CN112573702B - 一种微通道反应处理废水中重金属的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种微通道反应处理废水中重金属的方法及装置，其中方法包括：将预处理后的酸性含重金属的废水和硫化物溶液分别通入微通道反应器中进行反应，其中，微通道反应器将废水和硫化物溶液分成多条溶液分支，并将多条溶液分支分别汇合后实现各分支溶液的相互接触反应，最后将各分支溶液汇合得反应后液体；将反应后液体通入第二表面处理器进行去浮渣处理后得去重金属后的上清液。本申请采用微通道反应器代替传统的多级反应设备，不仅大大简化了工艺流程，同时还能大大缩短反应时间，提高整个工艺流程的效果，能够保证反应物之间充分接触，延长整个微通道反应器的使用寿命。
Description
技术领域
本申请属于废水中重金属处理技术领域，尤其涉及一种微通道反应处理废水中重金属的方法及装置。
背景技术
目前有关废水中重金属处理的方法有很多，包括化学法、物理法和生物法：
化学法主要包括：化学沉淀法和电解法
化学沉淀由于受沉淀剂和环境条件的影响，沉淀法往往出水浓度达不到要求，需作进一步处理，产生的沉淀物必须很好地处理与处置，否则会造成二次污染；电解法不适于处理较低浓度的含重金属离子的废水.
物理处理法主要包含:溶剂萃取分离、离子交换法、膜分离技术及吸附法
溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大，使这种方法存在一定局限性，应用受到很大的限制；离子交换法的离子交换剂易氧化失效，再生频繁，操作费用高。电渗析与电解组合起来的一种方法。膜分离技术在运行中电极极化、结垢和腐蚀等问题较大；吸附法有很强吸附能力，去除率高，但吸附剂再生效率低，处理水质很难达到回用要求，价格贵，应用受到限制。
生物处理法是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法
生物吸附法吸附容量易受环境因素的影响，微生物对重金属的吸附具有选择性，而重金属废水常含有多种有害重金属，影响微生物的作用，应用上受限制。
发明内容
为解决上述背景技术中存在的问题，本申请第一方面提供一种微通道反应处理废水中重金属的方法，包括：
将预处理后的酸性含重金属的废水和硫化物溶液分别通入微通道反应器中进行反应，其中，所述微通道反应器将所述废水和所述硫化物溶液分成多条溶液分支，并将所述多条溶液分支分别汇合后实现各分支溶液的相互接触反应，最后将所述各分支溶液汇合得反应后液体；
将所述反应后液体通入第二表面处理器进行去浮渣处理后得去重金属后的上清液。
作为本申请的进一步说明，所述预处理包括：将所述酸性含重金属的废水中加入氢氧化钠后，调节PH到3.5，然后将调节PH后的所述废水通入第一表面处理器进行去浮渣处理，所得上清液即为所述预处理后的酸性含重金属的废水。
作为本申请的进一步说明，将所述反应后液体通入所述第二表面处理器之前，所述方法还包括将所述反应后液体通入缓冲罐进行缓冲处理，并将所述缓冲罐内的硫化氢气体经由硫化氢除害塔进行净化处理。
本申请第二方面提供一种微通道反应处理废水中重金属的装置，包括微通道反应器和第二表面处理器，
其中，所述微通道反应器用于将所述预处理后的酸性含重金属的废水和所述硫化物溶液分成多条溶液分支，并将所述多条溶液分支分别汇合后实现各分支溶液的相互接触反应，最后将所述各分支溶液汇合得反应后液体；
所述第二表面处理器用于将所述反应后液体进行去浮渣处理后得去重金属后的上清液。
作为本申请的进一步说明，所述装置还包括反应罐和第一表面处理器；
其中，所述反应罐用于所述酸性含重金属的废水的PH值的调节；
所述第一表面处理器用于将调节PH后的所述废水进行去浮渣处理后得所述预处理后的酸性含重金属的废水。
作为本申请的进一步说明，所述第一表面处理器和第二表面处理器均包括壳体、分别设置在所述壳体上端一侧的清液口和底端的排渣口、设置于所述壳体内的管板和多根滤芯；所述管板固定在所述壳体内壁，且所述管板将所述壳体内部分隔为上腔室和下腔室两部分，所述清液口位于所述上腔室上端一侧，所述滤芯下端延伸至所述下腔室内，所述管板上开设多个通孔，所述滤芯上端敞口下端密封，所述滤芯上端敞口对接在所述通孔位置并固定，使所述滤芯内部与所述上腔室内连通，所述下腔室下端一侧还开设有进液口。
作为本申请的进一步说明，所述上腔室侧端还开设有清液回流口，且所述清液回流口位置低于所述清液口。
作为本申请的进一步说明，所述清液回流口、所述排渣口及所述进液口上均安装有阀体。
作为本申请的进一步说明，所述装置还包括缓冲罐和硫化氢除害塔；
其中，所述缓冲罐用于将所述反应后液体进行缓冲处理，所述硫化氢除害塔用于将所述缓冲罐内的硫化氢气体进行净化处理。
作为本申请的进一步说明，所述微通道反应器包括第一总管、第二总管、第三总管及多根Y型支管，所述第一总管、所述第二总管及所述第三总管平行设置，且所述Y型支管沿所述第一总管、所述第二总管及所述第三总管的长度方向均匀分布，所述Y型支管的三个端口分别与所述第一总管、所述第二总管及所述第三总管内连通。
与现有技术相比，本申请具有以下有益的技术效果：
申请提供的微通道反应处理废水中重金属的工艺方法，采用微通道反应器代替传统的多级反应设备，不仅大大简化了工艺流程，同时还能大大缩短反应时间，提高整个工艺流程的效果，更重要的时，本申请采用的微通道反应原理能够保证反应物之间充分接触，这是因为微通道反应器将酸性含重金属的废水和硫化物溶液分流成大量的细小分支后，利用两两分支交汇合后形成相互接触反应，也即将酸性含重金属的废水和硫化物溶液分隔成大量细小分支后形成多次多级接触反应，使得两溶液接触时间充分延长，此外，大量分支管路的设置，还能保证在其中某些分支管路因反应残渣的存在造成堵塞后，仍能利用其余正常分支管路继续进行微通道反应，延长整个微通道反应器的使用寿命。
附图说明
图1是本申请提供的微通道反应处理废水中重金属的装置示意图；
图2是本申请提供的微通道反应器主视结构示意图；
图3是本申请提供的微通道反应器俯视结构示意图；
图4是本申请提供的表面处理器结构示意图。
附图标记说明
1-反应罐；2-第一表面处理器；3-第一渣槽；4-微通道反应器；401-第一总管；402-第一支管；403-第二总管；404-第二支管；405-第三支管；406-第三总管；5-缓冲罐；6-第二渣槽；7-第二表面处理器；701-清液回流口；702-上腔室；703-滤芯；704-进液口；705-排渣口；706-下腔室；707-管板；708-清液口；709-壳体；8-硫化氢除害塔。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面将结合具体实施例对本申请的技术方案加以解释。
实施例1
如图1所示，提供一种微通道反应处理废水中重金属的方法，包括：
将预处理后的酸性含重金属的废水和硫化物溶液分别通入微通道反应器4中进行反应，其中，所述微通道反应器4将所述废水和所述硫化物溶液分成多条溶液分支，并将所述多条溶液分支分别汇合后实现各分支溶液的相互接触反应，最后将所述各分支溶液汇合得反应后液体；
将所述反应后液体通入第二表面处理器7进行去浮渣处理后得去重金属后的上清液。
本申请提供的微通道反应处理废水中重金属的工艺方法，采用微通道反应器代替传统的多级反应设备，不仅大大简化了工艺流程，同时还能大大缩短反应时间，提高整个工艺流程的效果，更重要的时，本申请采用的微通道反应原理能够保证反应物之间充分接触，这是因为微通道反应器将酸性含重金属的废水和硫化物溶液分流成大量的细小分支后，利用两两分支交汇合后形成相互接触反应，也即将酸性含重金属的废水和硫化物溶液分隔成大量细小分支后形成多次多级接触反应，使得两溶液接触时间充分延长，此外，大量分支管路的设置，还能保证在其中某些分支管路因反应残渣的存在造成堵塞后，仍能利用其余正常分支管路继续进行微通道反应，延长整个微通道反应器的使用寿命。
具体的，如图2和3所示，所述微通道反应器包括第一总管401、第二总管403、第三总管406及多根Y型支管(Y型支管由第一支管402、第二支管404及第三支管405三部分组成)，所述第一总管401、所述第二总管403及所述第三总管406平行设置，且所述Y型支管沿所述第一总管401、所述第二总管403及所述第三总管406的长度方向均匀分布，所述Y型支管的三个端口分别与所述第一总管401、所述第二总管403及所述第三总管406内连通，也即第一支管402与第一总管401内连通，第二支管404与第二总管403内连通，第三支管405与第一总管406内连通，在使用该微通道反应器时，将预处理后的酸性含重金属的废水和硫化物溶液分别通入第一总管401和第二总管403内，将第三总管406外接后续反应处理容器，此时第一总管401和第二总管403内的各反应液被分隔成无数支细小分支后通入不同的第一支管402和第二支管404内，而连通的第一支管402和第二支管404内的反应液便会形成接触反应后汇合入第三支管405，最后全部汇入第一总管406内导出。
所述预处理包括：将所述酸性含重金属的废水中加入氢氧化钠后，调节PH到3.5，然后将调节PH后的所述废水通入第一表面处理器2进行去浮渣处理，所得上清液即为所述预处理后的酸性含重金属的废水。
将所述反应后液体通入所述第二表面处理器7之前，所述方法还包括将所述反应后液体通入缓冲罐5进行缓冲处理，并将所述缓冲罐5内的硫化氢气体经由硫化氢除害塔8进行净化处理，该处缓冲罐5和硫化氢除害塔8的设置，能够实现反应产物硫化氢有害气体的净化处理。
如图4所示，本申请中所述第一表面处理器和第二表面处理器均包括壳体709、分别设置在所述壳体709上端一侧的清液口708和底端的排渣口705、设置于所述壳体709内的管板707和多根滤芯703；所述管板707固定在所述壳体709内壁，且所述管板707将所述壳体709内部分隔为上腔室702和下腔室706两部分，所述清液口708位于所述上腔室702上端一侧，所述滤芯703下端延伸至所述下腔室706内，所述管板707上开设多个通孔，所述滤芯703上端敞口下端密封，所述滤芯703上端敞口对接在所述通孔位置并固定，使所述滤芯703内部与所述上腔室702内连通，所述下腔室706下端一侧还开设有进液口704；其中的滤芯703可以采用外包滤膜与内部龙骨组合的方式，也即在内支撑龙骨外侧包裹滤膜后组成滤芯703；
进一步的，所述上腔室702侧端还开设有清液回流口701，且所述清液回流口701位置低于所述清液口708；且所述清液回流口701、所述排渣口705及所述进液口704上均安装有阀体。
在使用上述表面过滤器时，首先将排渣口704关闭，将反应后液体通过压力泵通入进液口704后，液体流入下腔室706内后与滤芯703接触，经滤芯70表面滤膜过滤后清液进入滤芯70内部，残渣被截留在滤膜外表面，随着流入的液体的不断增多，下腔室706内页面逐渐升高，直至液面到达下腔室706顶端，此时下腔室内浑浊液体被管板707阻挡，只有经过滤芯70过滤的清液才能通过其上端的敞口流入上腔室702内，而随着液面再次升高至清液口708位置时，便可以排出上清液；此外由于初始流入上腔室702内的液体可能并不能达到过滤标准，因此设置清液回流口701，可以将初始清液排出后再次返回至待过滤原液处，与其一起再次通入进液口704，直至上清液达到过滤标准后，方可将清液回流口701关闭，使上清液到达至清液口708位置排出即可。上述表面过滤器相较于普通板框式压滤机，其经过多个滤芯由下至上缓慢多次过滤，能够明显提成过滤的效果，过滤精度很高，且整体体积较小，设备使用成本低，其整体的密封效果也很好，能够有效阻挡有害气体硫化氢气体的溢出。
实施例2
一种微通道反应处理废水中重金属的装置，包括微通道反应器7和第二表面处理器7，
其中，所述微通道反应器用于将所述预处理后的酸性含重金属的废水和所述硫化物溶液分成多条溶液分支，并将所述多条溶液分支分别汇合后实现各分支溶液的相互接触反应，最后将所述各分支溶液汇合得反应后液体；
所述第二表面处理器用于将所述反应后液体进行去浮渣处理后得去重金属后的上清液。
所述装置还包括反应罐和第一表面处理器；
其中，所述反应罐用于所述酸性含重金属的废水的PH值的调节；
所述第一表面处理器用于将调节PH后的所述废水进行去浮渣处理后得所述预处理后的酸性含重金属的废水。
所述第一表面处理器和第二表面处理器均包括壳体、分别设置在所述壳体上端一侧的清液口和底端的排渣口、设置于所述壳体内的管板和多根滤芯；所述管板固定在所述壳体内壁，且所述管板将所述壳体内部分隔为上腔室和下腔室两部分，所述清液口位于所述上腔室上端一侧，所述滤芯下端延伸至所述下腔室内，所述管板上开设多个通孔，所述滤芯上端敞口下端密封，所述滤芯上端敞口对接在所述通孔位置并固定，使所述滤芯内部与所述上腔室内连通，所述下腔室下端一侧还开设有进液口。
进一步的，所述上腔室侧端还开设有清液回流口，且所述清液回流口位置低于所述清液口；且所述清液回流口、所述排渣口及所述进液口上均安装有阀体。
所述装置还包括缓冲罐和硫化氢除害塔；
其中，所述缓冲罐用于将所述反应后液体进行缓冲处理，所述硫化氢除害塔用于将所述缓冲罐内的硫化氢气体进行净化处理。
所述微通道反应器包括第一总管、第二总管、第三总管及多根Y型支管，所述第一总管、所述第二总管及所述第三总管平行设置，且所述Y型支管沿所述第一总管、所述第二总管及所述第三总管的长度方向均匀分布，所述Y型支管的三个端口分别与所述第一总管、所述第二总管及所述第三总管内连通。
上述实施例2提供的微通道反应处理废水中重金属的装置是匹配于实施例1提供的方法的处理装置，因此其原理及技术效果部分可参照实施例1，这里不再赘述。
以上给出的实施例是实现本申请较优的例子，本申请不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本申请技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本申请的保护范围。
Claims (4)
1.一种微通道反应处理废水中重金属的方法，其特征在于，包括：
将预处理后的酸性含重金属的废水和硫化物溶液分别通入微通道反应器中进行反应，其中，所述微通道反应器将所述废水和所述硫化物溶液分成多条溶液分支，并将所述多条溶液分支分别汇合后实现各分支溶液的相互接触反应，最后将所述各分支溶液汇合得反应后液体；
将所述反应后液体通入第二表面处理器进行去浮渣处理后得去重金属后的上清液；
所述预处理包括：将所述酸性含重金属的废水中加入氢氧化钠后，调节PH到3.5，然后将调节PH后的所述废水通入第一表面处理器进行去浮渣处理，所得上清液即为所述预处理后的酸性含重金属的废水；
将所述反应后液体通入所述第二表面处理器之前，所述方法还包括将所述反应后液体通入缓冲罐进行缓冲处理，并将所述缓冲罐内的硫化氢气体经由硫化氢除害塔进行净化处理；
其中，所述微通道反应器用于将所述预处理后的酸性含重金属的废水和所述硫化物溶液分成多条溶液分支，并将所述多条溶液分支分别汇合后实现各分支溶液的相互接触反应，最后将所述各分支溶液汇合得反应后液体；
所述第二表面处理器用于将所述反应后液体进行去浮渣处理后得去重金属后的上清液；
所述第一表面处理器和第二表面处理器均包括壳体、分别设置在所述壳体上端一侧的清液口和底端的排渣口、设置于所述壳体内的管板和多根滤芯；所述管板固定在所述壳体内壁，且所述管板将所述壳体内部分隔为上腔室和下腔室两部分，所述清液口位于所述上腔室上端一侧，所述滤芯下端延伸至所述下腔室内，所述管板上开设多个通孔，所述滤芯上端敞口下端密封，所述滤芯上端敞口对接在所述通孔位置并固定，使所述滤芯内部与所述上腔室内连通，所述下腔室下端一侧还开设有进液口；
所述缓冲罐用于将所述反应后液体进行缓冲处理，所述硫化氢除害塔用于将所述缓冲罐内的硫化氢气体进行净化处理；
所述微通道反应器包括第一总管、第二总管、第三总管及多根Y型支管，所述第一总管、所述第二总管及所述第三总管平行设置，且所述Y型支管沿所述第一总管、所述第二总管及所述第三总管的长度方向均匀分布，所述Y型支管的三个端口分别与所述第一总管、所述第二总管及所述第三总管内连通；在使用该微通道反应器时，将预处理后的酸性含重金属的废水和硫化物溶液分别通入第一总管和第二总管内，将第三总管外接后续反应处理容器，此时第一总管和第二总管内的各反应液被分隔成无数支细小分支后通入不同的第一支管和第二支管内，而连通的第一支管和第二支管内的反应液便会形成接触反应后汇合入第三支管，最后全部汇入第一总管内导出。
2.根据权利要求1所述的微通道反应处理废水中重金属的方法，其特征在于，还包括反应罐和第一表面处理器；
其中，所述反应罐用于所述酸性含重金属的废水的PH值的调节；
所述第一表面处理器用于将调节PH后的所述废水进行去浮渣处理后得所述预处理后的酸性含重金属的废水。
3.根据权利要求2所述的微通道反应处理废水中重金属的方法，其特征在于，所述上腔室侧端还开设有清液回流口，且所述清液回流口位置低于所述清液口。
4.根据权利要求3所述的微通道反应处理废水中重金属的方法，其特征在于，所述清液回流口、所述排渣口及所述进液口上均安装有阀体。
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