專利名稱：復(fù)雜重金屬廢水應(yīng)急快速處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及污水處理、環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種復(fù)雜重金屬廢水應(yīng)急快速處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，環(huán)境、資源、人口成為世界面臨的三大主要問題，全球環(huán)境的惡化程度與日劇增，正在對人類社會的生存與發(fā)展造成嚴(yán)重威脅。制造業(yè)在將制造資源轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的過程中產(chǎn)生大量廢棄物，形成制造業(yè)對環(huán)境的主要污染源。由于制造業(yè)量大面廣，因而對環(huán)境的總體影響很大?？梢哉f，制造業(yè)一方面是創(chuàng)造人類財富的支柱產(chǎn)業(yè)，但同時又是環(huán)境污染的主要源頭。隨著電子、電鍍、線路板、家電拆解行業(yè)的無序發(fā)展，重金屬污染日益嚴(yán)重，突發(fā)性 污染事件逐年增多，已經(jīng)對我國土壤、河流、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人民群眾健康造成很大危害。政府已經(jīng)把重金屬污染列入要緊迫解決的問題。重金屬污染具有持久性、擴(kuò)散性、富集性特點(diǎn)(I)持久性它是不可降解的，會在土壤中存在成百上千年。(2)擴(kuò)散性它可以隨著地表水、地下水流動而由局部擴(kuò)散到更廣的范圍。(3)富集性無論水中或土壤中的重金屬，都會沿著食物鏈向生物鏈高端富集，最終進(jìn)入人體，造成對人類健康的持久危害?，F(xiàn)行廣泛采用的化學(xué)法廢水處理技術(shù)能夠使廢水中的重金屬處理到一級排放標(biāo)準(zhǔn)，而且技術(shù)成熟。但是，其投資大、運(yùn)行成本高、水池構(gòu)筑物多且無法移動，更重要的是，要投入大量多種化學(xué)原料。水體中重金屬雖然達(dá)標(biāo)了，但水體無機(jī)鹽與污泥量卻成倍升高了，本質(zhì)上是污染物的轉(zhuǎn)移。目前國內(nèi)外對混合重金屬廢水的治理，廣泛采用的技術(shù)是化學(xué)法，已經(jīng)有幾十年歷史，技術(shù)成熟，重金屬去除率較高。但在現(xiàn)實(shí)運(yùn)行中，卻有三個障礙I、最佳沉淀pH互不覆蓋，這些重金屬氫氧化物都有不同程度的兩性特征，最佳沉淀PH不相容，所以必須分批處理，分別調(diào)節(jié)pH。2、膠體難沉淀有些重金屬氫氧化物本質(zhì)上是一種膠體，很難澄清，因此，必須加入絮凝劑并調(diào)節(jié)最佳pH。3、只有非絡(luò)合型金屬離子才能產(chǎn)生重金屬氫氧化物沉淀，在生產(chǎn)實(shí)踐中，這種混合型廢水中的重金屬離子75%以上都是絡(luò)合型的，必須通過破絡(luò)反應(yīng)才能使金屬離子生成氫氧化物沉淀。對于氰化物型絡(luò)合物，常采用兩級氧化法，對EDTA型絡(luò)合物，則必須采用強(qiáng)喊法。以上三大問題，使整個廢水處理工藝很復(fù)雜，要多次調(diào)節(jié)pH，多次加入不同氧化劑絮凝劑多次澄清。于是，整個設(shè)備自控系統(tǒng)復(fù)雜，造成投資大、占地大、運(yùn)行成本高等一系列問題。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的重金屬廢水處理設(shè)備自控系統(tǒng)復(fù)雜、造成投資大、占地大、運(yùn)行成本高的缺陷，提供一種復(fù)雜重金屬廢水應(yīng)急快速處理設(shè)備，這種復(fù)雜重金屬廢水應(yīng)急快速處理設(shè)備具有簡易快速、應(yīng)急和升級轉(zhuǎn)換三種功能，它無需投入多種化工原料，只需調(diào)節(jié)電流大小，即能夠快速地處理各種復(fù)雜不明組分的重金屬廢水，使廢水中的重金屬及化學(xué)需氧量都能即時達(dá)標(biāo)排放。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是復(fù)雜重金屬廢水應(yīng)急快速處理設(shè)備，包括依工序排列的下列設(shè)備濾去廢水中大顆粒雜物、提高廢水透明度、以利于后續(xù)紫外光照射的砂濾器；使廢水與臭氧高速混合、產(chǎn)生微納米級臭氧和氧氣的混合氣泡、從而成百倍地增加臭氧和氧氣與廢水的反應(yīng)接觸面積的高速泵；用微波激發(fā)產(chǎn)生紫外光、在紫外光照射下廢水中的部份臭氧被催化產(chǎn)生羥基自由基的紫外光臭氧反應(yīng)器；用活性碳吸附廢水中未反應(yīng)的臭氧和污染物、用微波催化活性碳進(jìn)行反應(yīng)、使活性碳再生的微波活性碳反應(yīng)器；使裸露的重金屬離子析出為單體重金屬的鐵碳流化床；既能沉降除去鐵碳流化床帶出的顆粒、又能防止流化泵抽空時泵的葉輪被氣蝕、保護(hù)流化泵的循環(huán)槽；進(jìn)一步分解廢水中的氰化物及其它絡(luò)合物類有機(jī)物、降低化學(xué)需氧量的芬頓反應(yīng)器；把芬頓反應(yīng)器產(chǎn)生的Fe2+及Fe3+調(diào)節(jié)在pH值為7 8條件下生成Fe-Al復(fù)合絮凝劑、使廢水得到澄清的電絮凝沉清器；把電絮凝沉清器排出的污泥壓干成泥餅并排出、濾液反回芬頓反應(yīng)器的壓濾機(jī)。在上述技術(shù)方案中，該復(fù)雜重金屬廢水應(yīng)急快速處理設(shè)備還包括將循環(huán)槽中的廢水泵入鐵碳流化床的流化泵。進(jìn)一步的，該復(fù)雜重金屬廢水應(yīng)急快速處理設(shè)備還包括與鐵碳流化床相連并防止鐵碳流化床內(nèi)的填料結(jié)塊的空氣壓縮機(jī)。進(jìn)一步的，所述電絮凝沉清器包括鋁電極板、整流器、格板絮凝反應(yīng)器和斜板。進(jìn)一步的，所述電絮凝沉清器還包括酸、堿、聚丙烯酰胺定量加藥備用裝置。更進(jìn)一步的，所述電絮凝沉清器還包括氧化還原電位和pH值控制儀。更進(jìn)一步的，涉及到的設(shè)備還包括與電絮凝沉清器相連的砂碳過濾罐，經(jīng)過澄清的廢水從電絮凝沉清器進(jìn)入砂碳過濾罐進(jìn)行過濾，過濾達(dá)標(biāo)的排放水從砂碳過濾罐排放。本實(shí)用新型的有益效果是1、本實(shí)用新型中的高速泵采用微納米氣泡技術(shù)，使臭氧+氧氣(03+02)形成直徑僅I IOnm的微氣泡，而常規(guī)Ti曝氣頭僅能產(chǎn)生直徑300 500mm的氣泡，于是氣液接觸面積成百倍地增加，反應(yīng)加快了。2、本實(shí)用新型中的紫外光臭氧反應(yīng)器采用微波激發(fā)紫外光的臭氧反應(yīng)技術(shù)，用紫外光激發(fā)臭氧，可以使部分臭氧產(chǎn)生羥基自由基，從而加快了臭氧反應(yīng)速度?，F(xiàn)有技術(shù)的臭氧反應(yīng)器，因?yàn)槭且粋€7 - 8米高空心塔，而常規(guī)高壓電紫外光長度不到一米，無論安裝在塔的上、中、下部，都解決不了高電壓燈管接電頭防水漏電的問題，本實(shí)用新型采用微波激發(fā)產(chǎn)生紫外光，高壓電只接通設(shè)備體外的微波發(fā)射器，以高頻電磁波形式向水體中的燈管發(fā)射能量，這就不存在高壓燈管接線頭漏電漏水的問題。3、本實(shí)用新型中的微波活性碳反應(yīng)器采用了微波活性碳反應(yīng)技術(shù)，臭氧反應(yīng)有兩個特點(diǎn)在反應(yīng)初期的15 30分鐘內(nèi)，反應(yīng)速度很快，表現(xiàn)為化學(xué)需氧量降低速率快，因?yàn)檫@時水中有機(jī)物濃度相對較高，尤其水中小分子量有機(jī)物含量高時，這個特征更明顯，這階段水中化學(xué)需氧量總降解量僅占水中總化學(xué)需氧量的30%左右；在反應(yīng)后期的30分鐘后，反應(yīng)速度很慢，表現(xiàn)為化學(xué)需氧量降低了很多，化學(xué)需氧量的值很低，因?yàn)檫@時水中有機(jī)物含量已較低，易降解的小分子有機(jī)物大部分已被分解，剩下的大多是難降解的大分子有機(jī)物，要完成這段反應(yīng)，需耗2 5小時以上，如果僅采用常規(guī)臭氧反應(yīng)塔，則要增加10個以上的反應(yīng)塔，這在工程成本上不能接受。本實(shí)用新型中的微波活性碳反應(yīng)器成功地解決了上述問題。4、本實(shí)用新型中的鐵碳流化床采用三相流化床技術(shù)解決了鐵碳填料失活、堵塞難題，它的運(yùn)行要點(diǎn)是①正常情況下，它是以膨脹床運(yùn)行，即填料顆粒僅處于臨界流化工況，顆粒表面之間僅是輕微摩擦而又相互接觸，此時能耗最低。由床層阻力Λ P監(jiān)測鐵碳填料結(jié)塊前奏，當(dāng)Λ P達(dá)到一臨界值時，PLC會自動增大流化泵流化壓力。②由床層內(nèi)ORP值監(jiān)測鐵碳填料的反應(yīng)活性，當(dāng)ORP降到臨界點(diǎn)時，PLC也會調(diào)整進(jìn)水泵流量以調(diào)整反應(yīng)時間，同時調(diào)整流化泵出力，改變流化工況，增加顆粒相互摩擦力，更新反應(yīng)表面。③由床層PH值監(jiān)測重金屬在鐵碳顆粒表面析出的快慢，由PLC調(diào)整酸堿加入量以穩(wěn)定pH在特 系、轉(zhuǎn)變成程序、輸入PLC中完成。5、本實(shí)用新型中的芬頓反應(yīng)器進(jìn)一步分解廢水中的氰化物及其它絡(luò)合物類有機(jī)物、并進(jìn)一步降低廢水的化學(xué)需氧量，芬頓反應(yīng)器控制氧化還原電位(ORP)值。所述芬頓反應(yīng)器是一個很經(jīng)典的芬頓反應(yīng)體系，在芬頓反應(yīng)器中，F(xiàn)e2VH2O2比例及H2O2投加總量決定了反應(yīng)效率，由于進(jìn)入芬頓反應(yīng)器的Fe++量已由三相流化床的微電解過程決定，因而只需控制H2O2加入量。本實(shí)用新型的創(chuàng)新之處在于僅用一個ORP值即可反饋到PLC中，指令H2O2投藥系統(tǒng)。6、本實(shí)用新型中的電絮凝沉清器把芬頓反應(yīng)器產(chǎn)生的Fe2+及Fe3+調(diào)節(jié)在pH值為7 8條件下生成Fe-Al復(fù)合絮凝劑，使廢水得到澄清、過濾達(dá)標(biāo)并排放。本實(shí)用新型的創(chuàng)新之處在于用鋁電極板電絮凝，它能夠①、自動升高廢水pHl — 2個單位，使廢水由芬頓反應(yīng)器中pH4自動升至pH5-6，此時鋁電極溶出率最快，新生AL3+活性最大。②、新生的AL3+與廢水中的Fe3+在此pH下形成Fe-AL復(fù)合絮凝劑核心，絮凝效果最好。③、鋁電極板能把廢水中多余的Fe3+量換析出FeO，避免產(chǎn)水反黃，產(chǎn)水無色清亮。④、由于上述情況，在電極后的絮凝反應(yīng)槽中只需極少量堿，便可由pH5-6升到pH7-8,堿耗極低。7、這種復(fù)雜重金屬廢水應(yīng)急快速處理設(shè)備具有簡易快速、應(yīng)急和升級轉(zhuǎn)換三種功能，它無需投入多種化工原料，只需調(diào)節(jié)電流大小，即能夠快速地處理各種復(fù)雜不明組分的重金屬廢水，使廢水中的重金屬及化學(xué)需氧量都能即時達(dá)標(biāo)排放；它是一套機(jī)電一體化、自動化、組裝式可用車輛移動的設(shè)備；在突發(fā)性事件發(fā)生時，它能用平板車?yán)浆F(xiàn)場，接上水管，利用車載發(fā)電機(jī)供電即能運(yùn)行；它能夠使產(chǎn)生重金屬廢水的企業(yè)的廢水站升級，放在廢水站工藝首端作預(yù)處理用，可以提升整個廢水站的效能；放在廢水站工藝末端，作深度處理用，可提升廢水站排放水質(zhì)的達(dá)標(biāo)率；更換設(shè)備內(nèi)電極及催化劑填料，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組功能轉(zhuǎn)換，成為劣質(zhì)水源的供水設(shè)備。

[0032]圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框圖。圖I中的附圖標(biāo)記說明1—砂濾器；2—高速泵；3—紫外光臭氧反應(yīng)器；4—微波活性碳反應(yīng)器；5—鐵碳流化床；6—流化泵；7—空氣壓縮機(jī)；8—循環(huán)槽；9—芬頓反應(yīng)器；10—電絮凝沉清器；11—壓濾機(jī)；12—砂碳過濾罐。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，并不是把本實(shí)用新型的實(shí)施范圍局限于此。如圖I所示，本實(shí)施例所述的復(fù)雜重金屬廢水應(yīng)急快速處理設(shè)備，包括依工序排列的下列設(shè)備濾去廢水中大顆粒雜物、提高廢水透明度、以利于后續(xù)紫外光照射的砂濾器I ;在處理復(fù)雜重金屬廢水時，首先將含有復(fù)雜重金屬的廢水送入砂濾器I進(jìn)行過濾處理使廢水與臭氧高速混合、產(chǎn)生微納米級臭氧和氧氣的混合氣泡、從而成百倍地增加臭氧和氧氣與廢水的反應(yīng)接觸面積的高速泵2 ;高速泵2將03+02和來自砂濾器I的廢水高速混合； 用微波激發(fā)產(chǎn)生紫外光、在紫外光照射下廢水中的部份臭氧被催化產(chǎn)生羥基自由基的紫外光臭氧反應(yīng)器3 ;用活性碳吸附廢水中未反應(yīng)的臭氧和污染物、用微波催化活性碳進(jìn)行反應(yīng)、使活性碳再生的微波活性碳反應(yīng)器4 ;使裸露的重金屬離子析出為單體重金屬的鐵碳流化床5 ;既能沉降除去鐵碳流化床5帶出的顆粒、又能防止流化泵6抽空時泵的葉輪被氣蝕、保護(hù)流化泵6的循環(huán)槽8 ;進(jìn)一步分解廢水中的氰化物及其它絡(luò)合物類有機(jī)物、降低化學(xué)需氧量的芬頓反應(yīng)器9 ;H202、來自循環(huán)槽8的廢水和來自壓濾機(jī)11的濾液進(jìn)入芬頓反應(yīng)器9進(jìn)行反應(yīng)；把芬頓反應(yīng)器9產(chǎn)生的Fe2+及Fe3+調(diào)節(jié)在pH值為7 8條件下生成Fe-Al復(fù)合絮凝劑、使廢水得到澄清的電絮凝沉清器10 ;H202、酸、堿、聚丙烯酰胺(簡稱PAM)和來自芬頓反應(yīng)器9的廢水進(jìn)入電絮凝沉清器10進(jìn)行反應(yīng)；把電絮凝沉清器10排出的污泥壓干成泥餅并排出、并將濾液反回芬頓反應(yīng)器9的壓濾機(jī)11 ;涉及到的設(shè)備還包括與電絮凝沉清器10相連的砂碳過濾罐12，經(jīng)過澄清的廢水從電絮凝沉清器10進(jìn)入砂碳過濾罐12進(jìn)行過濾，過濾達(dá)標(biāo)的排放水從砂碳過濾罐12排放。該復(fù)雜重金屬廢水應(yīng)急快速處理設(shè)備還包括將循環(huán)槽8中的廢水泵入鐵碳流化床5的流化泵6，且還包括與鐵碳流化床5相連并防止鐵碳流化床5內(nèi)的填料結(jié)塊的空氣壓縮機(jī)7。空氣壓縮機(jī)7是防止鐵碳流化床5內(nèi)填料結(jié)塊的設(shè)備，當(dāng)鐵碳流化床5內(nèi)發(fā)生填料堆積、流化不暢順時，開空氣壓縮機(jī)7反沖，流化不暢順的狀況馬上消失。所述電絮凝沉清器10包括鋁電極板、整流器、格板絮凝反應(yīng)器和斜板，還包括酸、堿、聚丙烯酰胺定量加藥備用裝置，且還包括氧化還原電位和PH值控制儀、板框壓干機(jī)等設(shè)備，斜板、砂碳過濾罐12和板框壓干機(jī)等設(shè)備均是廢水處理的常規(guī)設(shè)備，在此不進(jìn)行詳細(xì)描述。以上所述僅是本實(shí)用新型的一個較佳實(shí)施例，故凡依本實(shí)用新型專利申請范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，同樣包含在本實(shí)用新型專利申請的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.復(fù)雜重金屬廢水應(yīng)急快速處理設(shè)備，其特征在于包括依工序排列的下列設(shè)備 濾去廢水中大顆粒雜物、提高廢水透明度、以利于后續(xù)紫外光照射的砂濾器(I); 使廢水與臭氧高速混合、產(chǎn)生微納米級臭氧和氧氣的混合氣泡、從而成百倍地增加臭氧和氧氣與廢水的反應(yīng)接觸面積的高速泵(2)； 用微波激發(fā)產(chǎn)生紫外光、在紫外光照射下廢水中的部份臭氧被催化產(chǎn)生羥基自由基的紫外光臭氧反應(yīng)器(3); 用活性碳吸附廢水中未反應(yīng)的臭氧和污染物、用微波催化活性碳進(jìn)行反應(yīng)、使活性碳再生的微波活性碳反應(yīng)器(4)； 使裸露的重金屬離子析出為單體重金屬的鐵碳流化床(5); 既能沉降除去鐵碳流化床(5)帶出的顆粒、又能防止流化泵(6)抽空時泵的葉輪被氣蝕、保護(hù)流化泵(6)的循環(huán)槽(8)； 進(jìn)一步分解廢水中的氰化物及其它絡(luò)合物類有機(jī)物、降低化學(xué)需氧量的芬頓反應(yīng)器(9)； 把芬頓反應(yīng)器(9)產(chǎn)生的Fe2+及Fe3+調(diào)節(jié)在pH值為7 8條件下生成Fe-Al復(fù)合絮凝劑、使廢水得到澄清的電絮凝沉清器(10)； 把電絮凝沉清器(10)排出的污泥壓干成泥餅并排出、并將濾液反回芬頓反應(yīng)器(9)的壓濾機(jī)(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)雜重金屬廢水應(yīng)急快速處理設(shè)備，其特征在于還包括將循環(huán)槽(8)中的廢水泵入鐵碳流化床(5)的流化泵(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的復(fù)雜重金屬廢水應(yīng)急快速處理設(shè)備，其特征在于還包括與鐵碳流化床(5)相連并防止鐵碳流化床(5)內(nèi)的填料結(jié)塊的空氣壓縮機(jī)(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)雜重金屬廢水應(yīng)急快速處理設(shè)備，其特征在于所述電絮凝沉清器(10)包括鋁電極板、整流器、格板絮凝反應(yīng)器和斜板。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)雜重金屬廢水應(yīng)急快速處理設(shè)備，其特征在于所述電絮凝沉清器(10)還包括酸、堿、聚丙烯酰胺定量加藥備用裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)雜重金屬廢水應(yīng)急快速處理設(shè)備，其特征在于所述電絮凝沉清器(10)還包括氧化還原電位和pH值控制儀。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)雜重金屬廢水應(yīng)急快速處理設(shè)備，其特征在于涉及到的設(shè)備還包括與電絮凝沉清器(10)相連的砂碳過濾罐(12)。
專利摘要復(fù)雜重金屬廢水應(yīng)急快速處理設(shè)備，依工序排列包括下列設(shè)備濾去廢水中大顆粒雜物的砂濾器使廢水與臭氧高速混合的高速泵；用微波激發(fā)產(chǎn)生紫外光、在紫外光照射下、廢水中的部份臭氧被催化產(chǎn)生羥基自由基的紫外光臭氧反應(yīng)器；用活性碳吸附廢水中未反應(yīng)的臭氧和污染物、用微波催化活性碳進(jìn)行反應(yīng)的微波活性碳反應(yīng)器；使裸露的重金屬離子析出為單體重金屬的鐵碳流化床；保護(hù)流化泵的循環(huán)槽；進(jìn)一步分解廢水中的氰化物、絡(luò)合物類有機(jī)物的芬頓反應(yīng)器；把來自芬頓反應(yīng)器的廢水生成Fe-Al復(fù)合絮凝劑、使廢水得到澄清的電絮凝沉清器；把電絮凝沉清器排出的污泥壓干成泥餅并排出、濾液反回芬頓反應(yīng)器的壓濾機(jī)。本實(shí)用新型用于處理復(fù)雜重金屬廢水。
文檔編號C02F1/78GK202542985SQ20122014805
公開日2012年11月21日 申請日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者曾慶波, 焦偉麗, 袁偉光, 趙銳柏 申請人:東莞市珠江海咸水淡化研究所