申请日2013.09.03
公开(公告)日2015.03.18
IPC分类号C02F9/12
摘要
本发明公开了一种利用纳米材料内循环反复使用的污水处理装置，包括：纳米材料及氧化剂投放系统、搅拌反应系统、沉淀分离排水系统、永磁吸附系统，利用纳米材料极强的聚合作用，将污水中的有机物等还原性物质与不断添加的氧化剂集合成一体进行反应，消除污水中有机物等有害杂质的装置。本发明在装置投入运行初期将足够数量的纳米材料随氧化剂注入装置之中，氧化剂与有机物被纳米材料聚合在一起形成大比重颗粒，有机物在氧化剂的作用下被分解成CO2和水，污水得到净化。纳米粒子完成一轮工作后不断寻找新目标被重复使用。本发明由于创造了纳米材料的反复使用环境，因此成本低、效率高、运行可靠，可以实现长期无人值守等优点。
权利要求书
1.一种利用纳米材料内循环反复使用的污水处理装置，包括：纳米材料及氧化 剂投放系统、搅拌反应系统、沉淀分离排水系统、永磁吸附系统，其中氧化 剂投放系统，包括：原料污水池、污水泵、氧化剂溶解池、氧化剂计量泵、 纳米材料补充罐;沉淀分离排水系统，包括：沉淀分离池、清水汇流槽、清 水排放管、斜板，其特征在于：所述的纳米材料及氧化剂投放系统用于补充 的新纳米材料与氧化剂先行混合后再混入污水中。
2.根据权利要求1所述的一种利用纳米材料内循环反复使用的污水处理装置， 其特征在：所述的定期补充的新纳米材料从计量泵入口补入。
3.根据权利要求1所述的一种利用纳米材料内循环反复使用的污水处理装置， 其特征在于：所述的搅拌反应系统用于将污水中的有机物等还原物质、纳米 材料、氧化剂搅拌均匀，充分接触进行化学反应，将有机物等还原物质分解。
4.根据权利要求1所述的一种利用纳米材料内循环反复使用的污水处理装置， 其特征在于：所述的反应池内置多层搅拌浆，反应池底部分层进料，反应池 上部设置出料。
5.根据权利要求1所述的一种利用纳米材料内循环反复使用的污水处理装置， 其特征在于：所述的搅拌反应系统中反应池内置多层的搅拌浆，底层搅拌浆 为叶片式，使液体向上及四周运动，并在底层进料处产生微负压;中层搅拌 浆为内、外双层锚式浆;上层搅拌浆为叶片式，使液体和反应后产生的气体 向上及四周运动。
6.根据权利要求1所述的一种利用纳米材料内循环反复使用的污水处理装置， 其特征在于：所述的搅拌反应系统中反应池底部分层进料，在底层搅拌浆叶 下部的负压区分二层入料，上层是将外胆沉淀分离区中的纳米沉淀物吸入反 应池内重复参与反应。
7.根据权利要求1所述的一种利用纳米材料内循环反复使用的污水处理装置， 其特征在于：所述搅拌反应系统中反应池上部出料喇叭口设置及出料后锥形 折流板设置。
8.根据权利要求1所述的一种利用纳米材料内循环反复使用的污水处理装置， 其特征在于：所述的沉淀分离排水系统沉淀区将反应池包裹在其中，设置钭 扳沉淀区，上部齿式清水溢流排水槽，沉淀区底部与反应池底部进料口上层 相通。
9.根据权利要求1所述的一种利用纳米材料内循环反复使用的污水处理装置， 其特征在于：所述的永磁吸附系统包括：永久磁铁吸附器，清水截止阀与傍 通阀，永久磁铁吸附器是由多层永久磁铁组成水流阻挡层，每层磁铁可单独 拆、装。
说明书
一种利用纳米材料内循环反复使用的污水处理装置
技术领域
本发明涉及一种利用纳米材料内循环反复使用的污水处理装置，尤其涉 及一种用于工业废水中COD治理的污水处理装置。
背景技术
使用纳米磁性粒子进行污水中COD的吸附解吸附处理是一项新的污 水处理技术，由于纳米材料的高比表面积，其对COD物质具有极强的吸 附能力，同时纳米颗粒具有的磁性可以使其在外加磁场中被吸附分离出 来，并得到再生，因而使用该技术进行COD处理避免了传统生物法的很 多不足，近些年在水处理行业得到了广泛的关注。日本专利 PCT/JP2004/0115862004.8.5中国申请号CN1697784A公布了使用磁分 离技术处理纳米材料吸附解吸附COD的装置，中国专利CN101781003A 公布了一种超导磁分离污水处理装置。
上述专利中都使用了超导磁场来分离纳米磁性颗粒，超导磁场需要高功 率电力作为保障，高昂的电费使其运行成本难以被普通污水处理行业所接受。
发明内容
针对以上所述技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种利用纳米材 料内循环反复使用的污水处理装置，充分利用纳米材料的超强聚合能力。
本发明的发明目的是通过如下技术实现的：
一种利用纳米材料内循环反复使用的污水处理装置，包括：纳米材料及 氧化剂投放系统、搅拌反应系统、沉淀分离排水系统、永磁吸附系统，其中 氧化剂投放系统，包括：原料污水池、污水泵、氧化剂溶解池、氧化剂计量 泵、纳米材料补充罐;沉淀分离排水系统，包括：沉淀分离池、清水汇流槽、 清水排放管、斜板，所述的纳米材料及氧化剂投放系统用于补充的新纳米材 料与氧化剂先行混合后再混入污水中;定期补充的新纳米材料从计量泵入口 补入;搅拌反应系统用于将污水中的有机物等还原物质、纳米材料、氧化剂 搅拌均匀，充分接触进行化学反应，将有机物等还原物质分解;搅拌反应系 统包括反应池内置多层搅拌浆、反应池底部分层进料方式、反应池上部出料 设置。
所述的搅拌反应系统中反应池内置多层的搅拌浆，底层搅拌浆为叶片式， 使液体向上及四周运动，并在底层进料处产生微负压。中层搅拌浆为内、外 双层锚式浆。上层搅拌浆为叶片式，使液体和反应后产生的气体向上及四周 运动。搅拌反应系统中反应池底部分层进料，在底层搅拌浆叶下部的负压区 分二层入料，上层是将外胆沉淀分离区中的纳米沉淀物吸入反应池内重复参 与反应。搅拌反应系统中反应池上部出料喇叭口设置及出料后锥形折流板设 置。
所述沉淀分离排水系统沉淀区将反应池包裹在其中、设置钭扳沉淀区、 上部齿式清水溢流排水槽。沉淀区底部与反应池底部进料口上层相通。
所述永磁吸附系统中永久磁铁吸附器，清水截止阀与傍通阀。永磁吸附 系统中永久磁铁吸附器是由多层永久磁铁组成水流阻挡层，每层磁铁可单独 拆、装。
这种纳米材料在水中能同时将氧化剂和有机物等还原物质紧密地吸附在 一起产生大分子团，发生化学反应，反应的结果使有机物分解成二氧化碳和 水，完成了降解COD的任务。在反应池上部搅拌浆的作用它们排出反应池进 入沉淀分离区。利用自身的重量进行去污清水进行分离而不消耗能源。
沉淀下来的纳米分子团在重力和下部搅拌浆的作用下再次进入反应池重 复同样的作用。大部分的纳米分子团反复循环使用，因而大大降低了运行成 本。少数质量较轻的纳米材料会随清水流向上运动，本装置在上部设置钭板 沉淀层对水中颗粒进行再次拦截。
清水通过溢流槽流入永磁吸附器。由多层永磁材料组成的磁场使清水在 其中多次折流而与磁铁充分接触。由于纳米材料具有磁化特性，在溢流的清 水中夹带的少量纳米材料吸附在磁铁上。可定期取出清理回用。
本发明与现有技术相比有如下效果：
反应迅速彻底，因而可大幅度降低污水中COD。从10000mg/L降到100mg/L 以下。
纳米材料本身无毒无味、反应生成物为CO2和水不影响环境非常环保。
设置永磁拦截纳米材料，杜绝损耗。
绝大部分纳米材料循环使用运行成本大幅下降。占地面积小，可实现无 人值守。日处理量可达数万吨。