当前位置: 首页 > 专利查询>四川大学专利>正文

梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法及装置制造方法及图纸

技术编号:39039709 阅读:25 留言:0更新日期:2023-10-10 11:52
本发明专利技术提供了梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法及装置,所述方法包括以下步骤:

【技术实现步骤摘要】
梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法及装置


[0001]本专利技术属于水处理
,涉及梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法及装置。

技术介绍

[0002]高铁酸盐(FeO
42

,后文简称Fe(

))在碱性及酸性条件下的氧化还原电位分别为+0.72V和+2.20V,可氧化去除水中的微量毒害污染物,在水处理领域具有广阔应用前景。但是,现有技术将Fe(VI)应用于水处理时,面临着有机物矿化率低、生物毒性去除率不足等问题。而在利用Fe(VI)进行水处理的过程中,生成的中间产物四价铁Fe(Ⅳ)和五价铁Fe(

)(即活性铁),与污染物的反应速率常数通常比Fe(VI)与污染的反应速率常数要高2~5个数量级。因此,利用Fe(VI)活化技术,可以使Fe(VI)产生更多高活性的中间价态四价铁Fe(IV)和五价铁Fe(V),从而强化污染物去除。例如,采用硫代硫酸钠、亚硫酸钠、过氧化氢(H2O2)等活化剂对Fe(VI)进行活化,能提升四价铁Fe(IV)及五价铁Fe(V)的产率,增强对污染物的去除效率。然而,外加活化剂对Fe(VI)进行活化,不但会增加药剂成本,进而导致水处理成本增加,而且出水中亚硫酸钠、H2O2等药剂的残余也值得担忧,这些因素限制了外加药剂活化Fe(VI)的方法在工程实践中的应用。
[0003]Fe(

)在水处理过程中产生的还原终产物为Fe(Ⅲ)(后文简称新生态Fe(Ⅲ)),新生态Fe(III)是纳米级无定形Fe(III)及晶体Fe(III)的复合物,新生态Fe(III)若不加以有效利用,最终会进入Fe(

)在水处理过程产生的铁泥中,导致Fe(

)在水处理过程的铁泥产量大,而铁泥需要经过无害化处理之后才能排放,这会增加总的水处理成本和工作量。本专利技术正是希望对Fe(

)水处理技术目前存在的上述问题予以解决,一方面减少Fe(VI)活化时对外加活化剂的依赖,有效减少甚至避免活化剂的使用,节约活化剂成本,另一方面,减少铁泥的产量,降低铁泥无害化处理成本,以更好地契合污水处理“做减法”的原则。

技术实现思路

[0004]针对现有基于活化剂活化Fe(VI)进行水处理的方法存在的药剂成本高、出水药剂残留以及铁泥产量大等问题,本专利技术提供了一种梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法及装置,以减少或避免外加活化剂的使用,同时实现铁泥减量化,降低Fe(VI)水处理技术的成本。
[0005]为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案如下:
[0006]一种梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法,该方法包括以下步骤:
[0007]①
将待处理水体通入絮凝反应器中进行絮凝处理,将经过絮凝处理的水体通入氧化反应器中,向氧化反应器中投加高铁酸盐进行水处理,收集在氧化反应器中进行水处理的过程中产生的新生态絮体;所述新生态絮体中含有高铁酸盐的还原终产物新生态Fe(III);
[0008]②
将步骤

收集的一部分新生态絮体返回至絮凝反应器中,利用新生态絮体对待
处理水体进行絮凝处理;将步骤

收集的其余新生态絮体返回至氧化反应器中,在氧化反应器中构建高铁酸盐/新生态絮体协同氧化体系,活化高铁酸盐产生活性中间价态的四价铁Fe(IV)和五价铁Fe(V)对水体中的污染物进行降解;
[0009]③
将经过氧化反应器处理的水体排放,将絮凝反应器中产生的铁泥收集进行固废处理。
[0010]上述梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法的技术方案中,返回至絮凝反应器中的新生态絮体与返回至氧化反应器中的新生态絮体的体积比为(1~2):(1~2)。
[0011]上述梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法的技术方案中,控制氧化反应器中的水体的pH值为7~9。通常可以采用氢氧化钠与碳酸氢钠的混合液来调节氧化反应器中的水体的pH值。
[0012]上述梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法的技术方案中,所述高铁酸盐为K2FeO4或/和Na2FeO4。
[0013]上述梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法的技术方案中,在氧化反应器中进行水处理的过程中施加搅拌,控制搅拌转速为200~500r/min。
[0014]上述梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法的技术方案中,在絮凝反应器中进行水处理的过程中施加搅拌,控制搅拌转速为200~500r/min。
[0015]上述梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法的技术方案中,氧化反应器中的水力停留时间根据待处理水体的水质进行确定,通常情况下,控制氧化反应器中的水力停留时间为1~3h。
[0016]上述梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法的技术方案中,在氧化反应器进行水处理的过程中,根据待处理水体的水质确定氧化反应器中的高铁酸盐的浓度,通常情况下,控制氧化反应器的水体中高铁酸盐的浓度为10~40mg/L。
[0017]上述梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法的技术方案中,根据实际处理的水体的水质情况,还可以向氧化反应器中投加用于活化Fe(VI)产生四价铁Fe(IV)和五价铁Fe(V)的活化剂,投加的活化剂可以是硫代硫酸钠、亚硫酸钠、过氧化氢等。与现有技术在活化Fe(VI)产生四价铁Fe(IV)和五价铁Fe(V)时添加外加活化剂、但不回用新生态絮体的方式相比,本专利技术的方法可以有效减少外加活化剂的投加量。
[0018]本专利技术还提供了一种实施上述水处理方法的装置,但实施上述水处理方法的装置不局限于以下结构的装置,以下结构的装置只是众多可以实施上述水处理方法的装置中的一种。
[0019]一种梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的装置,包括絮凝反应器和氧化反应器,还包括回流管和回流泵,
[0020]所述絮凝反应器包括第一斜板区、絮凝反应区、第二斜板区、第一进水口、第一出水口、第一回流口和污泥排放管,絮凝反应区中设有第一空心球絮凝单元,第一斜板区位于絮凝反应器的上部,第二斜板区位于絮凝反应器的下部,第一斜板区与第二斜板区之间为絮凝反应区,第一进水口位于第一空心球絮凝单元与第二斜板区之间,第一出水口位于第一斜板区的上方,第一回流口与第一空心球絮凝单元连通,污泥排放管与第二斜板区连通;
[0021]所述氧化反应器包括第三斜板区、氧化反应区、第四斜板区、第二进水口、第二出水口、第二回流口、新生絮体排放管和加药口,氧化反应区中设有第二空心球絮凝单元,第
三斜板区位于氧化反应器的上部,第四斜板区位于氧化反应器的下部,第三斜板区与第四斜板区之间为氧化反应区,第二进水口、第二回流口和加药口与第二空心球絮凝单元上方的氧化反应区连通,第二出水口位于第三斜板区的上方,新生絮体排放管与第四斜板区连通;
[0022]新生絮体排放管通过第一回流管经第一回流泵和控制阀与第一回流口连通,同时新生絮体排放管通过第二本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法,其特征在于,包括以下步骤:

将待处理水体通入絮凝反应器中进行絮凝处理,将经过絮凝处理的水体通入氧化反应器中,向氧化反应器中投加高铁酸盐进行水处理,收集在氧化反应器中进行水处理的过程中产生的新生态絮体;所述新生态絮体中含有高铁酸盐的还原终产物新生态Fe(III);

将步骤

收集的一部分新生态絮体返回至絮凝反应器中,利用新生态絮体对待处理水体进行絮凝处理;将步骤

收集的其余新生态絮体返回至氧化反应器中,在氧化反应器中构建高铁酸盐/新生态絮体协同氧化体系,活化高铁酸盐产生活性中间价态的四价铁Fe(IV)和五价铁Fe(V)对水体中的污染物进行降解;

将经过氧化反应器处理的水体排放,将絮凝反应器中产生的铁泥收集进行固废处理。2.根据权利要求1所述梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法,其特征在于,返回至絮凝反应器中的新生态絮体与返回至氧化反应器中的新生态絮体的体积比为(1~2):(1~2)。3.根据权利要求1所述梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法,其特征在于,控制氧化反应器中的水体的pH值为7~9。4.根据权利要求1所述梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法,其特征在于,在氧化反应器中进行水处理的过程中施加搅拌,控制搅拌转速为200~500r/min。5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法,其特征在于,控制氧化反应器中的水力停留时间为1~3h。6.根据权利要求1至4中任一权利要求所述梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法,其特征在于,向氧化反应器中投加用于活化高铁酸盐产生四价铁Fe(IV)和五价铁Fe(V)的活化剂。7.根据权利要求1至4中任一权利要求所述梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的方法,其特征在于,控制氧化反应器的水体中高铁酸盐的浓度为10~40mg/L。8.梯级利用高铁酸盐新生絮体进行水处理的装置,其特征在于,包括絮凝反应器(1)和氧化反应器(2),还包括回流管和回流泵,所述絮凝反应器(1)包括第一斜板区(1

1)、絮凝反应区(1

2)、第二斜板区(1

3)、第一进水口(1

4)、第一出水口(1

5)、第一回流口(1

6)和污泥排放管(1

7),絮凝反应区(1

2)中设有第一空心球絮凝单元(1

8),第一斜板区(1

1)位于絮凝反应器的上部,第二斜板区(1

3)位于絮凝反应器的下部,第一斜板区(1

1)与第二斜板区(1

3)之间为絮凝反应区(1

2),第一进水口(1

4)位于第一空心球絮凝单元(1

8)与第二斜板区(1

3)之间,第一出水口位于第一斜板区(1

1)的上方,第一回流口(1

6)与第一空心球絮凝单元(1

【专利技术属性】
技术研发人员:杜烨赖波代欣周鹏李解
申请(专利权)人:四川大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1