一种去除重金属离子的沉淀反应器及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种去除重金属离子的沉淀反应器，包括浓缩沉淀池、上端部开口的外层反应器和设置在所述外层反应器内上端部的、开口向下的内层反应器，所述内层反应器上连接有进水管和加药槽，所述外层反应器的底部连接有伸入至所述浓缩沉淀池中的进料管，所述浓缩沉淀池的底部连接有伸入至所述内层反应器内、穿过所述外层反应器的回流管，所述进料管内安装有污泥泵，所述回流管内安装有污泥回流泵，所述浓缩沉淀池的上端设置有第一溢流口，所述外层反应器的上端部设置有第二溢流口。本发明专利技术还提供了一种去除重金属离子的沉淀反应器的使用方法。

A precipitating reactor for removing heavy metal ions and its usage

The invention discloses a precipitation reactor for removing heavy metal ions, including a concentration precipitation tank, an outer reactor with an opening at the upper end and an inner reactor with an opening downward arranged at the upper end of the outer reactor. The inner reactor is connected with a water inlet pipe and a charging trough, and the bottom of the outer reactor is connected. The bottom of the thickening sedimentation tank is connected with a reflux pipe which extends into the inner reactor and passes through the outer reactor. A sludge pump is installed in the feeding pipe, and a sludge reflux pump is installed in the reflux pipe, and the upper end of the thickening sedimentation tank is provided with a section. An overflow port is arranged, and the upper end part of the outer reactor is provided with a second overflow port. The invention also provides a method for using a precipitating reactor for removing heavy metal ions.

【技术实现步骤摘要】
一种去除重金属离子的沉淀反应器及其使用方法
本专利技术涉及了一种去除重金属离子的沉淀反应器及其使用方法，属于水处理

技术介绍
含重金属废水是指电镀、印染、电子、冶矿等工业生产过程中伴随产生的含重金属废水，一般含有铬、砷、锑、镉、铅等重金属离子，其特点是毒性大、难处理，对环境污染严重且一旦流入外环境难以修复、对人类危害大。一般来说，电镀废水常见的重金属种类包括铜、镍、铬、铅离子等，电子废水主要含有铜，印染废水主要含有锑，同时由于此类废水有机成分复杂，传统生化处理法难以在较高浓度重金属离子的废液处理中取得良好效果，因而需要寻找其他有效方法解决这一问题。废水中重金属浓度与生产工艺有关，较高浓度时常采用化学沉淀处理，但低浓度时一般化学法处理效果差。现阶段物理混凝吸附法是去除低浓度含重金属废水的常用方法，但存在混凝吸附不充分，吸附装置效率低等缺点，同时产生大量的含重金属的危险固体废弃物，导致排污单位在重金属废水的治理成本居高不下。如在低浓度下进行混凝吸附，导致吸附效率低、絮体颗粒小、沉淀效果不理想等目前大量的研究文献发现，含铁基成分的颗粒及絮体对大部分的重金属离子具有较强的吸附作用，国外Meeakarg等研究了聚合氯化铝(PAC)和氯化铁(FC)对Sb的去除效果；国内施周等人研究了混凝剂聚合硫酸铁(PFS)和聚合氯化铝(PAC)的除锑效果，通过相关研究分析认为吸附、共沉淀作用为混凝剂除锑的主要机理。基于以上分析，本专利技术提出将具有重金属离子吸附功能的颗粒及絮体进行循环往复使用，充分利用混凝吸附剂的吸附量直至达到吸附饱和状态，从而达到减少混凝吸附剂的使用量、减少危险固体废弃物的产生量。
技术实现思路
本专利技术的目的是基于重金属废水环境污染现状和吸附装置结构不完善、吸附效率低的缺陷，提供一种结构紧凑、强化沉淀-再吸附的高效竖流式高密度吸附-集约沉淀反应器及其使用方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种去除重金属离子的沉淀反应器，其特征在于：包括浓缩沉淀池、上端部开口的外层反应器和设置在所述外层反应器内上端部的、开口向下的内层反应器，所述内层反应器上连接有进水管和加药槽，所述外层反应器的底部连接有伸入至所述浓缩沉淀池中的进料管，所述浓缩沉淀池的底部连接有伸入至所述内层反应器内、穿过所述外层反应器的回流管，所述进料管内安装有污泥泵，所述回流管内安装有污泥回流泵，所述浓缩沉淀池的上端设置有第一溢流口，所述外层反应器的上端部设置有第二溢流口。前述的一种去除重金属离子的沉淀反应器，其特征在于：所述内层反应器内还设置有搅拌器，所述回流管伸入至所述内层反应器内的回流管出口上方设置有导流圆锥。前述的一种去除重金属离子的沉淀反应器，其特征在于：内层反应器的开口下方设置有第一锥形挡板，所述进料管伸入至所述浓缩沉淀池内的一端下方设置有第二锥形挡板。前述的一种去除重金属离子的沉淀反应器，其特征在于：所述第一溢流口下方的浓缩沉淀池内还设置有滤布，所述滤布的下方设置有第一斜板，所述内层反应器下端部开口与所述外层反应器之间设置有第二斜板。前述的一种去除重金属离子的沉淀反应器，其特征在于：所述污泥回流泵与外层反应器之间的回流管上还设置有排渣口。前述的一种去除重金属离子的沉淀反应器，其特征在于：所述内层反应器的下端部设置有内层反应器梯形集泥斗，所述外层反应器的下端部设置有外层反应器集泥斗。前述的一种去除重金属离子的沉淀反应器，其特征在于：所述浓缩沉淀池（12）的体积为外层反应器的1/2~1/3。前述的一种去除重金属离子的沉淀反应器，其特征在于：所述回流泵与污泥泵的流量比为2:1~10:1。一种去除重金属离子的沉淀反应器的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）从进水管连续进水，在进水的同时，在加药槽中加入混凝剂，在没反应器中投入絮凝剂，在外反应器中投入助沉剂；（2）打开污泥泵，待污泥浓缩池液面低于第一溢流口高于滤布时，打开污泥回流泵，并控制污泥泵和污泥回流泵流量一致；（3）待内层反应器中液面低于第二溢流口、高于搅拌器时，停止进水，循环运行半小时后，继续进水，设备正常运行，运行过程中由第二溢流口排出上清液。前述的一种去除重金属离子的沉淀反应器的使用方法，其特征在于：所述外层反应器的水力停留时间控制在30min-60min，表面负荷为1.0~2.0m3/m2.h；浓缩沉淀池的水力停留时间控制在120min-240min，表面负荷为0.5~1.0m3/m2.h，其中混凝剂为硫酸亚铁或聚合氯化铁，絮凝剂为聚丙烯酰胺助沉剂为高岭土或硅藻土。本专利技术的有益效果是：本专利技术充分利用絮凝沉淀后絮体未饱和特性，利用絮体再吸附重金属离子，进一步提高絮凝剂的除废水中重金属离子的效果；反应器分为内外双层反应器，内层主要为混合反应区，外层为沉淀排水区，降低了搅拌混合带来的溶液搅动不易沉淀的困扰；同时装置结构紧凑，内外层反应器各有一段沉淀区，其中内层反应器以旋流沉淀为主，外层反应器以重力沉淀为主，强化沉淀效果；浓缩沉淀池浓缩沉淀区为独立于主体双层反应器外的结构，通过两台污泥泵连接内外双层反应器；回流管设置在内层反应器中心位置，上端设置圆锥形分流锥，上端设置搅拌棒，充分保证混合液的反应，同时搅拌器搅拌形成旋流辅助沉淀，形成物化污泥絮体回流与料液充分反应后的混凝-再吸附沉淀反应器。附图说明图1是本专利技术一种去除重金属离子的沉淀反应器的结构示意图。具体实施方式下面将结合说明书附图，对本专利技术做进一步的说明。如图1所示，一种去除重金属离子的沉淀反应器，包括浓缩沉淀池12、上端部开口的外层反应器3和设置在所述外层反应器3内上端部的、开口向下的内层反应器2，所述内层反应器2上连接有进水管和加药槽1，所述外层反应器3的底部连接有伸入至所述浓缩沉淀池12中的进料管，所述浓缩沉淀池12的底部连接有伸入至所述内层反应器2内、穿过所述外层反应器3的回流管18，所述进料管内安装有污泥泵（11），所述回流管（18）内安装有污泥回流泵17，所述浓缩沉淀池12的上端设置有第一溢流口16，所述外层反应器3的上端部设置有第二溢流口20，所述第一溢流口16下方的浓缩沉淀池12内还设置有滤布15，所述内层反应器2内还设置有搅拌器4。主体结构为内外双层反应器和辅助浓缩沉淀池，主要包括混合区、沉淀区、浓缩沉淀区和回流装置。所述混合区同时兼具混合和旋流沉淀的功用，所述重力沉淀区设置在混合区下端，沉淀区部分设置斜板或斜管，斜板或斜管设置位置为内反应器泥斗以下部分。所述沉淀区底部设有集泥斗，所述浓缩沉淀区为独立于主体双层反应器外的结构，通过两台污泥泵连接内外双层反应器；所述回流装置连接浓缩沉淀池集泥斗，通过污泥泵将絮体沉淀打回至混合区。其工作过程为：装置运行时，从进水管连续进水，同时打开污泥泵11，待污泥浓缩池液面低于第一溢流口高于滤布15时，打开污泥回流泵17，并控制污泥泵和污泥回流泵流量一致，待内层反应器2中液面低于第二溢流口20、高于搅拌器4，停止进水，循环运行半小时后，继续进水，设备正常运行，在运行过程中由溢流口20排出上清液。其中，通过搅拌器4进行机械搅拌加速进水和回流液的混合，同时使絮体在梯形区自旋沉淀；回流管18伸入至所述内层反应器2内的回流管出口5上方设置有导流圆锥6，用于分流；内层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种去除重金属离子的沉淀反应器，其特征在于：包括浓缩沉淀池（12）、上端部开口的外层反应器（3）和设置在所述外层反应器（3）内上端部的、开口向下的内层反应器（2），所述内层反应器（2）上连接有进水管和加药槽（1），所述外层反应器（3）的底部连接有伸入至所述浓缩沉淀池（12）中的进料管，所述浓缩沉淀池（12）的底部连接有伸入至所述内层反应器（2）内、穿过所述外层反应器（3）的回流管（18），所述进料管内安装有污泥泵（11），所述回流管（18）内安装有污泥回流泵（17），所述浓缩沉淀池（12）的上端设置有第一溢流口（16），所述外层反应器（3）的上端部设置有第二溢流口（20）。

【技术特征摘要】
1.一种去除重金属离子的沉淀反应器，其特征在于：包括浓缩沉淀池（12）、上端部开口的外层反应器（3）和设置在所述外层反应器（3）内上端部的、开口向下的内层反应器（2），所述内层反应器（2）上连接有进水管和加药槽（1），所述外层反应器（3）的底部连接有伸入至所述浓缩沉淀池（12）中的进料管，所述浓缩沉淀池（12）的底部连接有伸入至所述内层反应器（2）内、穿过所述外层反应器（3）的回流管（18），所述进料管内安装有污泥泵（11），所述回流管（18）内安装有污泥回流泵（17），所述浓缩沉淀池（12）的上端设置有第一溢流口（16），所述外层反应器（3）的上端部设置有第二溢流口（20）。2.根据权利要求1所述的一种去除重金属离子的沉淀反应器，其特征在于：所述内层反应器（2）内还设置有搅拌器（4），所述回流管（18）伸入至所述内层反应器（2）内的回流管出口（5）上方设置有导流圆锥（6）。3.根据权利要求1所述的一种去除重金属离子的沉淀反应器，其特征在于：内层反应器（2）的开口下方设置有第一锥形挡板（10），所述进料管伸入至所述浓缩沉淀池（12）内的一端下方设置有第二锥形挡板（13）。4.根据权利要求1所述的一种去除重金属离子的沉淀反应器，其特征在于：所述第一溢流口（16）下方的浓缩沉淀池（12）内还设置有滤布（15），所述滤布（15）的下方设置有第一斜板（14），所述内层反应器（2）下端部开口与所述外层反应器（3）之间设置有第二斜板（8）。5.根据权利要求1所述的一种去除重金属离子的沉淀反应器，其特征在于：所述污泥回流泵（17...

【专利技术属性】
技术研发人员：李方方，程谦勋，吴状春，李金火，
申请(专利权)人：苏州思纳环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32