申请日2013.08.01
公开(公告)日2013.12.25
IPC分类号C02F9/04
摘要
一种用于重金属废水处理的纳米反应装置。它包括连体槽，其特征连体槽依次由反应槽、纳米沉淀槽、曝气槽、絮凝槽、沉淀槽、清水槽及过滤槽构成，反应槽与纳米沉淀槽之间设过水道，反应槽的回流口管与纳米沉淀槽的排泥口管连通，纳米沉淀槽上所设纵向溢流槽后端壁上的溢流槽出水口管与曝气槽上的曝气槽进水口管连通，曝气槽与絮凝槽由之间隔壁上溢流口连通，絮凝槽与沉淀槽由之间隔壁上所设过水口管连通，过滤槽由中部隔板分隔的前、后分过滤槽形成，前、后分过滤槽上的前、后横向溢流分槽与沉淀槽上所设呈横向“T”字形状的溢流槽连通，前、后分过滤槽右侧壁上所设前、后过滤水出口管与清水槽的过滤水进口管连通。本实用新型适宜重金属废水处理。
权利要求书
1.一种用于重金属废水处理的纳米反应装置，它包括一连体槽，其特征在于所述连体槽依次由反应槽(1)、纳米沉淀槽(2)、曝气槽(3)、絮凝槽(4)、沉淀槽(5)、过滤槽(7)及清水槽(6)所形成，所述反应槽(1)上端口上设有输出轴上带多层叶轮(11)的纳米专用搅拌机(12)的机架(13)，所述反应槽(1)后端壁上设有一带法兰座的回流口管(16)及带法兰座的放空口管(17)，所述反应槽(1)左侧壁上设有带法兰座的源水进口管(18)，所述反应槽(1)上端口处还设有相配的顶板(19)，所述纳米沉淀槽(2)下端端部为均布的呈纵向的 “V”字形状的左、右槽底部(21、22)，所述纳米沉淀槽(2)下端端部所均布的呈纵向的“V”字形状的左、右槽底部(21、22)后端壁处均分别设有一带阀的排泥口管(23、24)，所述纳米沉淀槽(2)下端端部所均布的呈纵向的“V”字形状的左、右槽底部(21、22)后端壁上分别所设的排泥口管(23、24)上的阀与串接有回流泵(25)的且另一端带法兰座的管道(26)的一端形成并联连通，所述串接有回流泵(25)的管道(26)另一端上的法兰座与所述反应槽(1)后端壁上所设的回流口管(16)上的法兰座连通，所述纳米沉淀槽(2)内的中部处设有上、下端分别带网板(27、28)的蜂窝斜管(29)，所述纳米沉淀槽(2)内的上端端部处设有纵向的溢流槽(210)，所述纵向的溢流槽(210)后端壁上设有一带法兰座的溢流槽出水口管(211)，所述纳米沉淀槽(2)与所述反应槽(1)之间还设有过水道(212)，所述纳米沉淀槽(2)上端口处还设有相配的顶板(213)，所述曝气槽(3)内底面上设有带法兰座的压缩空气接口(32)的曝气管(31)，所述曝气槽(3)后端壁上自上而下依次设有带法兰座的排气口管(33)、人孔(34)及带法兰座的曝气槽进水口管(35)，所述曝气槽(3)后端壁上所设的曝气槽进水口管(35)上的法兰座与所述纳米沉淀槽(2)内的上端端部处所设的纵向的溢流槽(210)后端壁上所设的溢流槽出水口管(211)上的法兰座由两端带法兰座的管道(36)连通，所述曝气槽(3)上端口处还设有相配的且带人孔(37)的顶板(38)，所述絮凝槽(4)上端口处设有带搅拌机(42)的机架(41)，所述絮凝槽(4)前端壁上设有带法兰座的排污口管(43)，所述絮凝槽(4)与所述曝气槽(3)之间的隔壁处设有溢流口(44)，所述絮凝槽(4)上端口处还设有相配的顶板(45)，所述沉淀槽(5)下端端部为均布有呈纵向的 “V”字形状的左、右槽底部(51、52)，所述沉淀槽(5)下端端部所均布的呈纵向的“V”字形状的左、右槽底部(51、52)前端壁处分别设有一带阀的排泥口管(53、54)，所述沉淀槽(5)内的中部处设有上、下端分别带网板(55、56)的蜂窝斜管(57)，所述沉淀槽(5)内的上端端部处设有呈横向的“T”字形状的溢流槽(58)，所述沉淀槽(5)与所述絮凝槽(4)之间的隔壁处设有带法兰座的过水口管(59)，所述沉淀槽(5)上端口处还设有相配的顶板(510)，所述清水槽(6)设置在所述沉淀槽(5)内的右下角处，所述清水槽(6)前端壁上设有带法兰座的总出水口管(61)及带法兰座的过滤水进口管(62)，所述清水槽(6)后端壁上设有带法兰座的反冲洗出水口管(63)，所述过滤槽(7)为由中部隔板(71)分隔的前、后分过滤槽(72、73)所形成，所述前、后分过滤槽(72、73)上端端部内分别设有一端与所述沉淀槽(5)内的上端端部处所设的呈横向的“T”字形状的溢流槽(58)连通的前、后横向的溢流分槽(74、75)，所述前、后分过滤槽(72、73)上端部内还分别设有一前、后横向的反冲洗集水槽(76、77)，所述前、后横向的反冲洗集水槽(76、77)的右侧壁上分别设有一带法兰座的前、后反冲洗排水口管(78、79)，所述前、后分过滤槽(72、73)下端部内分别设有一其上分布有滤头(710、711)的前、后滤板(712、713)，所述其上分布有滤头(710、711)的前、后滤板(712、713)上还分别铺设有前、后过滤层(714、715)，所述前、后分过滤槽(72、73)下端端部的右侧壁上均分别设有串接着中进水口处上带法兰座的前、后三通及前、后阀的前、后过滤水出口管(716、717)，所述前、后分过滤槽(72、73)下端端部的右侧壁上分别所设的前、后过滤水出口管(716、717)上的前、后三通的中进水口处的法兰座分别与串接有反冲洗水泵(721)的反冲洗水管道(722)的一端串接的弯头上的法兰座及三通的中出水口处的法兰座形成并联连通，所述反冲洗水管道(722)的另一端且通过其上的法兰座与所述清水槽(6)后端壁上所设的反冲洗出水口管(63)上的法兰座形成连通，所述前、后分过滤槽(72、73)下端端部的右侧壁上分别所设的前、后过滤水出口管(716、717)上的前、后阀处与过滤水管道(718)一端串接着的带外螺纹的弯头及带外螺纹的三通形成并联连通，所述过滤水管道(718)的另一端且串接有中出水口处上带法兰座的三通(719)及阀(720)，所述过滤水管道(718)的另一端串接的三通(719)的中出水口处上的法兰座与所述清水槽(6)前端壁上所设的过滤水进口管(62)上的法兰座处形成连通，所述过滤槽(7)上端口处还设有相配的顶板(723)。
2.根据权利要求1所述一种用于重金属废水处理的纳米反应装置，其特征在于所述反应槽(1)上端口内的前左、右角处还分别设有加药料斗(14)及ORP计(15)。
3. 根据权利要求1所述一种用于重金属废水处理的纳米反应装置，其特征在于所述纳米专用搅拌机(12)输出轴上的多层叶轮(11)为三层叶轮。
4. 根据权利要求1所述一种用于重金属废水处理的纳米反应装置，其特征在于所述曝气管(31)上的曝气孔均布在曝气管(31)的下端面处。
5. 根据权利要求1所述一种用于重金属废水处理的纳米反应装置，其特征在于所述沉淀槽(5)与所述絮凝槽(4)之间的隔壁处所设的过水口管(59)上的法兰座与带法兰座的且下端面均布有出水孔的过水口管罩(511)连通。
6. 根据权利要求1所述一种用于重金属废水处理的纳米反应装置，其特征在于所述沉淀槽(5)的后端壁上还设有一人孔(512)。
7. 根据权利要求1所述一种用于重金属废水处理的纳米反应装置，其特征在于所述清水槽(6)的前端壁上还设有一人孔(64)。
8. 根据权利要求1所述一种用于重金属废水处理的纳米反应装置，其特征在于所述前分过滤槽(72)的前端壁上还设有一人孔(724)，所述后分过滤槽(73)的后端壁上还设有一人孔(725)。
9. 根据权利要求1所述一种用于重金属废水处理的纳米反应装置，其特征在于所述前、后过滤层(714、715)为石英砂过滤层。
说明书
一种用于重金属废水处理的纳米反应装置
技术领域
本实用新型涉及一种用于重金属废水处理的装置，特别是涉及一种用于重金属废水处理的纳米反应装置。
背景技术
目前用于重金属废水处理的工艺一般有电凝聚法，石灰铁盐法。
电凝聚法不稳定，污泥较多，沉淀性差;阳极极板容易生钝化现象，盐分过高，极板容易击穿，无机配位体易与重金属离子形成可溶性的稳定络合物，影响重金属离子的去除，控制较复杂，需严格控制进水的pH值和控制电流电压，阳极极板金属消耗量大、需要大量盐类作辅助药剂，能耗高。
石灰铁盐法不稳定，污泥较多，沉淀性差，重金属元素分级处理，多级加药;加药量和各级控制条件要求较严格，无机配位体易与重金属离子形成可溶性的稳定络合物，影响重金属离子的去除，通过多级加药来控制pH值沉淀不同的重金属，故控制较复杂，能耗较高，占地面积大。
然而零价铁用于重金属废水处理的工艺日趋成熟。重金属及砷的处理主要利用其与高活性的纳米零价铁来进行。零价铁独特还原能力及表面化学活性使其能应用于重金属的高效去除。利用纳米级零价铁对水中砷、镉、铜、铅、镍、锌、汞等均有良好去除效果。纳米零价铁由于其比表面积大，反应速率更高，所需时间更短。纳米铁反应的效果与普通零价铁比较，纳米铁与水中金属离子反应速率远高于普通大尺寸零价铁材料，纳米铁与水中金属离子反应快，且吸附、处理容量是普通材料10到1000倍。由此根据纳米铁的相关特性进行设计，以提供一套适宜利用纳米铁的重金属废水处理设备。
发明内容
本实用新型的目的是要提供一种用于重金属废水处理的纳米反应装置，它不但能有效地实施利用纳米药剂彻底去除废水中的重金属离子，而且结构紧凑、合理及处理效率高。
为了实现上述的目的本实用新型提出如下设计方案: 本实用新型的一种用于重金属废水处理的纳米反应装置包括一连体槽，所述连体槽依次由反应槽、纳米沉淀槽、曝气槽、絮凝槽、沉淀槽、过滤槽及清水槽所形成，所述反应槽上端口上设有输出轴上带多层叶轮的纳米专用搅拌机的机架，所述反应槽后端壁上设有一带法兰座的回流口管及带法兰座的放空口管，所述反应槽左侧壁上设有带法兰座的源水进口管，所述反应槽上端口处还设有相配的顶板，所述纳米沉淀槽下端端部为均布的呈纵向的 “V”字形状的左、右槽底部，所述纳米沉淀槽下端端部所均布的呈纵向的“V”字形状的左、右槽底部后端壁处均分别设有一带阀的排泥口管，所述纳米沉淀槽下端端部所均布的呈纵向的“V”字形状的左、右槽底部后端壁上分别所设的排泥口管上的阀与串接有回流泵的且另一端带法兰座的管道的一端形成并联连通，所述串接有回流泵的管道另一端上的法兰座与所述反应槽后端壁上所设的回流口管上的法兰座连通，所述纳米沉淀槽内的中部处设有上、下端分别带网板的蜂窝斜管，所述纳米沉淀槽内的上端端部处设有纵向的溢流槽，所述纵向的溢流槽后端壁上设有一带法兰座的溢流槽出水口管，所述纳米沉淀槽与所述反应槽之间还设有过水道，所述纳米沉淀槽上端口处还设有相配的顶板，所述曝气槽内底面上设有带法兰座的压缩空气接口的曝气管，所述曝气槽后端壁上自上而下依次设有带法兰座的排气口管、人孔及带法兰座的曝气槽进水口管，所述曝气槽后端壁上所设的曝气槽进水口管上的法兰座与所述纳米沉淀槽内的上端端部处所设的纵向的溢流槽后端壁上所设的溢流槽出水口管上的法兰座由两端带法兰座的管道连通，所述曝气槽上端口处还设有相配的且带人孔的顶板，所述絮凝槽上端口处设有带搅拌机的机架，所述絮凝槽前端壁上设有带法兰座的排污口管，所述絮凝槽与所述曝气槽之间的隔壁处设有溢流口，所述絮凝槽上端口处还设有相配的顶板，所述沉淀槽下端端部为均布有呈纵向的 “V”字形状的左、右槽底部，所述沉淀槽下端端部所均布的呈纵向的“V”字形状的左、右槽底部前端壁处分别设有一带阀的排泥口管，所述沉淀槽内的中部处设有上、下端分别带网板的蜂窝斜管，所述沉淀槽内的上端端部处设有呈横向的“T”字形状的溢流槽，所述沉淀槽与所述絮凝槽之间的隔壁处设有带法兰座的过水口管，所述沉淀槽上端口处还设有相配的顶板，所述清水槽设置在所述沉淀槽内的右下角处，所述清水槽前端壁上设有带法兰座的总出水口管及带法兰座的过滤水进口管，所述清水槽后端壁上设有带法兰座的反冲洗出水口管，所述过滤槽为由中部隔板分隔的前、后分过滤槽所形成，所述前、后分过滤槽上端端部内分别设有一端与所述沉淀槽内的上端端部处所设的呈横向的“T”字形状的溢流槽连通的前、后横向的溢流分槽，所述前、后分过滤槽上端部内还分别设有一前、后横向的反冲洗集水槽，所述前、后横向的反冲洗集水槽的右侧壁上分别设有一带法兰座的前、后反冲洗排水口管，所述前、后分过滤槽下端部内分别设有一其上分布有滤头的前、后滤板，所述其上分布有滤头的前、后滤板上还分别铺设有前、后过滤层，所述前、后分过滤槽下端端部的右侧壁上均分别设有串接着中进水口处上带法兰座的前、后三通及前、后阀的前、后过滤水出口管，所述前、后分过滤槽下端端部的右侧壁上分别所设的前、后过滤水出口管上的前、后三通的中进水口处的法兰座分别与串接有反冲洗水泵的反冲洗水管道的一端串接的弯头上的法兰座及三通的中出水口处的法兰座形成并联连通，所述反冲洗水管道的另一端且通过其上的法兰座与所述清水槽后端壁上所设的反冲洗出水口管上的法兰座形成连通，所述前、后分过滤槽下端端部的右侧壁上分别所设的前、后过滤水出口管上的前、后阀处与过滤水管道一端串接着的带外螺纹的弯头及带外螺纹的三通形成并联连通，所述过滤水管道的另一端且串接有中出水口处上带法兰座的三通及阀，所述过滤水管道的另一端串接的三通的中出水口处上的法兰座与所述清水槽前端壁上所设的过滤水进口管上的法兰座处形成连通，所述过滤槽上端口处还设有相配的顶板。
所述反应槽上端口内的前左、右角处还分别设有加药料斗及ORP计。
所述纳米专用搅拌机输出轴上的多层叶轮为三层叶轮。
所述曝气管上的曝气孔均布在曝气管的下端面处。
所述沉淀槽与所述絮凝槽之间的隔壁处所设的过水口管上的法兰座与带法兰座的且下端面均布有出水孔的过水口管罩连通。
所述沉淀槽的后端壁上还设有一人孔。
所述清水槽的前端壁上还设有一人孔。
所述前分过滤槽的前端壁上还设有一人孔，所述后分过滤槽的后端壁上还设有一人孔。
所述前、后过滤层为石英砂过滤层。
本实用新型的工作过程如下：原水经源水进口管进入反应槽，反应槽内的水和从反应槽上端口内的前左角处所设的加药料斗通入的纳米药剂，在纳米专用搅拌机的搅拌作用下，充分反应，反应槽的水通过反应槽与纳米沉淀槽中部之间所设的过水道进入纳米沉淀槽沉淀，沉淀的纳米材料再通过纳米沉淀槽下端端部所均布的呈纵向的“V”字形状的左、右槽底部后端壁上分别所设的排泥口管上的阀与反应槽后端壁上所设的回流口管上的法兰座之间串接有回流泵的管道回流至反应槽，从而保证纳米药剂的充分利用，并还通过反应槽上端口内的前右角处所设的ORP计控制纳米药剂的投加量，由此保证水处理的稳定效果，纳米沉淀槽的上清液通过纳米沉淀槽内的上端端部处所设的纵向的溢流槽及连通纵向的溢流槽后端壁上所设的带法兰座的溢流槽出水口管与曝气槽后端壁上所设的带法兰座的曝气槽进水口管的管道进入曝气槽，通过曝气把水中剩余的纳米材料氧化，从水中析出变为悬浮物，曝气槽的出水从曝气槽与絮凝槽之间所设的溢流口溢流至絮凝槽，经搅拌机搅拌，使污水完全絮凝反应后通过絮凝槽与沉淀槽之间的隔壁处所设的过水口管进入沉淀槽，经过沉淀后，上清液通过沉淀槽内的上端端部处所设的呈横向的“T”字形状的溢流槽及分别与沉淀槽内的上端端部处所设的呈横向的“T”字形状的溢流槽连通的前、后横向的溢流分槽溢流进入过滤槽，最后经石英砂过滤层及滤头过滤后的水通过连通前、后分过滤槽下端端部的右侧壁上分别所设的前、后过滤水出口管上的前、后阀处与清水槽前端壁上所设有的带法兰座的过滤水进口管的过滤水管道进入清水槽。
设备在运行一段时间后，由于石英砂过滤层内会积聚一些颗粒污染物，使过滤的水头损失增加，因此需要进行反冲洗。反冲洗时采用清水区的水，用反冲洗水泵提升自动反冲洗，反冲洗过程为反冲洗水通过清水槽后端壁上所设的反冲洗出水口管上的法兰座与前、后分过滤槽下端端部的右侧壁上分别所设的前、后过滤水出口管上的前、后三通的中进水口处的法兰座之间连通的反冲洗水管道进入过滤槽底部，然后通过分布在前、后滤板上的滤头及石英砂滤层进行反冲洗，最后反冲洗水溢流至前、后分过滤槽上端部内分别所设的前、后横向的反冲洗集水槽内，再从前、后横向的反冲洗集水槽的右侧壁上分别所设的带法兰座的前、后反冲洗排水口管外排，直至清洗完毕。反冲洗时且须先将所述前、后分过滤槽下端端部的右侧壁上均分别所设的前、后过滤水出口管上的前、后阀关闭。
本实用新型的一种用于重金属废水处理的纳米反应装置具有如下优点：
1、本实用新型的一种用于重金属废水处理的纳米反应装置且根据纳米药剂的特性，在反应槽上端口上架设的纳米专用搅拌机的输出轴上设置多层叶轮，即可大大提高纳米药剂的充分反应效率，并去除废水中的重金属离子。
2、本实用新型的一种用于重金属废水处理的纳米反应装置的反应槽上端口内的前右角处设ORP计，反应槽通过ORP值控制纳米药剂的投加量，保证重金属离子的去除，而且进一步节约纳米材料的用量。
3、本实用新型的一种用于重金属废水处理的纳米反应装置且在反应槽后端壁上设一带法兰座的回流口管，及在纳米沉淀槽下端端部所均布的呈纵向的“V”字形状的左、右槽底部后端壁处均分别设一带阀的排泥口管，并由串接有回流泵的管道的二端连通，由此将来自反应槽水体中的未完全反应的纳米药剂在纳米沉淀槽内沉淀，然后再回流到反应槽，且使纳米药剂尽量停留在反应槽内而不流失，实现纳米药剂的最大化利用，纳米药剂且对废水中重金属离子进行充分的还原、吸附、共沉淀，也为纳米药剂得到物尽其用，同时降低使用成本。
4、本实用新型的一种用于重金属废水处理的纳米反应装置的曝气槽内底面上所设的曝气管上的曝气孔且均布在曝气管的下端面处，由此可避免细小颗粒物进入曝气孔堵塞曝气管，确保曝气时能将溶解在水中剩余的纳米药剂得到充分氧化，并从水中析出变为悬浮物而有助于去除。
5、本实用新型的一种用于重金属废水处理的纳米反应装置增设了一反冲洗系统，反冲洗水通过清水槽后端壁上所设的反冲洗出水口管上的法兰座与前、后分过滤槽下端端部的右侧壁上分别所设的前、后过滤水出口管上的前、后三通的中进水口处的法兰座之间连通的反冲洗水管道进入过滤槽底部，然后通过分布在前、后滤板上的滤头及石英砂滤层进行反冲洗，最后反冲洗水溢流至前、后分过滤槽上端部内分别所设的前、后横向的反冲洗集水槽内，再从前、后横向的反冲洗集水槽的右侧壁上分别所设的带法兰座的前、后反冲洗排水口管外排。反冲洗时且将所述前、后分过滤槽下端端部的右侧壁上均分别所设的前、后过滤水出口管上的前、后阀关闭。反冲洗后有利于滤头及石英砂过滤层的清洁，也保障了过滤效率及水处理的效果。
6、本实用新型的一种用于重金属废水处理的纳米反应装置且将各个功能槽组合在一起，不但使设备占地面积缩小，而且还使设备运行效率得到显著提升。
简而言之，本实用新型的一种用于重金属废水处理的纳米反应装置结构简洁、实用，用于重金属废水处理效果佳、使用成本低。
