專利名稱：一種用于處理重金屬?gòu)U水及回收重金屬的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于處理重金屬?gòu)U水及回收重金屬的裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)電鍍、電子工業(yè)和冶金工業(yè)的發(fā)展，水體重金屬污染問(wèn)題十分突出，重金屬?gòu)U水不僅對(duì)環(huán)境產(chǎn)生極大污染，更嚴(yán)重危害到人體健康。因此，現(xiàn)在世界各國(guó)對(duì)重金屬?gòu)U水的處理相當(dāng)重視。此外，重金屬?gòu)U水也是一種資源，許多重金屬都比較昂貴。如果將廢
水中的重金屬作為一種資源來(lái)回收，不但解決了重金屬的污染，而且還具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。
目前，重金屬?gòu)U水處理方法通常有化學(xué)法、物理法、生物化學(xué)法?；瘜W(xué)法常用的包括化學(xué)沉淀法和電解法等，物理法包括離子交換法和膜分離技術(shù)法等，但這些方法在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)水質(zhì)要求較高，沉淀法要求處理的廢水有較高的絮體分形維數(shù)，即處理過(guò)程中可以形成較大較多絮體，這樣才可使沉降效果好，物理法適用于含較低濃度重金屬離子廢水的處理。生物化學(xué)法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物進(jìn)行沉淀除污的一種方法，其對(duì)廢水的可生化性即廢水的BOD、COD含量要求較高，對(duì)有機(jī)高濃度廢水處理難度較大，且在微生物吸附過(guò)程中，吸附容量易受環(huán)境因素的影響，微生物對(duì)重金屬的吸附具有選擇性，而重金屬?gòu)U水常含有多種有害重金屬，影響微生物的作用，應(yīng)用上受限制?；谀壳疤幚碇亟饘?gòu)U水的現(xiàn)狀，本發(fā)明將幾種技術(shù)集成來(lái)處理重金屬?gòu)U水，并回收廢水中的重金屬，同時(shí)發(fā)揮幾種技術(shù)的長(zhǎng)處，實(shí)現(xiàn)廢水回用和重金屬回收的雙重目的，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種用于處理重金屬?gòu)U水及回收重金屬的裝置及方法。具體方案如下
用于處理重金屬?gòu)U水及回收重金屬的裝置，該裝置包括曝氣絮凝-吸附罐5、沉淀池6、多介質(zhì)過(guò)濾罐7、螯合反應(yīng)裝置18和電解池19。曝氣絮凝-吸附罐5與沉淀池6結(jié)合，重金屬?gòu)U水I先經(jīng)過(guò)曝氣絮凝-吸附罐5，其中加入絮凝劑PAM 2，通過(guò)曝氣混合均勻，然后出水流到沉淀池6，此部分池中加入殼聚糖3，殼聚糖3吸附絮凝后的顆粒使之沉淀，絮凝劑PAM 2與殼聚糖3進(jìn)行復(fù)合作用，在曝氣絮凝-吸附罐5底通入空氣4進(jìn)行曝氣，起到均勻混合作用，沉淀池6采用橫板沉淀，提高沉淀效果。多介質(zhì)過(guò)濾罐7中裝有填裝高度比例為I: 2的無(wú)煙煤與石英砂，上部為無(wú)煙煤濾層8，下部為大顆粒的石英砂濾層9，水流停留時(shí)間保持在30min以上，達(dá)到增強(qiáng)過(guò)濾面積和過(guò)濾效果。螯合反應(yīng)裝置18依次設(shè)有螯合反應(yīng)池10、斜板沉淀池11、超濾膜組件12、聚合物再生池13及微濾膜組件14，在此裝置中重金屬與大分子有機(jī)物發(fā)生螯合反應(yīng)。電解池19陰、陽(yáng)極均為鐵板20，以氫氧化亞鐵膠體為核心，在交流電場(chǎng)作用下，膠體與重金屬不斷在陽(yáng)極聚合，將重金屬鍍?cè)陉?yáng)極表面，使重金屬回收利用。利用該裝置處理重金屬?gòu)U水及回收重金屬的方法，包括以下步驟
第一步絮凝-吸附、沉淀，重金屬?gòu)U水I在PAM 2與殼聚糖3復(fù)合作用下首先進(jìn)行絮凝-吸附，再經(jīng)過(guò)沉淀池6沉淀，通過(guò)絮凝、吸附與沉淀對(duì)重金屬?gòu)U水進(jìn)行預(yù)處理；
第二步過(guò)濾，沉淀出水流入多介質(zhì)過(guò)濾罐7，使預(yù)處理廢水在過(guò)濾介質(zhì)無(wú)煙煤與石英砂的作用下，除去絮凝的沉淀物；
第三步螯合反應(yīng)，多介質(zhì)過(guò)濾罐7出水流入螯合反應(yīng)裝置18，使重金屬與大分子有機(jī)物進(jìn)行螯合反應(yīng)，通過(guò)螯合反應(yīng)、超濾、沉淀、破絡(luò)反應(yīng)和微濾一系列步，產(chǎn)水17可以回收 利用，含重金屬的剩余濃縮液進(jìn)入電解池19 ；
第四步電解作用，螯合反應(yīng)出水進(jìn)入電解池19，通過(guò)電解作用，使重金屬回收利用，電化學(xué)產(chǎn)水能夠重新進(jìn)入工藝流程進(jìn)行廢水處理。本發(fā)明的方法具有廢水處理效果好、各工藝階段循環(huán)利用率高、可操作性強(qiáng)、重金屬回收率高等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)絮凝與吸附沉淀對(duì)重金屬?gòu)U水進(jìn)行預(yù)處理，再利用重金屬與有機(jī)大分子的絡(luò)合反應(yīng)機(jī)制與超濾裝置聯(lián)合使用，在此工藝中絡(luò)合與解絡(luò)反應(yīng)有效結(jié)合，使得有機(jī)聚合機(jī)物循環(huán)使用，以鐵板為電極的電解池將有效回收重金屬，使重金屬回收利用。本發(fā)明工藝可操作性高，在有效去除重金屬?gòu)U水同時(shí)，通過(guò)電解池實(shí)現(xiàn)重金屬的回收，從而充分體現(xiàn)其環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


圖I為工藝流程 圖2為根據(jù)本發(fā)明的裝置曝氣絮凝-吸附罐的示意 圖3為根據(jù)本發(fā)明的裝置的沉淀池的示意 圖4為根據(jù)本發(fā)明的裝置的多介質(zhì)過(guò)濾罐的示意 圖5為根據(jù)本發(fā)明的裝置的螯合反應(yīng)裝置的示意 圖6為根據(jù)本發(fā)明的裝置的電解池的示意圖。其中，I為廢水；2為PAM;3為殼聚糖；4為空氣；5為曝氣絮凝-吸附罐；6為沉淀池；7為多介質(zhì)過(guò)濾罐；8為無(wú)煙煤濾層；9為石英砂濾層；10為螯合反應(yīng)池；11為斜板沉淀池；12為超濾膜組件；13為聚合物再生池；14為微濾膜組件；15為乙二胺四乙酸二鈉(EDTA) ；16為鹽酸；17為產(chǎn)水；18為螯合反應(yīng)裝置；19為電解池；20為做陰極和陽(yáng)極的鐵板；21為DC電源；22為浮渣。
具體實(shí)施例方式用于處理重金屬?gòu)U水及回收重金屬的裝置，該裝置包括曝氣絮凝-吸附罐5、沉淀池6、多介質(zhì)過(guò)濾罐7、螯合反應(yīng)裝置18和電解池19。曝氣絮凝-吸附罐5與沉淀池6結(jié)合，重金屬?gòu)U水I先經(jīng)過(guò)曝氣絮凝-吸附罐5，其中加入絮凝劑PAM 2，通過(guò)曝氣混合均勻，然后出水流到沉淀池6，此部分池中加入殼聚糖3，殼聚糖3吸附絮凝后的顆粒使之沉淀，絮凝劑PAM 2與殼聚糖3進(jìn)行復(fù)合作用，在曝氣絮凝-吸附罐5底通入空氣4進(jìn)行曝氣，起到均勻混合作用，沉淀池6采用橫板沉淀，提高沉淀效果。多介質(zhì) 過(guò)濾罐7中裝有填裝高度比例為I: 2的無(wú)煙煤與石英砂，上部為無(wú)煙煤濾層8，下部為大顆粒的石英砂濾層9，水流停留時(shí)間保持在30min以上，達(dá)到增強(qiáng)過(guò)濾面積和過(guò)濾效果。螯合反應(yīng)裝置18依次設(shè)有螯合反應(yīng)池10、斜板沉淀池11、超濾膜組件12、聚合物再生池13及微濾膜組件14，在此裝置中重金屬與大分子有機(jī)物發(fā)生螯合反應(yīng)。電解池19陰、陽(yáng)極均為鐵板20，以氫氧化亞鐵膠體為核心，在交流電場(chǎng)作用下，膠體與重金屬不斷在陽(yáng)極聚合，將重金屬鍍?cè)陉?yáng)極表面，使重金屬回收利用。利用該裝置處理重金屬?gòu)U水及回收重金屬的方法，包括以下步驟
第一步絮凝-吸附、沉淀，重金屬?gòu)U水I在PAM 2與殼聚糖3復(fù)合作用下首先進(jìn)行絮凝-吸附，再經(jīng)過(guò)沉淀池6沉淀，通過(guò)絮凝、吸附與沉淀對(duì)重金屬?gòu)U水進(jìn)行預(yù)處理；
第二步過(guò)濾，沉淀出水流入多介質(zhì)過(guò)濾罐7，使預(yù)處理廢水在過(guò)濾介質(zhì)無(wú)煙煤與石英砂的作用下，除去絮凝的沉淀物；
第三步螯合反應(yīng)，多介質(zhì)過(guò)濾罐7出水流入螯合反應(yīng)裝置18，使重金屬與大分子有機(jī)物進(jìn)行螯合反應(yīng)，通過(guò)螯合反應(yīng)、超濾、沉淀、破絡(luò)反應(yīng)和微濾一系列步，產(chǎn)水17可以回收利用，含重金屬的剩余濃縮液進(jìn)入電解池19 ；
第四步電解作用，螯合反應(yīng)出水進(jìn)入電解池19，通過(guò)電解作用，使重金屬回收利用，電化學(xué)產(chǎn)水能夠重新進(jìn)入工藝流程進(jìn)行廢水處理。
權(quán)利要求
1.一種用于處理重金屬?gòu)U水及回收重金屬的裝置，其特征在于，該裝置包括曝氣絮凝-吸附罐(5)、沉淀池(6)、多介質(zhì)過(guò)濾罐(7)、螯合反應(yīng)裝置(18)和電解池(19)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于處理重金屬?gòu)U水及回收重金屬的裝置，其特征在于，所述曝氣絮凝-吸附罐(5)與沉淀池(6)結(jié)合，重金屬?gòu)U水(I)先經(jīng)過(guò)曝氣絮凝-吸附罐(5)，其中加入絮凝劑PAM (2)，通過(guò)曝氣混合均勻，然后出水流到沉淀池(6)，此部分池中加入殼聚糖(3)，殼聚糖(3)吸附絮凝后的顆粒使之沉淀，絮凝劑PAM (2)與殼聚糖(3)進(jìn)行復(fù)合作用，在曝氣絮凝-吸附罐(5)底通入空氣(4)進(jìn)行曝氣，起到均勻混合作用，沉淀池(6)采用橫板沉淀，提高沉淀效果。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于處理重金屬?gòu)U水及回收重金屬的裝置，其特征在于，所述多介質(zhì)過(guò)濾罐(7)中裝有填裝高度比例為I : 2的無(wú)煙煤與石英砂，上部為無(wú)煙煤濾層(8)，下部為大顆粒的石英砂濾層(9)，水流停留時(shí)間保持在30min以上，達(dá)到增強(qiáng)過(guò)濾面積和過(guò)濾效果。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于處理重金屬?gòu)U水及回收重金屬的裝置，其特征在于，所述螯合反應(yīng)裝置(18)依次設(shè)有螯合反應(yīng)池(10)、斜板沉淀池(11 )、超濾膜組件(12)、聚合物再生池(13)及微濾膜組件(14)，在此裝置中重金屬與大分子有機(jī)物發(fā)生螯合反應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于處理重金屬?gòu)U水及回收重金屬的裝置，其特征在于，所述電解池(19)陰、陽(yáng)極均為鐵板(20)，以氫氧化亞鐵膠體為核心，在交流電場(chǎng)作用下，膠體與重金屬不斷在陽(yáng)極聚合，將重金屬鍍?cè)陉?yáng)極表面，使重金屬回收利用。
6.一種利用權(quán)利要求I裝置處理重金屬?gòu)U水及回收重金屬的方法，其特征在于，包括以下步驟 第一步絮凝-吸附、沉淀，重金屬?gòu)U水(I)在PAM (2)與殼聚糖(3)復(fù)合作用下首先進(jìn)行絮凝-吸附，再經(jīng)過(guò)沉淀池(6)沉淀，通過(guò)絮凝、吸附與沉淀對(duì)重金屬?gòu)U水進(jìn)行預(yù)處理； 第二步過(guò)濾，沉淀出水流入多介質(zhì)過(guò)濾罐(7)，使預(yù)處理廢水在過(guò)濾介質(zhì)無(wú)煙煤與石英砂的作用下，除去絮凝的沉淀物； 第三步螯合反應(yīng)，多介質(zhì)過(guò)濾罐(7)出水流入螯合反應(yīng)裝置(18)，使重金屬與大分子有機(jī)物進(jìn)行螯合反應(yīng)，通過(guò)螯合反應(yīng)、超濾、沉淀、破絡(luò)反應(yīng)和微濾一系列步，產(chǎn)水(17)可以回收利用，含重金屬的剩余濃縮液進(jìn)入電解池(19 ); 第四步電解作用，螯合反應(yīng)出水進(jìn)入電解池(19)，通過(guò)電解作用，使重金屬回收利用，電化學(xué)產(chǎn)水能夠重新進(jìn)入工藝流程進(jìn)行廢水處理。
全文摘要
一種用于處理重金屬?gòu)U水及回收重金屬的裝置及方法,該裝置包括曝氣絮凝-吸附罐、沉淀池、過(guò)濾池、螯合反應(yīng)裝置、電解池。通過(guò)有機(jī)絮凝及無(wú)機(jī)吸附作用后，對(duì)含有重金屬?gòu)U水進(jìn)行處理，使處理后的廢水再生利用，且有效回收重金屬，整個(gè)裝置中循環(huán)利用率高，達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合的廢水處理方法。
文檔編號(hào)C02F9/06GK102815831SQ201210347169
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者徐華, 郭婷婷, 彭若夢(mèng) 申請(qǐng)人:北京格瑞奧環(huán)境科技有限公司