CN207943977U - 一种重金属废水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种重金属废水处理装置，包括絮凝沉淀池、光催化氧化池及微波催化活性碳反应池，絮凝沉淀池内设有沉降筒，且沉降筒的顶端开口与进水管连通；光催化氧化池内同轴套设有圆柱形石英护管，石英护管内设有紫外灯管，光催化氧化池与石英护管之间纵向间隔设有多个光催化板；光催化氧化池内位于光催化板的上方处设有第二环形滤板；微波催化活性碳反应池内设有活性炭吸附层，微波催化活性碳反应池内位于活性炭吸附层上方处的内壁上设有第一微波发射器，微波催化活性碳反应池内位于活性炭吸附层下方处的内壁上设有第二微波发射器。本实用新型结构简单、投资小、占地小、运行成本低、处理效率高，最终出水均能够达标排放。

Description

一种重金属废水处理装置

技术领域

本实用新型属于污水处理装置技术领域，具体涉及一种重金属废水处理装置。

背景技术

当前，环境、资源、人口成为世界面临的三大主要问题，全球环境的恶化程度与日剧增，正在对人类社会的生存与发展造成严重威胁。随着电子、电镀、线路板、家电拆解行业的无序发展，重金属污染日益严重，突发性重金属污染事件逐年增多，已经对我国土壤、河流、农业生产及人民群众健康造成很大危害。政府已经把重金属污染列入要紧迫解决的问题。

重金属污染具有持久性、扩散性、富集性特点：(1)持久性：它是不可降解的，会在土壤中存在成百上千年；(2)扩散性：它可以随着地表水、地下水流动而由局部扩散到更广的范围；(3)富集性：无论水中或土壤中的重金属，都会沿着食物链向生物链高端富集，最终进入人体，造成对人类健康的持久危害。

目前国内外对混合重金属废水的治理广泛采用的技术是化学法，它是在废水中加入大量碱性化学物，使重金属形成重金属氧化物从废水中沉淀出来。这种方法已经有几十年历史，技术成熟，重金属去除率较高。但在现实运行中，却有三个障碍：1、最佳沉淀pH互不覆盖，这些重金属氢氧化物都有不同程度的两性特征，最佳沉淀pH互不相容，所以必须分批处理，分别调节pH；2、胶体难沉淀，有些重金属氢氧化物本质上是一种胶体，很难澄清，因此，必须加入絮凝剂并调节最佳pH；3、只有非络合型金属离子才能产生重金属氢氧化物沉淀，在生产实践中，这种混合型废水中的重金属离子75％以上都是络合型的，必须通过破络反应才能使金属离子生成氢氧化物沉淀。以上三大问题使整个废水处理工艺很复杂，要多次调节pH，多次加入不同氧化剂、酸、碱及絮凝剂多次澄清。于是，整个设备自控系统复杂，造成投资大、占地大、运行成本高等一系列问题。因此，很有必要开发出一种不受上述障碍限制，且运行简单，处理效率高的重金属废水处理装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种重金属废水处理装置，解决了现有技术中重金属去除设备自控系统复杂、投资大、占地大、运行成本高的问题。

本实用新型提供了一种重金属废水处理装置，包括絮凝沉淀池、光催化氧化池以及微波催化活性碳反应池，所述絮凝沉淀池一侧的上端设有絮凝剂进料口，相对另一侧的上端设有第一出水管，所述絮凝沉淀池的顶端设有进水管，底端设有第一排泥管，所述第一排泥管上设有第一阀门；所述絮凝沉淀池内设有沉降筒，所述沉降筒通过多个支杆与所述絮凝沉淀池的内壁固接，且所述沉降筒的顶端开口与所述进水管连通，底端开口与所述絮凝沉淀池的底端之间留有距离；所述絮凝沉淀池内位于所述支杆的上方处设有第一环形滤板，所述第一环形滤板套接在所述沉降筒上，且所述第一环形滤板位于所述絮凝剂进料口的上方以及所述第一出水管的下方；

所述光催化氧化池通过所述第一出水管与所述絮凝沉淀池连通，所述光催化氧化池为圆柱体结构，且所述光催化氧化池内同轴套设有圆柱形石英护管，所述石英护管内设有紫外灯管，所述光催化氧化池内纵向且间隔设有多个光催化板，所述光催化板的一侧固定在所述光催化氧化池的内壁上，相对的另一侧固定在所述石英护管的外壁上；所述光催化氧化池内位于所述光催化板的上方处设有第二环形滤板，且所述第二环形滤板套设在所述石英护管上；所述光催化氧化池的底端设有第二排泥管，所述第二排泥管上设有第二阀门；所述光催化氧化池侧壁上端设有第二出水管，且所述第二出水管位于所述第二环形滤板的上方处。

所述微波催化活性碳反应池通过所述第二出水管与所述光催化氧化池连通，所述微波催化活性碳反应池内设有活性炭吸附层，所述微波催化活性碳反应池内位于所述活性炭吸附层上方处的内壁上设有第一微波发射器，所述微波催化活性碳反应池内位于所述活性炭吸附层下方处的内壁上设有第二微波发射器，且所述第一微波发射器与所述第二微波发射器呈对角设置；所述微波催化活性碳反应池一侧的下端设有第三出水管。

优选的，所述沉降筒包括筒体和导流罩，所述筒体为圆柱形结构，所述导流罩为圆台形结构，且所述导流罩固定在所述筒体的底部。

优选的，所述支杆的数量为3-4个。

优选的，所述沉降筒底端开口与所述絮凝沉淀池的底端之间留有的距离为所述沉降筒高度的1/6。

优选的，所述紫外灯管与外部直流电源电连接。

优选的，所述光催化板的数量为3-6个。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型在絮凝沉淀池中设计沉降筒，在不需要动力的条件下，使废液混合均匀，从而有利于絮凝反应的进行，且该装置的结构简单，设计合理，对废液中重金属离子的沉降效果好，处理能力强。

2)本实用新型在光催化氧化池内纵向设置多个光催化板，使光催化板和紫外光充分接触，极大的提高了光催化板上催化剂及光能的利用效率，氧化还原反应的效率高，有利于将重金属离子还原成重金属单质。

3)本实用新型结构简单、投资小、占地小、运行成本低、处理高效，最终出水均能够达标排放。

附图说明

图1为本实用新型提供的重金属废水处理装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的重金属废水处理装置中光催化氧化池的结构示意图。

图标记说明：

1-絮凝剂进料口，2-第一出水管，3-进水管，4-第一排泥管，5-第一阀门，6-沉降筒，7-支杆，8-第一环形滤板，9-石英护管，10-紫外灯管，11-光催化板，12-第二环形滤板，13-第二排泥管，14-第二阀门，15-第二出水管，16-活性炭吸附层，17-第一微波发射器，18-第二微波发射器，19-第三出水管。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

一种重金属废水处理装置，具体如图1-2所示，包括絮凝沉淀池、光催化氧化池及微波催化活性碳反应池，絮凝沉淀池一侧的上端设有絮凝剂进料口1，相对另一侧的上端设有第一出水管2，通过絮凝剂进料口1往絮凝沉淀池内投加絮凝剂如聚合氯化铝、聚合硅酸铝铁、三氯化铁等，絮凝剂可以将废水中的部分重金属离子絮凝沉淀，更为重要的是，絮凝剂能将废水中的悬浮物、胶体物质絮凝沉淀，从而使水质澄清，透光率高，有利于下一步光催化氧化反应的进行。

絮凝沉淀池的顶端设有进水管3，底端设有第一排泥管4，第一排泥管4上设有第一阀门5；絮凝沉淀池采用序批式运行工艺，絮凝反应进行时，关闭第一阀门5，絮凝反应完毕后即静置，使沉淀物聚集在池底，然后打开第一阀门5，通过，第一排泥管4将沉淀排出体系。

絮凝沉淀池内设有沉降筒6，沉降筒6包括筒体和导流罩，筒体为圆柱形结构，导流罩为圆台形结构，且导流罩固定在筒体的底部。沉降筒6通过3-4个支杆7与絮凝沉淀池的内壁固接，且沉降筒6的顶端开口与进水管3连通，底端开口与絮凝沉淀池的底端之间留有的距离为沉降筒6高度的1/6。由于沉降筒6的横截面小于絮凝沉淀池的横截面，使得进入沉降筒6中的废水能够快速的向下流动，最后从沉降筒6的底部流出，然后在絮凝沉淀池中向上流动，最后通过絮凝沉淀池上方的第一出水管2流出。废水在沿沉降筒6向下流动的过程中，废水中会形成一部分沉淀；废水从沉降筒6的底部流出后进入絮凝沉淀池，并在絮凝沉淀池中向上流动的过程中，废水也会形成一部分沉淀，使得沉降更加充分，最后经过沉降处理的废液从絮凝沉淀池的第一出水管2流出，沉降效果好。

絮凝沉淀池内位于支杆7的上方处设有第一环形滤板8，且第一环形滤板8位于絮凝剂进料口1的上方以及第一出水管2的下方；第一环形滤板8可以对絮凝沉淀反应后的出水进行过滤，从而可以减少出水中SS含量。

光催化氧化池通过第一出水管2与絮凝沉淀池连通，光催化氧化池为圆柱体结构，且光催化氧化池内同轴套设有圆柱形石英护管9，石英护管9内设有紫外灯管10，紫外灯管10与外部直流电源电连接；光催化氧化池与石英护管9之间纵向间隔设有3-6个光催化板11，且光催化板11的一侧固定在光催化氧化池的内壁上，相对的另一侧固定在石英护管9的外壁上；光催化氧化池内位于光催化板11的上方处设有第二环形滤板12，且第二环形滤板12套设在石英护管9上；光催化氧化池的底端设有第二排泥管13，第二排泥管13上设有第二阀门14；光催化氧化池上端与第一出水管2相对的侧壁上设有第二出水管15，且第二出水管15位于第二环形滤板12的上方处,。

一般的光催化氧化反应装置中只会设置一块光催板11和一个紫外灯管10，其与废水的接触面积是有限的，本实用新型在反应装置中等间距设置3-6个光催化板11，能够极大的增加废水和光催化板11的接触面积，从而使氧化反应更为迅速的进行。

需要说明的是，光催化板11上负载有TiO₂，TiO₂的能带结构一般由低能价带和高能导带构成，价带和导带之间存在禁带，能带和导带之间的带隙能为3.2ev，当半导体TiO₂受到能量大于其禁带宽度的光源照射时，其价带的电子就被激发，跃迁到导带，产生原初电荷分离，从而产生导带电子和禁带空穴。这些电子和空穴对迁移到表面后，具有强的接收电子的倾向，可以参加氧化还原反应。TiO₂能够吸附废水中的重金属离子，受紫外光照射之后，TiO₂产生电子空穴对，电子跃迁到导带并向TiO₂表面转移，吸附于TiO₂表面的重金属离子得到电子，成为较低价态的金属离子或单质，处于较低价态的金属离子能直接生成化合物沉淀下来或进一步得到电子成为单质，沉积到TiO₂表面。

需要说明的是，紫外灯管10设置在石英护管9内，可以防止紫外灯管10被废水浸泡、损坏。

微波催化活性碳反应池通过第二出水管15与光催化氧化池连通，微波催化活性碳反应池内设有活性炭吸附层16，微波催化活性碳反应池内位于活性炭吸附层16上方处的内壁上设有第一微波发射器17，微波催化活性碳反应池内位于活性炭吸附层16下方处的内壁上设有第二微波发射器18，且第一微波发射器17与第二微波发射器18呈对角设置；微波催化活性碳反应池一侧的下端设有第三出水管19。

光催化氧化池的出水中大部分的重金属离子和有机污染物都得到了去除，为了进一步减少污水中污染物尤其是重金属离子的含量，铁碳微电解池的出水进入微波催化活性碳反应池，通过微波催化活性碳反应池内设置的活性炭吸附层16吸附剩余的重金属离子和污染物，同时微波催化活性碳反应池内还设置有品牌均为松下，型号均为2m244-m1的第一微波发射器17和第二微波发射器18，第一微波发射器17和第二微波发射器18均与外部电源连接，辐射微波，活性炭吸收微波的能力很强，在微波作用下，活性炭表面会产生许多热点，这些热点的温度比活性炭表面的平均温度高很多，有利于促进重金属离子和污染物在活性炭表面的吸附，另一方面还能使吸附到活性炭表面的有机污染物氧化降解，从而使吸附有有机污染物的热点空出来，继续吸附重金属离子，从而推迟活性炭的吸附饱和时间。

需要说明的是，第一微波发射器17与第二微波发射器18呈对角设置，可以使整个活性炭吸附层16都处于微波辐射下，有利于反应的进行。

本实用新型中，以上公开的仅为本实用新型的具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种重金属废水处理装置，其特征在于，包括絮凝沉淀池、光催化氧化池以及微波催化活性碳反应池，所述絮凝沉淀池一侧的上端设有絮凝剂进料口(1)，相对另一侧的上端设有第一出水管(2)，所述絮凝沉淀池的顶端设有进水管(3)，底端设有第一排泥管(4)，所述第一排泥管(4)上设有第一阀门(5)；所述絮凝沉淀池内设有沉降筒(6)，所述沉降筒(6)通过多个支杆(7)与所述絮凝沉淀池的内壁固接，且所述沉降筒(6)的顶端开口与所述进水管(3)连通，底端开口与所述絮凝沉淀池的底端之间留有距离；所述絮凝沉淀池内位于所述支杆(7)的上方处设有第一环形滤板(8)，所述第一环形滤板(8)套接在所述沉降筒(6)上，且所述第一环形滤板(8)位于所述絮凝剂进料口(1)的上方以及所述第一出水管(2)的下方；

所述光催化氧化池通过所述第一出水管(2)与所述絮凝沉淀池连通，所述光催化氧化池为圆柱体结构，且所述光催化氧化池内同轴套设有圆柱形石英护管(9)，所述石英护管(9)内设有紫外灯管(10)，所述光催化氧化池内纵向且间隔设有多个光催化板(11)，且所述光催化板(11)的一侧固定在所述光催化氧化池的内壁上，相对的另一侧固定在所述石英护管(9)的外壁上；所述光催化氧化池内位于所述光催化板(11)的上方处设有第二环形滤板(12)，所述第二环形滤板(12)套设在所述石英护管(9)上；所述光催化氧化池的底端设有第二排泥管(13)，所述第二排泥管(13)上设有第二阀门(14)；所述光催化氧化池的侧壁上端设有第二出水管(15)，且所述第二出水管(15)位于所述第二环形滤板(12)的上方处；

所述微波催化活性碳反应池通过所述第二出水管(15)与所述光催化氧化池连通，所述微波催化活性碳反应池内设有活性炭吸附层(16)，所述微波催化活性碳反应池内位于所述活性炭吸附层(16)上方处的内壁上设有第一微波发射器(17)，所述微波催化活性碳反应池内位于所述活性炭吸附层(16)下方处的内壁上设有第二微波发射器(18)，且所述第一微波发射器(17)与所述第二微波发射器(18)呈对角设置；所述微波催化活性碳反应池一侧的下端设有第三出水管(19)。

2.根据权利要求1所述的重金属废水处理装置，其特征在于，所述沉降筒(6)包括筒体和导流罩，所述筒体为圆柱形结构，所述导流罩为圆台形结构，且所述导流罩固定在所述筒体的底部。

3.根据权利要求1所述的重金属废水处理装置，其特征在于，所述支杆(7)的数量为3-4个。

4.根据权利要求1所述的重金属废水处理装置，其特征在于，所述沉降筒(6)底端开口与所述絮凝沉淀池的底端之间留有的距离为所述沉降筒(6)高度的1/6。

5.根据权利要求1所述的重金属废水处理装置，其特征在于，所述紫外灯管(10)与外部直流电源电连接。

6.根据权利要求1所述的重金属废水处理装置，其特征在于，所述光催化板(11)的数量为3-6个。