水的來源無特殊要求，優(yōu)選所述污水的水質(zhì)為超過國家達標排放一級標準的5-30％的污水。例如其可以為經(jīng)過絮凝、過濾后的城鎮(zhèn)二級污水處理廠排放水、石油煉制污水處理廠排放水、化纖污水處理廠排放 水和石油化工污水處理廠排放水的一種或多種。

本發(fā)明所述絮凝為常規(guī)絮凝手段，本發(fā)明所述過濾為常規(guī)過濾方式，本發(fā)明在此不詳細介紹。

本發(fā)明所述泵為常規(guī)泵，作用是將水壓力進行提升。

本發(fā)明對污水與壓電陶瓷接觸使用的容器無特殊要求，例如可以在柱狀罐體堆疊所述壓電陶瓷層，然后將水與所述壓電陶瓷層在柱狀罐體中在靜態(tài)或動態(tài)條件下進行接觸。

根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述污水源為執(zhí)行一級排放標準但是不能穩(wěn)定達標的城鎮(zhèn)二級污水處理廠排放水、石油煉制污水處理廠排放水、化纖污水處理廠排放水和石油化工污水處理廠排放水的一種或多種，經(jīng)過絮凝、過濾去除水中懸浮物后降低水的濁度至本發(fā)明的范圍，通過泵或通入氣體將水的壓力提高，帶壓的水通過固定在罐體中的壓電陶瓷層與壓電陶瓷進行接觸。

本發(fā)明提供的方法操作簡單、現(xiàn)場維護簡便。

本發(fā)明的方法可有效降低污水的COD，使之達到穩(wěn)定排放的標準，并且本發(fā)明的方法無需添加任何化學(xué)添加劑，不會造成二次污染，安全環(huán)保。

本發(fā)明的方法，壓電陶瓷與水直接接觸，能量不損失，且陶瓷本身具有強度高、耐沖擊、耐腐蝕、抗污染、壽命長的優(yōu)點，由此使得本發(fā)明的方法非常適合于工業(yè)應(yīng)用。

下面通過實施例對于整個過程做詳細的說明，但是本發(fā)明的權(quán)利要求范圍不受這些實施例的限制。同時，實施例只是給出了實現(xiàn)此目的的部分條件，但并不意味著必須滿足這些條件才可以達到此目的。

實施例1

某煉油企業(yè)執(zhí)行國家一級排放標準，COD排放標準為60mg/L。但是其 外排污水經(jīng)常超標，在70-80mg/L。

COD為70-80mg/L的污水經(jīng)過絮凝、過濾后，濁度為5-10NTU；

在靜態(tài)條件下，在2MPa下，將該污水與壓電陶瓷層(其中，使用的壓電陶瓷球剖視圖如圖1所示，外殼為球形結(jié)構(gòu)，內(nèi)核為球形結(jié)構(gòu)，外殼與內(nèi)核的質(zhì)量比為3：1，外殼陶瓷為鈦酸鋇基無鉛壓電陶瓷(0.9BaTiO₃-0.1CaZrO₃，符合GB-T3388-2002標準)，內(nèi)核陶瓷為氧化鋁陶瓷，壓電陶瓷球的直徑為0.8cm)接觸，其中，污水與壓電陶瓷層的體積比為1：1；

經(jīng)過處理后，排污水COD為30-50mg/L，穩(wěn)定達到排放標準。

實施例2

某化工企業(yè)污水處理廠出水COD為65-70mg/L，經(jīng)過絮凝過濾后污水濁度為4-8NTU；

在動態(tài)條件下，在0.5MPa下，將該污水流經(jīng)壓電陶瓷層(其中，使用的壓電陶瓷球剖視圖如圖2所示，外殼為圓球形結(jié)構(gòu)，內(nèi)核為橢球形結(jié)構(gòu)，外殼與內(nèi)核的質(zhì)量比為1：1，外殼陶瓷為鈦酸鋇陶瓷(0.8BaTiO₃-0.2KNbO₃，符合GB-T3388-2002標準)，內(nèi)核陶瓷為粘土陶瓷，壓電陶瓷球的直徑為2.5cm)與壓電陶瓷層接觸，其中，污水的液時空速為4800h^-1；

經(jīng)過處理后，排污水COD為32-55mg/L，穩(wěn)定達到排放標準。

實施例3

某化纖企業(yè)二沉池出水COD為61-75mg/L，二價錳1.5-2.0mg/L，濁度為8-12NTU；

在動態(tài)條件下，在1MPa下，將該污水流經(jīng)壓電陶瓷層(其中，使用的壓電陶瓷球剖視圖如圖4所示，外殼為圓球形結(jié)構(gòu)，內(nèi)核為正方體結(jié)構(gòu)，外 殼與內(nèi)核的質(zhì)量比為2：1，外殼陶瓷為鈦酸鋇陶瓷(0.7BaTiO₃-0.3Sr0.5NbO₃，符合GB-T3388-2002標準)，內(nèi)核陶瓷為氧化鋁陶瓷，壓電陶瓷球的直徑為1.90cm)與壓電陶瓷層接觸，其中，污水的液時空速為7200h^-1；

經(jīng)過處理后，排污水COD為30-45mg/L，二價錳0-0.1mg/L，穩(wěn)定達到排放標準。

實施例4

某城鎮(zhèn)污水處理廠COD為65-85mg/L污水經(jīng)過絮凝、過濾后，濁度為6-10NTU；

在動態(tài)條件下，在2MPa下，將該污水與壓電陶瓷層(其中，使用的壓電陶瓷球剖視圖如圖1所示，外殼為球形結(jié)構(gòu)，內(nèi)核為球形結(jié)構(gòu)，外殼與內(nèi)核的質(zhì)量比為1.5：1，外殼陶瓷為鈦酸鋇陶瓷(0.7BaTiO₃-0.3BaSnO₃，符合GB-T3388-2002標準)，內(nèi)核陶瓷為氧化鋁陶瓷，壓電陶瓷球的直徑為2.5cm)接觸，其中，污水的液時空速為14400h^-1；

經(jīng)過處理后，排污水COD為35-55mg/L，穩(wěn)定達到排放標準。

實施例5

按照實施例1的方法凈化污水，不同的是，外殼與內(nèi)核的質(zhì)量比為5：1；

經(jīng)過處理后，排污水COD為50-60mg/L，穩(wěn)定達到排放標準。

以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。

此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。