一种利用好氧颗粒污泥去除和回收有机酸废水中阳离子重金属的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种利用好氧颗粒污泥去除和回收有机酸废水中阳离子重金属的装置。它包括调节罐、反应罐，其中调节罐包括调节罐pH电极、碱液进液管、搅拌电机、搅拌杆、搅拌桨和调节罐进水管；反应罐包括反应罐pH电极、电磁阀、第一曝气头、分离筛、第二曝气头、沉淀防扰器和反应罐进水管，调节罐出水管与反应罐进水管相连。反应罐正常运行时，利用第二曝气泵进行曝气；反应结束后，再脉冲式开启第一曝气泵进行曝气，使形成于好氧颗粒污泥表面的重金属沉淀微球脱落，再通过分离筛将沉淀微球分离并收集于反应罐泥斗中，实现废水重金属的回收。该发明专利技术可同时去除废水中的有机物和重金属，并有效地回收其中的重金属元素。

A device for removing and recovering cation heavy metals from organic acid wastewater by using aerobic granular sludge

The utility model discloses a device for removing and recovering cation heavy metals in organic acid waste water by using aerobic granular sludge. The regulating tank comprises a regulating tank pH electrode, a lye liquid inlet pipe, a stirring motor, a stirring rod, a stirring paddle and an adjusting tank inlet pipe; the reaction tank comprises a reaction tank pH electrode, an electromagnetic valve, a first aeration head, a separating sieve, a second aeration head, a sedimentation anti disturbance device and a reaction tank inlet pipe, and the regulating tank outlet pipe is connected with the reaction tank inlet pipe. During the normal operation of the reaction tank, the second aeration pump is used for aeration; after the reaction, the first aeration pump is opened in pulse mode for aeration, so that the heavy metal precipitated microspheres formed on the surface of aerobic granular sludge fall off, and then the precipitated microspheres are separated and collected in the sludge hopper of the reaction tank through the separation screen to realize the recovery of heavy metals in wastewater. The invention can simultaneously remove the organics and heavy metals in the waste water, and effectively recover the heavy metals in the waste water.

【技术实现步骤摘要】
一种利用好氧颗粒污泥去除和回收有机酸废水中阳离子重金属的装置
本技术属于水处理设备领域，具体涉及一种利用好氧颗粒污泥去除和回收有机酸废水中阳离子重金属的装置。
技术介绍
含重金属的废水主要来源于矿冶、机械制造、化工、电子等工业生产过程，是对水体污染最严重和对人类危害最大的废水之一。研究废水中重金属的去除和回收对环境和人类自身有着重要作用。传统的废水处理工艺，通过吸附、沉淀等方法将废水中的重金属转移至固体物质中，消耗大量化学试剂，产生大量含有重金属的固体废弃物，然而这些固体废弃物中重金属含量往往比较低，并不具有回收利用的价值，填埋处理又可能出现再次释放、污染环境的情况。此外，传统处理方法中，一个反应器单元往往只能处理一类污染；针对复合污染物污染的废水，需要串联一系列的反应器单元，才能将污染物逐一去除，这不仅增加了工艺的复杂性，也增加了反应器制造和运行成本。因此设计一种能同时去除废水中的有机物和重金属，并且能有效回收重金属的装置和方法很有必要。
技术实现思路
本技术的目的是解决同时去除废水中有机物和重金属，并且在不排泥的条件下高效回收废水重金属的难题。本技术装置的核心基础在于：通过实验发现阳离子重金属能在好氧颗粒污泥的表面形成沉淀微球(重金属主要以碳酸盐、氢氧化物、氧化物等形式存在)，这些沉淀微球在大的水力扰动下，可以从好氧颗粒污泥表面脱落，利用两者尺寸不同的特征，可以用筛网将两者分开，实现重金属与污泥的有效分离，沉淀微球可用于重金属的回收，污泥可用于再次处理废水。好氧颗粒污泥与重金属沉淀微球示意图如图1所示。本技术具体采用的技术方案如下：一种利用好氧颗粒污泥去除和回收有机酸废水中阳离子重金属的装置，包括调节罐和反应罐；所述调节罐主体为调节罐罐体，调节罐罐体上端设有搅拌电机、调节罐pH电极、碱液进液管、调节罐进水管，搅拌电机通过搅拌杆连接搅拌桨，碱液进液管上设有碱液进液泵，调节罐进水管上设有调节罐进水泵，所述的搅拌桨、调节罐pH电极、碱液进液管、调节罐进水管均伸入调节罐罐体内部；调节罐罐体侧面底部设有调节罐出水管；调节罐罐体下端设有调节罐泥斗，调节罐泥斗底部设有调节罐泥斗阀门；所述反应罐主体为反应罐罐体，反应罐罐体内部上端设有反应罐pH电极；反应罐罐体侧面中部设有反应罐出水管，反应罐出水管上安装有电磁阀；反应罐罐体下部设有沿横截面方向分隔罐体内腔的分离筛，分离筛上方设有第一曝气头，第一曝气头通过第一气管连接第一气泵，分离筛下方设有第二曝气头，第二曝气头通过第二气管连接第二气泵；反应罐罐体下端设有反应罐泥斗，反应罐泥斗内部在第二曝气头下方设置有沉淀防扰器，沉淀防扰器为与反应罐罐体同轴设置的圆锥形，且沉淀防扰器的底面与反应罐泥斗内部之间留有环形的缝隙；反应罐泥斗底部连接反应罐进水管，反应罐进水管通过反应罐进水泵与调节罐出水管连接。作为优选，所述的调节罐罐体为圆筒形，高径比为1.5～2.5：1，材质为不锈钢。作为优选，所述的调节罐泥斗为漏斗形，上部为倒置圆锥形，下部为圆柱形，材质为不锈钢；上部圆锥侧边母线与圆锥轴线的夹角为30～50°，圆锥底部直径等于调节罐罐体直径，并通过焊接连接。作为优选，所述的反应罐罐体为圆筒形，高径比为3～5：1，材质为不锈钢。作为优选，所述的反应罐泥斗为漏斗形，上部为倒置圆锥形，下部为圆柱形，材质为不锈钢；上部圆锥侧边母线与圆锥轴线的夹角为30～50°，圆锥底部直径等于反应罐罐体直径，并通过焊接连接。作为优选，所述的分离筛为圆形，周向固定于反应罐罐体内壁上，筛网目数为30～50目，材质为不锈钢；分离筛与反应罐罐体底端距离为20～200mm。作为优选，所述的沉淀防扰器的圆锥侧边母线与圆锥轴线的夹角为40～50°，材质为不锈钢；沉淀防扰器底部边缘与反应罐泥斗内壁间隔距离为10～100mm。作为优选，所述的反应罐出水管内径为10～50mm，与分离筛的距离和反应罐罐体高度之比为0.3～0.5：1。本技术与现有技术相比具有的有益效果如下：1)利用好氧颗粒污泥在一个反应器内同时去除废水中的有机物和阳离子重金属两类不同的污染物，有机酸(比如醋酸、柠檬酸等)的生物降解，大幅提高溶液pH值和碱度(碳酸根和碳酸氢根)，促进溶液中阳离子重金属的沉淀析出；另一方面，重金属的沉淀析出，降低重金属的生物有效性，解除重金属对生物过程的抑制，有利于有机物的进一步降解。2)含有有机酸的废水往往pH值较低，本技术利用有机酸生物降解的自产碱作用，进水只需将pH调至4.0以上，便可高效、稳定地去除污染物，大幅减少酸性废水处理中碱的用量。3)利用阳离子重金属在好氧颗粒污泥表面形成微球沉淀的特征，增大扰动可以使重金属沉淀微球脱落，及时将重金属沉淀排出反应器，减少重金属再次释放风险，并且微球沉淀中重金属含量较高，具有回收价值，解决重金属吸附污泥的处置问题(传统生物方法通过吸附方式去除废水重金属，只能通过排泥将重金属排出反应器，未及时排出的吸附有重金属的污泥具有二次释放风险，并且吸附有重金属的污泥处置成本较高)。4)第二曝气头设置于分离筛的下方，一方面可以使曝气更加均匀，另一方面可以防止分离筛筛孔被颗粒污泥或生物膜堵塞。5)本技术可以结合自控设备实现自动运行，降低运行成本，减少药剂浪费，增加反应器的运行效率以及不同部件之间的协调性，比如曝气泵的脉冲式开启可以促进重金属沉淀微球的脱落，并节省电力消耗。附图说明图1为好氧颗粒污泥与金属沉淀微球示意图；图2.为一种利用好氧颗粒污泥去除和回收有机酸废水中阳离子重金属装置的结构示意图；图3为调节罐的结构示意图；图4为反应罐的结构示意图；图5为调节罐和反应罐运行周期示意图；图6为另一实施例中装置整体与控制柜的连接示意图。图中：1、调节罐；2、反应罐；3、控制柜；4、控制线缆；1.1、调节罐罐体；1.2、搅拌电机；1.3、搅拌杆；1.4、搅拌桨；1.5、调节罐pH电极；1.6、碱液进液管；1.7、调节罐进水管；1.8、碱液进液泵；1.9、调节罐进水泵；1.10、调节罐出水管；1.11、调节罐泥斗；1.12、调节罐泥斗阀门；2.1、反应罐罐体；2.2、反应罐pH电极；2.3、反应罐出水管；2.4、电磁阀；2.5、分离筛；2.6、第一曝气头；2.7、第一气管；2.8、第一气泵；2.9、第二曝气头；2.10、第二气管；2.11、第二气泵；2.12、反应罐泥斗；2.13、沉淀防扰器；2.14、反应罐泥斗阀门；2.15、反应罐进水管；2.16、反应罐进水泵。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步阐述和说明。本技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。如图2所示，本实施例中的一种利用好氧颗粒污泥去除和回收有机酸废水中阳离子重金属的装置，主要包括调节罐1和反应罐2两大部分。如图3所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用好氧颗粒污泥去除和回收有机酸废水中阳离子重金属的装置，其特征在于包括调节罐(1)和反应罐(2)；/n所述调节罐(1)主体为调节罐罐体(1.1)，调节罐罐体(1.1)上端设有搅拌电机(1.2)、调节罐pH电极(1.5)、碱液进液管(1.6)、调节罐进水管(1.7)，搅拌电机(1.2)通过搅拌杆(1.3)连接搅拌桨(1.4)，碱液进液管(1.6)上设有碱液进液泵(1.8)，调节罐进水管(1.7)上设有调节罐进水泵(1.9)，所述的搅拌桨(1.4)、调节罐pH电极(1.5)、碱液进液管(1.6)、调节罐进水管(1.7)均伸入调节罐罐体(1.1)内部；调节罐罐体(1.1)侧面底部设有调节罐出水管(1.10)；调节罐罐体(1.1)下端设有调节罐泥斗(1.11)，调节罐泥斗(1.11)底部设有调节罐泥斗阀门(1.12)；/n所述反应罐(2)主体为反应罐罐体(2.1)，反应罐罐体(2.1)内部上端设有反应罐pH电极(2.2)；反应罐罐体(2.1)侧面中部设有反应罐出水管(2.3)，反应罐出水管(2.3)上安装有电磁阀(2.4)；反应罐罐体(2.1)下部设有沿横截面方向分隔罐体内腔的分离筛(2.5)，分离筛(2.5)上方设有第一曝气头(2.6)，第一曝气头(2.6)通过第一气管(2.7)连接第一气泵(2.8)，分离筛(2.5)下方设有第二曝气头(2.9)，第二曝气头(2.9)通过第二气管(2.10)连接第二气泵(2.11)；反应罐罐体(2.1)下端设有反应罐泥斗(2.12)，反应罐泥斗(2.12)内部在第二曝气头(2.9)下方设置有沉淀防扰器(2.13)，沉淀防扰器(2.13)为与反应罐罐体(2.1)同轴设置的圆锥形，且沉淀防扰器(2.13)的底面与反应罐泥斗(2.12)内部之间留有环形的缝隙；反应罐泥斗(2.12)底部连接反应罐进水管(2.15)，反应罐进水管(2.15)通过反应罐进水泵(2.16)与调节罐出水管(1.10)连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种利用好氧颗粒污泥去除和回收有机酸废水中阳离子重金属的装置，其特征在于包括调节罐(1)和反应罐(2)；
所述调节罐(1)主体为调节罐罐体(1.1)，调节罐罐体(1.1)上端设有搅拌电机(1.2)、调节罐pH电极(1.5)、碱液进液管(1.6)、调节罐进水管(1.7)，搅拌电机(1.2)通过搅拌杆(1.3)连接搅拌桨(1.4)，碱液进液管(1.6)上设有碱液进液泵(1.8)，调节罐进水管(1.7)上设有调节罐进水泵(1.9)，所述的搅拌桨(1.4)、调节罐pH电极(1.5)、碱液进液管(1.6)、调节罐进水管(1.7)均伸入调节罐罐体(1.1)内部；调节罐罐体(1.1)侧面底部设有调节罐出水管(1.10)；调节罐罐体(1.1)下端设有调节罐泥斗(1.11)，调节罐泥斗(1.11)底部设有调节罐泥斗阀门(1.12)；
所述反应罐(2)主体为反应罐罐体(2.1)，反应罐罐体(2.1)内部上端设有反应罐pH电极(2.2)；反应罐罐体(2.1)侧面中部设有反应罐出水管(2.3)，反应罐出水管(2.3)上安装有电磁阀(2.4)；反应罐罐体(2.1)下部设有沿横截面方向分隔罐体内腔的分离筛(2.5)，分离筛(2.5)上方设有第一曝气头(2.6)，第一曝气头(2.6)通过第一气管(2.7)连接第一气泵(2.8)，分离筛(2.5)下方设有第二曝气头(2.9)，第二曝气头(2.9)通过第二气管(2.10)连接第二气泵(2.11)；反应罐罐体(2.1)下端设有反应罐泥斗(2.12)，反应罐泥斗(2.12)内部在第二曝气头(2.9)下方设置有沉淀防扰器(2.13)，沉淀防扰器(2.13)为与反应罐罐体(2.1)同轴设置的圆锥形，且沉淀防扰器(2.13)的底面与反应罐泥斗(2.12)内部之间留有环形的缝隙；反应罐泥斗(2.12)底部连接反应罐进水管(2.15)，反应罐进水管(2.15)通过反应罐进水泵(2.16)与调节罐出水管(1.10)连接。


2.根据权利要求1所述的一种利用好氧颗粒污泥去除和回收有机酸废水中阳离...

【专利技术属性】
技术研发人员：何崭飞，赵缘海，张庆莹，潘响亮，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33