[发明专利]利用好氧颗粒污泥去除和回收有机酸废水中阳离子重金属的装置和方法

说明书

本发明公开了一种利用好氧颗粒污泥去除和回收有机酸废水中阳离子重金属的装置与方法。它包括调节罐、反应罐，其中调节罐包括调节罐pH电极、碱液进液管、搅拌电机、搅拌杆、搅拌桨和调节罐进水管；反应罐包括反应罐pH电极、电磁阀、第一曝气头、分离筛、第二曝气头、沉淀防扰器和反应罐进水管，调节罐出水管与反应罐进水管相连。反应罐正常运行时，利用第二曝气泵进行曝气；反应结束后，再脉冲式开启第一曝气泵进行曝气，使形成于好氧颗粒污泥表面的重金属沉淀微球脱落，再通过分离筛将沉淀微球分离并收集于反应罐泥斗中，实现废水重金属的回收。该发明可同时去除废水中的有机物和重金属，并有效地回收其中的重金属元素。

技术领域

本发明属于水处理设备领域，具体涉及一种利用好氧颗粒污泥去除和回收有机酸废水中阳离子重金属的装置和方法。

背景技术

含重金属的废水主要来源于矿冶、机械制造、化工、电子等工业生产过程，是对水体污染最严重和对人类危害最大的废水之一。研究废水中重金属的去除和回收对环境和人类自身有着重要作用。

传统的废水处理工艺，通过吸附、沉淀等方法将废水中的重金属转移至固体物质中，消耗大量化学试剂，产生大量含有重金属的固体废弃物，然而这些固体废弃物中重金属含量往往比较低，并不具有回收利用的价值，填埋处理又可能出现再次释放、污染环境的情况。此外，传统处理方法中，一个反应器单元往往只能处理一类污染；针对复合污染物污染的废水，需要串联一系列的反应器单元，才能将污染物逐一去除，这不仅增加了工艺的复杂性，也增加了反应器制造和运行成本。

因此设计一种能同时去除废水中的有机物和重金属，并且能有效回收重金属的装置和方法很有必要。

发明内容

本发明的目的是解决同时去除废水中有机物和重金属，并且在不排泥的条件下高效回收废水重金属的难题。

本发明装置和方法的核心基础在于：通过实验发现阳离子重金属能在好氧颗粒污泥的表面形成沉淀微球(重金属主要以碳酸盐、氢氧化物、氧化物等形式存在)，这些沉淀微球在大的水力扰动下，可以从好氧颗粒污泥表面脱落，利用两者尺寸不同的特征，可以用筛网将两者分开，实现重金属与污泥的有效分离，沉淀微球可用于重金属的回收，污泥可用于再次处理废水。好氧颗粒污泥与重金属沉淀微球示意图如图1所示。

本发明具体采用的技术方案如下：

一种利用好氧颗粒污泥去除和回收有机酸废水中阳离子重金属的装置，包括调节罐和反应罐；

所述调节罐主体为调节罐罐体，调节罐罐体上端设有搅拌电机、调节罐pH电极、碱液进液管、调节罐进水管，搅拌电机通过搅拌杆连接搅拌桨，碱液进液管上设有碱液进液泵，调节罐进水管上设有调节罐进水泵，所述的搅拌桨、调节罐pH电极、碱液进液管、调节罐进水管均伸入调节罐罐体内部；调节罐罐体侧面底部设有调节罐出水管；调节罐罐体下端设有调节罐泥斗，调节罐泥斗底部设有调节罐泥斗阀门；

所述反应罐主体为反应罐罐体，反应罐罐体内部上端设有反应罐pH电极；反应罐罐体侧面中部设有反应罐出水管，反应罐出水管上安装有电磁阀；反应罐罐体下部设有沿横截面方向分隔罐体内腔的分离筛，分离筛上方设有第一曝气头，第一曝气头通过第一气管连接第一气泵，分离筛下方设有第二曝气头，第二曝气头通过第二气管连接第二气泵；反应罐罐体下端设有反应罐泥斗，反应罐泥斗内部在第二曝气头下方设置有沉淀防扰器，沉淀防扰器为与反应罐罐体同轴设置的圆锥形，且沉淀防扰器的底面与反应罐泥斗内部之间留有环形的缝隙；反应罐泥斗底部连接反应罐进水管，反应罐进水管通过反应罐进水泵与调节罐出水管连接。

作为优选，所述的调节罐罐体为圆筒形，高径比为1.5～2.5：1，材质为不锈钢。

作为优选，所述的调节罐泥斗为漏斗形，上部为倒置圆锥形，下部为圆柱形，材质为不锈钢；上部圆锥侧边母线与圆锥轴线的夹角为30～50°，圆锥底部直径等于调节罐罐体直径，并通过焊接连接。