[发明专利]一种基于零价铁的脱硫废水处理反应器

说明书

本发明提供了一种基于零价铁的脱硫废水处理反应器。本发明的基于零价铁的脱硫废水处理反应器包括壳体，在壳体内部设置有填料区、初级沉淀区和二级沉淀区，填料区包括至少两级上下间隔设置且用于填充零价铁的填料层，初级沉淀区具有锥形底部且设置在位于最下方的填料层下方，二级沉淀区设置在初级沉淀区的外部并与初级沉淀区的上部连通，在位于填料区上方的壳体上设有进水口，在壳体中插设有抽吸导流管，抽吸导流管的下端穿设于填料区并与初级沉淀区的锥形底部连通，在二级沉淀区的上部设有出水口。上述脱硫废水处理反应器具有空间节省、运行及维护方便、反应能耗及生产成本低、零价铁分布均匀且稳定、出水水质好等优势。

技术领域

本发明涉及重金属废水处理技术领域，尤其是涉及一种基于零价铁的脱硫废水处理反应器。

背景技术

石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术（WFGD）是我国当前燃煤电厂控制SO₂污染的主流处理工艺。在脱硫过程中，烟气中携带的多种污染物，如SO₂、HCl、重金属离子等，会随着喷淋液进入脱硫系统的浆液中；为了防止脱硫系统浆液中的氯离子、硫酸根离子、镁离子等富集对设备造成腐蚀，保证整个湿法脱硫系统及主机的安全可靠运行，电厂需要定期从脱硫系统中连续外排脱硫废水。脱硫废水含盐量极高且成分复杂，石灰石品质、系统运行工况、锅炉负荷、工艺水质等诸多因素都会对脱硫废水中的污染物成分造成影响；其中，含有多种第一类污染物，如铬、铅、镉、硒、砷等的脱硫废水一旦处理不到位进入环境，将对人们赖以生存的大气、水和土壤环境造成污染，严重危害生物体的健康。

传统的脱硫废水处理方法主要包括化学沉淀法、蒸发浓缩法、膜分离法等。化学沉淀法是目前电厂最常用的脱硫废水处理工艺，其中三联箱技术、双碱法、石灰-烟道气法都属于化学沉淀法。化学沉淀法操作方便，步骤简单，往往通过投加石灰石、氢氧化钠等碱性药剂，使金属离子形成氢氧化物沉淀达到去除目的。然而，过量的沉淀剂投加会导致工艺成本增加，同时会产生大量的污泥残渣，进而造成二次污染。

膜分离法包括正渗透（FO）、反渗透（RO）、电渗析（ED）、纳滤（NF）等，具有设备简单、适用范围广、处理效率高等优势，且可以实现重金属的回收利用。然而，膜组件容易受到污染，其维护和更换成本相对昂贵，并且膜组件对进水的要求较高，需去除废水中的悬浮物等杂质，从而增加了废水的前处理成本。

研究表明，零价铁可以通过氧化还原、沉淀絮凝、吸附等作用实现对废水中污染物的高效协同去除，零价铁以及其改进技术被越来越广泛地应用于各领域废水的处理技术中。目前，提出了一种可高效处理电厂废水的流化床铁氧微晶体处理系统，该流化床系统对电厂实际脱硫废水的处理具有重要应用价值。然而，这种流化态反应系统仍然存在以下不足：1）搅拌动力消耗大，搅拌能耗占运行成本约50%；2）装置停止运行时铁粉容易堆积在反应器底部，板结情况严重；3）铁粉比重大、易沉积，其活化形成的反应性介质分布不稳定。

因此，有待开发一种能够降低处理成本、简化运行维护流程、提高处理效果的高效重金属污染废水处理系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于零价铁的脱硫废水处理反应器，其具有空间节省、运行及维护方便、反应能耗及生产成本低、零价铁分布均匀且稳定、出水水质好等优势。

本发明提供一种基于零价铁的脱硫废水处理反应器，包括壳体，在壳体内部设置有填料区、初级沉淀区和二级沉淀区，填料区包括至少两级上下间隔设置且用于填充零价铁的填料层，初级沉淀区具有锥形底部且设置在位于最下方的填料层下方，二级沉淀区设置在初级沉淀区的外部并与初级沉淀区的上部连通，在位于填料区上方的壳体上设有进水口，在壳体中插设有抽吸导流管，抽吸导流管的下端穿设于填料区并与初级沉淀区的锥形底部连通，在二级沉淀区的上部设有出水口。

进一步地，在相邻的填料层之间设置有弧顶，在弧顶上开设有多个通孔。

进一步地，弧顶的截面形状为圆弧，圆弧的圆心角为90-120°，圆弧的弦长为壳体直径。