一种处理重金属废水的一体化工艺

摘要

本发明涉及一种处理重金属废水的一体化工艺。本发明中反应器构造简单、结构紧凑，对重金属废水处理效率高，且易于操作、管理和维修。该工艺无需纳米零价铁混合液回流设备，充分利用搅拌装置在反应器内部形成的流场将纳米零价铁提升，再利用纳米零价铁自身重力实现固液分离和零价铁回流，从而使纳米零价铁在反应器中充分混合并循环，最大限度地利用了其高吸附性能以及对重金属的强还原特性。用该一体化装置分别对模拟废水及经预处理后含有重金属的电镀废水进行处理，处理后出水中各种重金属浓度均优于国家第一类污染物排放标准。反应器水力停留时间短，处理效率高，无需额外投加化学混凝剂，易将含重金属的纳米零价铁分离回收，避免重金属的二次污染。

主权项

一种处理重金属废水的一体化工艺，其特征在于采用一体化反应器处理重金属废水，利用纳米零价铁的吸附/氧化还原特性，在主反应区内实现重金属污染物质从水体中转移至纳米零价铁颗粒表面，并在回流区顺利完成固液分离；所述一体化反应器为圆筒状结构，分为主反应区(1)、回流区(2)、沉淀区(3)以及出水区(4)，主反应区(1)位于反应器中部，主反应区上部直径大于下部，主反应区(1)顶部连通回流区(2)，下部连通沉淀区(3)，回流区(2)下部开口连通出水区(4)，回流区(2)底部为沉淀区(3)，主反应区(1)内设有搅拌器(5)，出水区(4)上沿设置导水槽(6)，主反应区(1)底部开口设置重金属废水进口(7)和纳米零价铁进出口(8)；具体步骤如下： （1）纳米零价铁的制备在转速为160‑220rpm的搅拌条件下，将浓度为9.3‑9.6 g/L的硼氢化钠逐滴滴加到7.8 g/L的氯化铁溶液中，反应结束后继续搅拌20‑40分钟，然后用磁铁快速将纳米零价铁与水分离，并分别用去离子水和乙醇清洗，分离后保存于无水乙醇中备用；（2）污染物去除阶段将重金属废水以2L/h的流速泵入一体化反应器的主反应区下端，同时将纳米零价铁泵入主反应区下端，利用搅拌提升力，使其充分混合的同时被提升至主反应区上端，控制纳米零价铁的浓度为4.8‑5.2g/L，重金属废水在主反应区的水力停留时间为25‑35分钟，纳米零价铁在主反应区快速吸附/还原重金属，重金属从水体中转移至纳米颗粒表面，实现废水中重金属污染物的去除；（3）固液分离阶段混合液离开主反应区上端进入回流区后，混合液在回流区的水力停留时间为8‑12分钟，纳米零价铁在自身重力作用下沉降至沉淀区，沉淀区时间为8‑12分钟，通过搅拌器搅拌形成的吸引力使位于沉淀区的纳米零价铁再次进入主反应区，实现纳米零价铁的循环利用；经处理的水则进入出水区，出水区的水力停留时间为8‑12分钟，随后经出水堰进入导水槽排出反应器，同时实现了固液分离和纳米零价铁的回流；（4）纳米零价铁的更新一体化反应器间歇排出吸附有重金属的纳米零价铁，并注入步骤(1)所得的纳米零价铁，保持纳米零价铁的浓度为4.8‑5.2g/L，用以维持纳米零价铁的反应活性和吸附容量。