申请日2018.11.03
公开(公告)日2019.02.01
IPC分类号C02F9/04; C02F101/22; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种一体式流化床铁氧化体发生器及水处理反应器，该装置包括：反应区，其为柱状;沉淀区，其设于所述反应区的外部，所述沉淀区的底部开口与所述反应区连通，所述沉淀区的底部为倾斜设计;导流筒，其设于所述反应区内的下部，所述反应区与所述导流筒的中心轴线重合，搅拌桨叶设于所述导流筒内部，所述搅拌桨叶通过连杆与搅拌器连接。本发明的有益效果为：(1)介质流化反应区和固液分离沉淀区一体化设计，既节省空间同时也降低生产成本;(2)介质流化反应区能够高效流化高浓度、大比重的铁粉和铁氧体介质;(3)沉淀区能够高效截流铁氧体媒介，使其能够重复利用，同时确保出水悬浮物浓度保持较低水平，保证处理水水质。
权利要求书
1.一种一体式流化床铁氧化体发生器及水处理反应器，其特征在于，包括：
反应区(3)，其为柱状;
沉淀区(2)，其设于所述反应区(3)的外部，所述沉淀区(2)的底部开口与所述反应区(3)连通，所述沉淀区(2)的底部为倾斜设计;
导流筒(5)，其设于所述反应区(3)内的下部，所述反应区(3)与所述导流筒(5)的中心轴线重合，搅拌桨叶(4)设于所述导流筒(5)内部，所述搅拌桨叶(4)通过连杆与搅拌器(7)连接。
2.根据权利要求1所述的流化床铁氧化体发生器及水处理反应器，其特征在于，所述反应区(3)为圆柱状时，所述沉淀区(2)环绕在所述反应区(3)的外部周向布置。
3.根据权利要求1所述的流化床铁氧化体发生器及水处理反应器，其特征在于，所述反应区(3)为四棱柱状时，所述沉淀区(2)环绕在所述反应区(3)的外部周向布置，或所述沉淀区(2)沿所述反应器的边沿相对布置。
4.根据权利要求1所述的流化床铁氧化体发生器及水处理反应器，其特征在于，所述沉淀区(2)底部的倾斜角不小于45°。
5.根据权利要求1所述的流化床铁氧化体发生器及水处理反应器，其特征在于，所述沉淀区(2)底部的开口面积为所述沉淀区(2)顶部液面面积的15～25%;所述沉淀区(2)底部的开口到所述沉淀区(2)顶部液面的垂直高度不低于1m。
6.根据权利要求1所述的流化床铁氧化体发生器及水处理反应器，其特征在于，还包括加料口(8)，其设于所述反应区(3)的顶部。
7.根据权利要求1所述的流化床铁氧化体发生器及水处理反应器，其特征在于，还包括出水堰(9)，其沿所述沉淀区(2)顶部的边沿设置。
8.根据权利要求1所述的流化床铁氧化体发生器及水处理反应器，其特征在于，还包括曝气装置，其设于所述反应区(3)内的上部。
9.根据权利要求1所述的流化床铁氧化体发生器及水处理反应器，其特征在于，还包括进水管(1)，其与所述反应区(3)上部连通。
10.根据权利要求7所述的流化床铁氧化体发生器及水处理反应器，其特征在于，还包括出水管(6)，其与所述出水堰(9)连通。
说明书
一体式流化床铁氧微晶体发生器及水处理反应器
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体而言，涉及一体式流化床铁氧微晶体发生器及水处理反应器。
背景技术
(1)重金属污染废水问题
燃煤电厂湿法烟气脱硫废水中，往往包含众多种类和形态不一的重金属污染物，而废水的高含盐背景又极大地增加了处理难度。又如，电镀车间废水的重金属浓度(例如镍、铬、锌)经常超过1000毫克/升，而最新的标准(电镀废水表三标准)则要求镍<0.1mg/L，这就要求废水处理系统要达到99.99%以上的去除率。传统化学中和絮凝沉淀法很难达到这样高的去除率，处理出水无法满足新的排放标准。以膜法处理为代表的新技术，用于处理重金属污染废水，则面临着成本高昂的问题，而且，膜分离过程仅仅是把重金属浓缩在弃液中，如何处理弃液又是个大问题。如何有效治理这类疑难工业废水，满足日益严格的重金属废水排放标准，需要开发出新型高效而又经济可行的新技术支撑。
(2)重金属废水处理技术背景
传统中和絮凝沉淀法，通过加石灰乳、铁盐、铝盐、有机硫等传统水处理化学药剂，可以去除众多重金属，然而这类处理过程涉及的化学机理单一，主要是以吸附沉淀为主要机理，有相当的局限性，特别是对有些重金属，处理出水能达到的最低浓度往往在1毫克/升以上，无法满足一些新排放标准。此外，某些特种处理药剂，比如有机硫等，使用成本高昂。
电化学法，例如电渗析(Electrodialysis)及电解絮凝(Electrofloculation)等，也可用于处理重金属废水。然而，尽管有些独特的优势，电化学法仍然面临一些经济技术障碍，特别是其处理出水往往无法满足最新的严格排放标准问题。
零价铁也可于重金属废水的处理，主要是利用铁粉的化学还原性，还原一些以氧化态形式存在的重金属，比如铬酸根、硒酸根等，转化成易于去除的低价态形式。零价铁作为反应介质，与废水接触后，其表面迅速锈蚀，生成稳定的铁锈覆盖层，迅速钝化失活，导致铁粉的大量消耗和浪费。此外，与中和吸附沉淀等过程相比，化学还原过程一般较慢，往往需要较长的反应时间。这些都极大的降低了传统零价铁技术处理重金属废水的经济技术可行性。
铁氧化物(比如磁铁矿)用于去除废水的各类重金属(比如砷)已做了大量的实验室研究，结果在文献中也广泛报道。然而，工业中的实际应用还是有限，特别是各类疑难废水的处理，单纯的铁氧化物表面吸附对很多重金属离子并不是特别有效。
总而言之，传统的化学絮凝沉淀法，包括较新的零价铁技术，以及各类电化学法用于处理重金属污染工业废水普遍无法满足日益严格的各类相关的国家及地方环保排放达标标准。工业界迫切需要一种操作简单、成本合理、而又能够高效去除重金属污染物，达成污染物稳定化减量化的废水处理技术。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种一体式流化床铁氧微晶体发生器及水处理反应器，操作简单、成本合理、且又能高效去除重金属污染物。
本发明提供了一种一体式流化床铁氧微晶体发生器及水处理反应器，该装置包括：
反应区，其为柱状;
沉淀区，其设于所述反应区的外部，所述沉淀区的底部开口与所述反应区连通，所述沉淀区的底部为倾斜设计;
导流筒，其设于所述反应区内的下部，所述反应区与所述导流筒的中心轴线重合，搅拌桨叶设于所述导流筒内部，所述搅拌桨叶通过连杆与搅拌器连接。
作为本发明的进一步改进，所述反应区为圆柱状时，所述沉淀区环绕在所述反应区的外部周向布置。
作为本发明的进一步改进，所述反应区为四棱柱状时，所述沉淀区环绕在所述反应区的外部周向布置，或所述沉淀区沿所述反应器的边沿相对布置。
作为本发明的进一步改进，所述沉淀区底部的倾斜角不小于45°。
作为本发明的进一步改进，所述沉淀区底部的开口面积为所述沉淀区顶部液面面积的15～25%;所述沉淀区底部的开口到所述沉淀区顶部液面的垂直高度不低于1m。
作为本发明的进一步改进，还包括加料口，其设于所述反应区的顶部。
作为本发明的进一步改进，还包括出水堰，其沿所述沉淀区顶部的边沿设置。
作为本发明的进一步改进，还包括曝气装置，其设于所述反应区内的上部。
作为本发明的进一步改进，还包括进水管，其与所述反应区上部连通。
作为本发明的进一步改进，还包括出水管，其与所述出水堰连通。
本发明的有益效果为：本发明所述一体式流化床铁氧微晶体发生器及水处理反应器，(1)介质流化反应区和固液分离沉淀区一体化设计，既节省空间同时也降低生产成本;(2)介质流化反应区能够高效流化高浓度、大比重的铁粉和铁氧微晶体;(3)沉淀区能够高效截流铁氧微晶体媒介，使其能够重复利用，同时确保出水悬浮物浓度保持较低水平，保证处理水水质。