[發(fā)明專利]一種處理重金屬廢水的一體化工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310053836.3
• 申請日: 2013-02-20
• 公開（公告）號: CN103112918A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張亞雷;代朝猛;蘇益明;周雪飛
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;C02F1/70;C02F1/62
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

1.一種處理重金屬廢水的一體化工藝，其特征在于采用一體化反應(yīng)器處理重金屬廢水，利用納米零價鐵的吸附/氧化還原特性，在主反應(yīng)區(qū)內(nèi)實現(xiàn)重金屬污染物質(zhì)從水體中轉(zhuǎn)移至納米零價鐵顆粒表面，并在回流區(qū)順利完成固液分離；所述一體化反應(yīng)器為圓筒狀結(jié)構(gòu)，分為主反應(yīng)區(qū)(1)、回流區(qū)(2)、沉淀區(qū)(3)以及出水區(qū)(4)，主反應(yīng)區(qū)(1)位于反應(yīng)器中部，主反應(yīng)區(qū)(1)頂部連通回流區(qū)(2)，下部連通沉淀區(qū)(3)，回流區(qū)(2)下部開口連通出水區(qū)(4)，回流區(qū)(2)底部為沉淀區(qū)(3)，主反應(yīng)區(qū)(1)內(nèi)設(shè)有攪拌器(5)，出水區(qū)(4)上沿設(shè)置導(dǎo)水槽(6)，主反應(yīng)區(qū)(1)底部開口設(shè)置重金屬廢水進(jìn)口(7)和納米零價鐵進(jìn)出口(8)；具體步驟如下：?

（1）納米零價鐵的制備

在轉(zhuǎn)速為160-220rpm的攪拌條件下，將濃度為9.3-9.6?g/L的硼氫化鈉逐滴滴加到7.8?g/L的氯化鐵溶液中，反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)攪拌20-40分鐘，然后用磁鐵快速將納米零價鐵與水分離，并分別用去離子水和乙醇清洗，分離后保存于無水乙醇中備用；

（2）污染物去除階段

將重金屬廢水以2L/h的流速泵入一體化反應(yīng)器的主反應(yīng)區(qū)下端，同時將納米零價鐵泵入主反應(yīng)區(qū)下端，利用攪拌提升力，使其充分混合的同時被提升至主反應(yīng)區(qū)上端，控制納米零價鐵的濃度為4.8-5.2g/L，重金屬廢水在主反應(yīng)區(qū)的水力停留時間為25-35分鐘，納米零價鐵在主反應(yīng)區(qū)快速吸附/還原重金屬，重金屬從水體中轉(zhuǎn)移至納米顆粒表面，實現(xiàn)廢水中重金屬污染物的去除；

（3）固液分離階段

混合液離開主反應(yīng)區(qū)上端進(jìn)入回流區(qū)后，混合液在回流區(qū)的水力停留時間為8-12分鐘，納米零價鐵在自身重力作用下沉降至沉淀區(qū)，沉淀區(qū)時間為8-12分鐘，通過攪拌器攪拌形成的吸引力使位于沉淀區(qū)的納米零價鐵再次進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)1，實現(xiàn)納米零價鐵的循環(huán)利用；經(jīng)處理的水則進(jìn)入出水區(qū)，出水區(qū)的水力停留時間為8-12分鐘，隨后經(jīng)出水堰進(jìn)入導(dǎo)水槽排出反應(yīng)器，同時實現(xiàn)了固液分離和納米零價鐵的回流；

（4）納米零價鐵的更新

一體化反應(yīng)器間歇排出吸附有重金屬的納米零價鐵，并注入步驟(1)所得的納米零價鐵，保持納米零價鐵的濃度為4.8-5.2g/L，用以維持納米零價鐵的反應(yīng)活性和吸附容量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理重金屬廢水的一體化工藝，其特征在于所述納米零價鐵為FeCl₃溶液和NaBH₄溶液混合發(fā)生氧化還原反應(yīng)制得，粒徑范圍1～100?nm，平均粒徑30～70?nm，比表面積達(dá)20～40?m²/g，該濕納米零價鐵固含量在20～80g/L之間。