[發明專利]一種利用臭氧破絡的重金屬污水處理設備及工藝

有效

• 申請號: 202011327140.1
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112678941B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 秦艷濤;吳敏;鄭穎平;靳劉偉;苗春存
• 申請（專利權）人: 南京中微納米功能材料研究院有限公司
• 主分類號: C02F1/78
• 分類號: C02F1/78;C02F1/48;B01J23/889;C02F103/16
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

1.一種利用臭氧破絡的重金屬污水處理設備，包括藥劑箱（1）、催化劑反應釜（2）、計量泵（3）、鐵氧體反應器（4）、流化床反應器（5）、污水泵（6）、陳化反應器（7）、磁分離器一（81）和磁分離器二（82），其特征在于：所述污水泵（6）進水口通污水，所述污水泵（6）出水管通過所述磁分離器二（82）的污泥管（8-6）與所述流化床反應器（5）連接，所述流化床反應器（5）上部有尾氣出口，所述流化床反應器（5）上部污水出口通過出水管接磁分離器二（82）頂部，所述磁分離器二（82）底部污泥管（8-6）后再接流化床反應器（5）底部，所述流化床反應器（5）底部通入臭氧，所述磁分離器二（82）頂部出水管與鐵氧體反應器（4）相連，磁分離器二（82）與鐵氧體反應器（4）之間管道有氫氧化鈣進入口、磁性污泥入口和亞鐵鹽入口，所述鐵氧體反應器（4）通過管道分別與磁分離器一（81）頂部及計量泵（3）進水口相連， 所述計量泵（3）出水口與催化劑反應釜（2）相連，所述藥劑箱（1）為高錳酸鉀制備箱且通過管道與催化劑反應釜（2）相連，所述磁分離器一（81）頂部有污水達標排放口，底部有管道接陳化反應器（7），所述陳化反應器（7）有磁性污泥排放口和回用口；

所述磁分離器二（82）包括進水管（8-1）、沉淀管（8-2）、反射板（8-3）、沉淀板（8-4）、 永磁體（8-5）和污泥管（8-6），所述進水管（8-1）設置在方形的沉淀管（8-2）內，所述沉淀管（8-2）上部一側有出水口，所述進水管（8-1）底端有反射板（8-3），所述沉淀管（8-2）下端插入圓形的污泥管（8-6），所述沉淀管（8-2）下端有非磁性材料制作的沉淀板（8-4），所述沉淀板（8-4）一側鉸接在沉淀管（8-2）上，對應沉淀板（8-4）另一側自由開閉，所述污泥管（8-6）底部外壁布設有永磁體（8-5），污泥管（8-6）兩端與進水管路連接；

所述沉淀板（8-4）長度大于沉淀管（8-2）下端截面長度，在污水壓力作用下，沉淀板（8-4）處于關閉狀態，從流化床反應器（5）流出的催化劑和污水從中間沉淀管（8-2）自上而下進入磁分離器二（82），經過反射板（8-3）后污水向上流動，磁性催化劑在重力及磁性作用下向下快速沉淀，催化劑沉積在沉淀板（8-4）上，催化劑積累量越大，受到的永磁體磁力越大，磁力大于水壓力時，沉淀板（8-4）打開，催化劑向下流動，被污水帶進流化床循環使用 ，沉淀板（8-4）受到向下的作用力減小，重新關閉。

2.根據權利要求1所述的一種利用臭氧破絡的重金屬污水處理設備，其特征在于：所述磁分離器一（81）由至少兩個分離器單元并列設置而成，每個分離器單元均包括進水管（8-1）、沉淀管（8-2）、反射板（8-3）、永磁體（8-5）、污泥管（8-6）和圓弧形刮桿（8-7），所述進水管（8-1）設置在方形的沉淀管（8-2）內，所述沉淀管（8-2）上部一側有出水口，所述進水管（8-1）底端有反射板（8-3），所述沉淀管（8-2）下端插入圓形的污泥管（8-6），所述污泥管（8-6）底部內壁有通過往復運動將吸附在內壁上磁性污泥刮除的圓弧形刮桿（8-7），所述污泥管（8-6）底部外壁布設有永磁體（8-5）。

3.一種利用臭氧破絡的重金屬污水處理工藝，其特征在于，采用權利要求1或2任意一項所述設備，具體步驟如下：

含絡合物的重金屬污水與磁性催化劑混合后從流化床反應器（5）底部進入，從流化床反應器（5）底部通入臭氧，氣液固三相向上流動，在催化劑作用下，臭氧本身及催化產生的羥基自由基將污水的絡合物結構破壞，絡合態重金屬轉化為游離態，污水從流化床反應器（5）上部側邊流出，進入磁分離器二（82）；

磁分離器二（82）上部中央為圓柱型進水管（8-1），進水管（8-1）下部有反射板（8-3），外側為方形的沉淀管（8-2），沉淀管（8-2）下部有非磁性材料制作的沉淀板（8-4），沉淀板一側鉸接在沉淀管（8-2）上，對應另一側自由開閉，沉淀管（8-2）與污泥管（8-6）連接，污泥管（8-6）為圓形，污泥管（8-6）外壁布設有永磁鐵，污泥管（8-6）兩端與進水管路連接，在污水壓力作用下，沉淀板（8-4）處于關閉狀態，從流化床反應器（5）流出的催化劑和污水從中間沉淀管（8-2）自上而下進入磁分離器二（82），經過反射板（8-3）后污水向上流動，磁性催化劑在重力及磁性作用下向下快速沉淀，催化劑沉積在沉淀板（8-4）上，催化劑積累量越大，受到的永磁體磁力越大，磁力大于水壓力時，沉淀板（8-4）打開，催化劑向下流動，被污水帶進流化床循環使用 ，沉淀板（8-4）受到向下的作用力減小，重新關閉；

從磁分離器二（82）分離的破絡后污水流入鐵氧體反應器（4），在污水管道上按計量加入亞鐵鹽和回流磁性污泥Fe₃O₄，并加入Ca（OH）₂調節pH值，污水進入鐵氧體反應器（4）進行充分反應，重金屬離子從污水中去除，反應30min后污水從鐵氧體反應器（4）流出，污水分為兩個支路：一路污水進入磁分離器一（81），污泥與污水進行分離，污水達標排放，污泥進入陳化反應器，經過陳化穩定后，部分污泥從系統排出，部分污泥回流至鐵氧體工序；另一路污水經計量泵（3）抽取進入催化劑反應釜（2），抽取10L泥水混合物進入催化劑反應釜（2），加入質量濃度為1-2%高錳酸鉀，高錳酸鉀氧化二價鐵，生成MnO₂，MnO₂包裹在Fe₃O₄表面，形成磁性催化劑；

磁分離器一（81）上部中央為圓柱型進水管（8-1），進水管（8-1）下部有反射板（8-3），外側為方形的沉淀管（8-2），沉淀管（8-2）與污泥管（8-6）連接，污泥管（8-6）為圓形，污泥管（8-6）外壁布設有永磁鐵，在污泥管（8-6）內設置有圓弧形刮桿（8-7），圓弧形刮桿（8-7）往復運動將吸附在內壁上磁性污泥強力刮除，污水和磁性物質從中間沉淀管（8-2）自上而下進入，經過反射板后污水向上流動，磁性污泥在重力及磁性作用下向下快速沉淀，磁分離器一（81）通過污泥泵將污泥送入陳化反應器（7），污泥在陳化反應器（7）內轉為性能穩定的Fe₃O₄。