一种处理有色金属工业废水的反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种处理有色金属工业废水的反应装置，其包括壳体、填料初级反应腔、超声反应腔、收集腔、进水管，填料初级反应腔、超声反应腔、收集腔并排设置在壳体内；本装置利用超声波技术协同纳米零价铁和过硫酸盐高级氧化技术耦合处理低浓度有色金属工业废水，该装置能够以较小的占地面积实现有色金属工业废水的水质净化和重金属分离沉淀回收，能有效提高纳米零价铁和过硫酸盐的利用率，实现对水中重金属离子快速高效的富集回收，且装置结构简单，易操作，适用于工业化应用。适用于工业化应用。适用于工业化应用。

A reaction device for treating non-ferrous metal industrial wastewater

【技术实现步骤摘要】
一种处理有色金属工业废水的反应装置


[0001]本技术属于节能环保领域，具体涉及一种高效处理有色金属工业废水的反应装置，该装置在处理废水的同时能够回收废水中的重金属，实现废物资源化。

技术介绍

[0002]最近几年，有色金属工业废水排放量越来越大，有色金属工业废水造成的污染主要是有机耗氧物质污染、无机固体悬浮物污染、重金属污染、石油类污染、醇污染、酸碱污染和热污染等。废水中含有大量的酸碱、悬浮物以及锡、铅、锌、铜、镉、砷、汞等重金属离子，若将其直接排放进入环境，不但会对水体或其它环境因素造成严重的污染，影响生态环境，而且还会造成资源浪费。因此，必须要创新现有的有色金属工业废水处理工艺，而如何高效净化、回收废水中重金属显然已成为有色金属工业领域迫切需要解决的关键环保技术难题。
[0003]过去的几十年中诞生了各种有色金属工业废水处理方法并被广泛应用。其中，生物滤床因为运行成本较低、维护简单、污废水处理效率高，被广泛应用于污废水处理。现有的生物滤床多为滤料过滤、吸附，以及利用生物或者植物等发生生化反应进行污染物降解来处理污废水。
[0004]然而，传统的生物滤床使用的填料单一、性能不足，也存在滤料易板结和反应装置内传质效率较低的问题，这些技术问题不可避免地影响了生物滤床在处理废水方面的广泛应用，尤其在有色金属工业废水处理领域。因此，为了解决当前技术存在的问题，有必要设计一种实用且对有色金属工业废水处理率较高的反应装置，以实现较好的有色金属工业废水处理效果。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的不足，本技术提供了一种处理有色金属工业废水的反应装置；利用超声波技术协同纳米零价铁和过硫酸盐高级氧化技术的高效反应耦合处理低浓度有色金属工业废水，该装置能够以较小的占地面积实现有色金属工业废水的水质净化和重金属分离沉淀回收，能有效提高对重金属废水的处理效率，最大限度地提高纳米零价铁和过硫酸盐的利用率，实现对水中重金属离子快速高效的富集回收，兼具废水处理和重金属回收利用的效果。
[0006]本技术提供一种处理有色金属工业废水的反应装置，包括壳体、填料初级反应腔、超声反应腔、收集腔、进水管，填料初级反应腔、超声反应腔、收集腔并排设置在壳体内，填料初级反应腔内从上到下依次设置有生物炭填料层、细尾矿石承托层、粗尾矿石承托层，填料初级反应腔顶部一侧开有出水口Ⅰ，出水口Ⅰ与超声反应腔连通，填料初级反应腔底部设置有排污口Ⅰ，填料初级反应腔下部一侧与进水管连通，进水管的出口端设置在粗尾矿石承托层下方且出口端上设置有若干个射流器；壳体顶部设置有纳米零价铁投加器和过硫酸盐投加器，纳米零价铁投加器和过硫酸盐投加器分别通过管道与超声反应腔连通，超声反应腔内设置有超声波振动棒，超声反应腔底部开有排污口Ⅱ，超声反应腔下部设置有出
水口Ⅱ且与收集腔连通，排污口Ⅰ、排污口Ⅱ分别与排泥管连通并延伸至壳体外，挡板固定在超声反应腔内并位于出水口Ⅰ一侧，挡板与超声反应腔壁之间形成进水通道，通道出口位于超声反应腔下部；收集腔内设置有耐腐蚀滤板，耐腐蚀滤板上方倾斜设置有多个带孔隔板，收集腔底部为带夹层的底部且夹层内放置有电磁铁，电磁铁与电源连接，收集腔底部开有出口，出口通过回流泵、管道与超声反应腔连通，收集腔上部一侧开有出水口Ⅲ。
[0007]所述进水管上设置有流量计和流量控制阀；进水管的出口端呈环形，其上设置有多个射流器。
[0008]所述超声反应腔内设置有水位传感器，一个位于出水口Ⅰ的下方，一个位于出水口Ⅱ的下方；当超声反应腔中水位低于出水口Ⅱ时，流量控制阀自动开启进水，当水位升至出水口Ⅰ下方时，则流量控制阀关闭，停止进水，循环反复。
[0009]所述填料初级反应腔中位于生物炭填料层上方的腔室为漏斗状，在该区域水流上升速度逐渐减小，这样可以防止生物炭填料层中的小颗粒生物炭填料被出水带走，在此基础上又可增加接触时间，水力停留时间增加，有利于生物炭填料更好地与污染物充分反应，减轻后续超声反应腔的处理负荷，提高反应效率。
[0010]所述粗尾矿石承托层中的尾矿粒径为15
‑
20mm，细尾矿石承托层中的尾矿粒径为8
‑
12mm，尾矿均来自于有色金属冶炼、选矿等过程中产生的尾矿石，生物炭填料层中的填料为粒径2
‑
8mm的秸秆生物炭、木屑生物炭、竹屑生物炭、稻壳生物炭的一种或几种。
[0011]所述排污口Ⅰ、排污口Ⅱ上设置有压力阀，出口上设置有止回阀。
[0012]所述收集腔一侧设置有检修门，用于处理堵塞。
[0013]本装置还包括控制器，控制器分别与流量控制阀、水位传感器、电源、回流泵、超声波振动棒连接，控制器为常规市售设备，按常规方法控制上述组件的开启。
[0014]所述纳米零价铁投加器中的纳米零价铁颗粒，纳米零价铁颗粒依据待处理污水的具体重金属污染种类进行相应的替换，以便能有效处理不同程度的复合型重金属污染，进一步减少重金属污水的处理成本，投加的纳米零价铁均为常规市售试剂或按常规方法制得，例如利用CN105562708B、CN104785793B、CN103317144B、CN106044921B、CN107715854A等中的方法制得，纳米零价铁具有良好的分散稳定性、抗氧化性和较高的还原性，且易于获得、经济环保，能够有效降解水中的锡、铅、锌、铜、镉、砷、汞等重金属离子；过硫酸盐为过一硫酸氢钾复合盐（PMS）、过硫酸钠（PDS）或二者按一定比例混合配置的均匀溶液。
[0015]排出的污泥经过进一步干燥后可进行重金属的回收利用，剩余污泥则可以用于制备污泥生物炭或用于其他用途。
[0016]本技术的上述方案有如下的有益效果：
[0017]1、本装置中填料初级反应腔中设置三层填料层，生物炭填料释放的碱性物质能很好地中和废水的酸性物质，其次通过滤料过滤、吸附等作用去除废水中的悬浮物等污染，为后续超声反应区处理废水减轻负荷；
[0018]2、本装置中超声反应腔投加的反应药剂为纳米零价铁颗粒和过硫酸盐能有效处理不同程度的复合型重金属污染，进一步减少重金属污水的处理成本；
[0019]3、本装置处理有色金属工业废水是通过超声协同纳米零价铁活化过硫酸盐，此过程可在较温和的反应条件下实现，无需加热和光照，这不仅利用了纳米零价铁的强还原性的特性去除重金属离子，并且利用了纳米零价铁在反应过程中产生的Fe
2+
进一步活化过硫
酸盐持续产生硫酸根自由基、羟基自由基来氧化降解有色金属工业废水中的有机污染物，实现了协同去除有色金属工业废水中的重金属和有机物污染；
[0020]4、超声反应腔中反应物呈流化状态，混合液颗粒之间会发生不同程度的碰撞和摩擦，同时得益于超声，不仅可以强化过硫酸盐活化过程，而且增强了污染物及其降解产物在纳米零价铁颗粒和过硫酸盐表面与溶液之间的传质效率，有助于污染物高效降解；
[0021]5、电磁铁夹层的设置用于吸附进入超声反应腔中的纳米零价铁颗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理有色金属工业废水的反应装置，其特征在于：包括壳体、填料初级反应腔（1）、超声反应腔（2）、收集腔（3）、进水管（4），填料初级反应腔（1）、超声反应腔（2）、收集腔（3）并排设置在壳体内，填料初级反应腔（1）内从上到下依次设置有生物炭填料层（5）、细尾矿石承托层（6）、粗尾矿石承托层（7），填料初级反应腔（1）顶部一侧开有出水口Ⅰ（8），出水口Ⅰ（8）与超声反应腔（2）连通，填料初级反应腔（1）底部设置有排污口Ⅰ（9），填料初级反应腔（1）下部一侧与进水管（4）连通，进水管（4）的出口端设置在粗尾矿石承托层（7）下方且出口端上设置有若干个射流器（10）；壳体顶部设置有纳米零价铁投加器（11）和过硫酸盐投加器（12），纳米零价铁投加器（11）和过硫酸盐投加器（12）分别通过管道与超声反应腔（2）连通，超声反应腔（2）内设置有超声波振动棒（13），超声反应腔（2）底部开有排污口Ⅱ（14），超声反应腔（2）下部设置有出水口Ⅱ（15）且与收集腔（3）连通，排污口Ⅰ（9）、排污口Ⅱ（14）分别与排泥管（16）连通并延伸至壳体外，挡板（17）固定在超声反应腔内并位于出水口Ⅰ（8）一侧，挡板（17）与超声反应腔壁之间形成进水通道，通道出口位于超声反应腔下部；收集腔（3）内设置有耐腐蚀滤板（18），耐腐蚀滤板（18）上方倾斜设置有多个带孔隔板（19），收集腔（3）底部为带夹层的底部且夹层内放置有电磁铁，电磁铁与...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓有学，王向宇，杨洁，万斯，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：