[发明专利]一种电聚结强化纳米吸附沉淀污水处理方法

说明书

本发明公开了一种电聚结强化纳米吸附沉淀污水处理方法，包括：纳米吸附：将污水的pH值调整至6～8，然后向污水中投加水合金属氧化物纳米颗粒和FeCl₃，使污水中污染物吸附于水合金属氧化物纳米颗粒上；电聚结：将纳米吸附后污水通入电聚结反应器，并在低压直流电场条件下进行电聚结，使吸附有污染物的水合金属氧化物纳米颗粒相互团聚，形成聚结增大的水合金属氧化物纳米颗粒团；沉淀：将电聚结后污水通入沉淀反应器，使所述水合金属氧化物纳米颗粒团沉淀，从而实现污水中污染物的分离去除。本发明能够使吸附有污染物的水合金属氧化物纳米颗粒易于沉淀分离，实现水中污染物的高效去除，而且药剂投加量小、处理效率高、污泥产生量小、反应速度快。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种电聚结强化纳米吸附沉淀污水处理方法。

背景技术

水合金属氧化物纳米颗粒对水中多种类型的污染物具有强烈的吸附作用。现有研究表明，纳米水合氧化铁、纳米水合氧化锰、纳米铁锰复合金属氧化物等金属氧化物的纳米颗粒对水中砷、磷、汞、铊等多种污染物具有较高的吸附容量，具有较高的污染物深度去除应用潜力。但是水合金属氧化物纳米颗粒却难以直接应用于污水处理，这主要存在如下问题：①水合金属氧化物纳米颗粒的粒径较小，在污水处理过程中，容易随水流失，这使得吸附有污染物的水合金属氧化物纳米颗粒不易沉淀分离，达不到污染物中水中分离去除的目的。②污水处理过程中投加的水合金属氧化物纳米颗粒易堵塞后端的过滤系统，快速增大水头损失，导致过滤系统频繁反洗再生。③处理出水中可能会残余少量的纳米粒子，其排放后可能会影响生态安全。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种电聚结强化纳米吸附沉淀污水处理方法，能够使吸附有污染物的水合金属氧化物纳米颗粒易于沉淀分离，实现水中污染物的高效去除，而且药剂投加量小、处理效率高、污泥产生量小、反应速度快，能够去除污水中磷、砷、锑、铊、镉、铅等多种污染物，具有较高的推广应用价值。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电聚结强化纳米吸附沉淀污水处理方法，包括以下步骤：

步骤A、纳米吸附：将污水的pH值调整至6～8，然后向污水中投加水合金属氧化物纳米颗粒和FeCl₃，使污水中污染物吸附于水合金属氧化物纳米颗粒上；

步骤B、电聚结：将纳米吸附后污水通入电聚结反应器，并在低压直流电场条件下进行电聚结，使吸附有污染物的水合金属氧化物纳米颗粒相互团聚，形成聚结增大的水合金属氧化物纳米颗粒团；

步骤C、沉淀：将电聚结后污水通入沉淀反应器，使所述聚结增大的水合金属氧化物纳米颗粒团沉淀，从而实现污水中污染物的分离去除。

优选地，还包括以下步骤：

步骤D、倒极再生：电聚结运行一定时间后，更换电聚结反应器的电流方向，进行倒极再生，将电聚结反应器的极板上富集的金属氧化物脱附；

步骤E、化学清洗再生：倒极再生后，将再生液排出电聚结反应器，然后向电聚结反应器中加入稀酸溶液，对电聚结反应器的极板进行化学清洗再生，实现所述极板的再生循环使用。

优选地，所述稀酸溶液是采用盐酸和/或硫酸配制成的pH值为2.5～3.5的酸溶液；所述稀酸溶液在电聚结反应器中的停留时间为60～120min。

优选地，在步骤D中，更换电聚结反应器的电流方向，使电流方向与电聚结时的电流方向相反，工作电流为直流，工作电压为10～15V，工作时间为10～20min。

优选地，在步骤A中，所述水合金属氧化物纳米颗粒的粒径在200纳米以下；所述水合金属氧化物纳米颗粒的投加量小于250mg/L。

优选地，在步骤A中，所述水合金属氧化物纳米颗粒为水合氧化铁纳米颗粒、水合氧化锰纳米颗粒或水合氧化铁锰纳米颗粒中的至少一种。