專利名稱：一種結(jié)晶去除和回收重金屬的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用 新型屬于污水處理裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種結(jié)晶去除和回收重金屬的裝置。
背景技術(shù)：
中國(guó)水體的重金屬污染逐漸成為危害最大的水污染問(wèn)題之一，江河湖庫(kù)底質(zhì)的污染率高達(dá)80. 1%。2003年黃河，淮河，松花江，遼河等十大流域的重金屬超標(biāo)斷面的污染程度均為超V類。重金屬污染不僅具有環(huán)境危害持久性、地球化學(xué)循環(huán)性和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性等特點(diǎn)，且易被生物富集并有生物放大效應(yīng)。因此自然水體如遭重金屬污染，不僅將對(duì)漁業(yè)和農(nóng)業(yè)造成嚴(yán)重危害，還將對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。國(guó)內(nèi)外關(guān)于重金屬?gòu)U水處理技術(shù)的研究已有幾十年的歷史，取得了大量的研究成果，各種處理工藝不斷涌現(xiàn)與發(fā)展，化學(xué)沉淀法作為一種傳統(tǒng)的重金屬污染物處理技術(shù)，因其具有操作簡(jiǎn)單、處理速度快、耐負(fù)荷沖擊強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在重金屬?gòu)U水處理領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。 但其也有以下缺點(diǎn)(1)占地面積大；(2)處理后重金屬污泥含水量高，處理成本高；(3)污泥中重金屬回收困難。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服已有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)晶去除和回收重金屬的裝置，具有操作簡(jiǎn)單，并具有高重金屬去除和回收率的特點(diǎn)。本實(shí)用新型中的一種結(jié)晶去除和回收重金屬的裝置，其特征在于，該裝置為一封閉容器，該容器從下到上分為相互連通的結(jié)晶反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)；。結(jié)晶反應(yīng)區(qū)內(nèi)填充有誘導(dǎo)結(jié)晶載體，底部設(shè)有布水器，結(jié)晶反應(yīng)區(qū)對(duì)應(yīng)的容器的底部設(shè)有回流溶液入口，容器側(cè)壁兩側(cè)設(shè)有重金屬?gòu)U水進(jìn)口和沉淀劑進(jìn)口 ；結(jié)晶反應(yīng)區(qū)上部對(duì)應(yīng)的容器側(cè)壁設(shè)有回流溶液出口，沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)有固液分離器、微晶捕集器；沉淀區(qū)對(duì)應(yīng)的容器側(cè)壁上設(shè)有出水口。所述的裝置主體為圓柱形，采用有機(jī)玻璃、工程塑料或不銹鋼等制成。的結(jié)晶反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)的直徑比為0.2 1-1 1，體積比為20 1-2.0 1，整個(gè)裝置的高徑比25 1-5 1。布水器可為一管多孔、分枝管狀和盤式布水器；反應(yīng)器兩側(cè)的廢水進(jìn)口和沉淀劑進(jìn)口可設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)以上。結(jié)晶反應(yīng)區(qū)內(nèi)填充誘導(dǎo)結(jié)晶載體的晶種直徑為 0. 05-0. 5mm。所述裝置沉淀區(qū)內(nèi)微晶捕集器為一層或兩層以上圓形片狀金屬網(wǎng)或塑料網(wǎng)，網(wǎng)格直徑0.05-0.5cm，每片金屬網(wǎng)的直徑與結(jié)晶反應(yīng)區(qū)的內(nèi)徑比為1 1-0.4 1。固液分離器主體為三角構(gòu)型，固液分離器底部直徑和結(jié)晶反應(yīng)區(qū)的內(nèi)徑比為0.9 1-0.5 1。本實(shí)用新型與現(xiàn)有裝置相比具有的有益效果是(1)裝置自下而上分為結(jié)晶反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)，各單元結(jié)構(gòu)緊湊、功能分區(qū)明確、操作簡(jiǎn)單、易于維護(hù)；(2)裝置底部?jī)蓚?cè)設(shè)有多個(gè)廢水進(jìn)口和藥劑進(jìn)口，可以根據(jù)裝置運(yùn)行過(guò)程中重金屬效果分別調(diào)整廢水進(jìn)口和藥劑進(jìn)口數(shù)量，便于調(diào)控裝置內(nèi)重金屬離子結(jié)晶沉淀時(shí)過(guò)飽和度，促使重金屬以非均相成核方式結(jié)晶沉淀，提高重金屬去除效率；(3)裝置設(shè)有反應(yīng)溶液回流，根據(jù)不同重金屬結(jié)晶特征設(shè)定不同的回流比，使裝置內(nèi)誘導(dǎo)結(jié)晶載體處于良好流化狀態(tài)，整個(gè)裝置不易堵塞，載體表面的結(jié)晶產(chǎn)物附著均勻致密，純度較高，利于回收。(4)誘導(dǎo)結(jié)晶載體經(jīng)沉淀劑表面改性后，大大縮小誘導(dǎo)結(jié)晶載體和結(jié)晶重金屬沉淀物之間的表面張力，有利于提高重金屬結(jié)晶去除率；(5)裝置頂部沉淀區(qū)設(shè)有固液分離器，易于分離沉淀區(qū)內(nèi)溶液中的結(jié)晶懸浮物；(6)裝置頂部沉淀區(qū)設(shè)有微晶捕集器，對(duì)未在結(jié)晶反應(yīng)區(qū)載體表面生長(zhǎng)二進(jìn)入沉淀區(qū)的的微晶實(shí)現(xiàn)二次結(jié)晶捕集，進(jìn)一步提高重金屬的結(jié)晶去除率和回收率。

圖1為本發(fā)明所述一種結(jié)晶去除和回收重金屬的裝置的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的結(jié)晶去除和回收重金屬的裝置結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下本實(shí)用新型中的一種重金屬去除和回收裝置結(jié)構(gòu)，如圖1所示，該裝置為一封閉容器，從下到上分為相互連通的結(jié)晶反應(yīng)區(qū)I和沉淀區(qū)II。結(jié)晶反應(yīng)區(qū)I底部?jī)蓚?cè)分別一個(gè)或兩個(gè)以上的廢水進(jìn)口 1和沉淀劑進(jìn)口 8(例如圖中顯示有4個(gè))，底部設(shè)有回流溶液入口 11和布水器9。結(jié)晶反應(yīng)區(qū)I上部設(shè)有回流溶液出口 2，結(jié)晶反應(yīng)區(qū)I內(nèi)填充誘導(dǎo)結(jié)晶載體7。沉淀區(qū)II內(nèi)設(shè)有固液分離器5及微晶捕集器6 ；結(jié)晶反應(yīng)區(qū)I的側(cè)壁設(shè)有出水口 3，頂部設(shè)有頂蓋4使裝置封閉。所述的裝置主體為圓柱形，采用有機(jī)玻璃、工程塑料或不銹鋼等制成。結(jié)晶反應(yīng)區(qū) I和沉淀區(qū)II的直徑比為0.2 1-1 1，體積比為20 1-2.0 1，整個(gè)裝置的高徑比 25 1-5 I0布水器9可為一管多孔、分枝管狀和盤式布水器；反應(yīng)裝置兩側(cè)分別設(shè)有的廢水進(jìn)口和沉淀劑進(jìn)口可根據(jù)重金屬沉淀結(jié)晶去除效果決定選用廢水進(jìn)口數(shù)量和沉淀劑進(jìn)口數(shù)量。溶液中局部過(guò)飽和度大小是決定重金屬去除效果的重要因素，通過(guò)增加廢水進(jìn)口數(shù)量和沉淀劑進(jìn)口數(shù)量，可以有效降低結(jié)晶反應(yīng)區(qū)I底部的局部過(guò)飽和度，使反應(yīng)區(qū)I內(nèi)的過(guò)飽和度分布更均勻，從而提高重金屬的去除效率。結(jié)晶反應(yīng)區(qū)I內(nèi)填充誘導(dǎo)結(jié)晶載體7為石英砂、白云石、陶?；蛑亟饘冫}類晶體等，載體直徑為0. 05-0. 5mm,用量為100-1000g/L，結(jié)晶載體表面采用沉淀劑表面涂敷等手段實(shí)施表面改性。誘導(dǎo)結(jié)晶載體經(jīng)沉淀劑表面改性后，大大縮小誘導(dǎo)結(jié)晶載體和結(jié)晶重金屬沉淀物之間的表面張力，可以實(shí)現(xiàn)本裝置的快速穩(wěn)定運(yùn)行。固液分離器5可采用有機(jī)玻璃、工程塑料或不銹鋼等制成，主體為三角構(gòu)型，固液分離器底部直徑和結(jié)晶反應(yīng)區(qū)的內(nèi)徑比為0.9 1-0.5 1，固液分離器5固定在裝置頂蓋。裝置沉淀區(qū)內(nèi)II微晶捕集器6為一層或兩層以上的(例如圖中顯示有5層)圓·形金屬網(wǎng)或塑料網(wǎng)，網(wǎng)格直徑0. 05-0. 5cm，每片金屬網(wǎng)的直徑與結(jié)晶反應(yīng)區(qū)的內(nèi)徑比為 1 1-0.4 1。所需圓形片狀金屬網(wǎng)的層數(shù)根據(jù)重金屬沉淀處理效果自由決定。通過(guò)在沉淀區(qū)II設(shè)置微晶捕集器6，對(duì)未在結(jié)晶反應(yīng)區(qū)載體表面生長(zhǎng)二進(jìn)入沉淀區(qū)的微晶實(shí)現(xiàn)二次結(jié)晶捕集，進(jìn)一步提高重金屬的結(jié)晶去除率和回收率。微晶捕集器6固定在裝置頂蓋，根據(jù)本裝置的運(yùn)行情況，微晶捕集器可隨時(shí)更換替代。本實(shí)用新型的重金屬結(jié)晶去除和回收裝置的工作原理重金屬?gòu)U水進(jìn)口 1和沉淀劑進(jìn)口 8是裝置的進(jìn)水口，重金屬離子在反應(yīng)區(qū)I內(nèi)與沉淀劑離子反應(yīng)，生成的重金屬沉淀晶體在誘導(dǎo)結(jié)晶載體表面生長(zhǎng)。在實(shí)際反應(yīng)操作過(guò)程中，回流溶液出口 2和回流溶液進(jìn)口 11通過(guò)計(jì)量泵相連，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)溶液的回流和結(jié)晶載體流化。裝置出水口 3為整個(gè)裝置的出口。本裝置的最大特征在于以下幾點(diǎn)(1)結(jié)晶反應(yīng)區(qū)底部?jī)蓚?cè)設(shè)有多個(gè)廢水進(jìn)口和沉淀劑進(jìn)口，使裝置內(nèi)局部過(guò)飽和度更均勻，有利于提高重金屬去除率；( 誘導(dǎo)結(jié)晶載體實(shí)施表面改性后，可以實(shí)現(xiàn)本裝置的快速穩(wěn)定運(yùn)行；C3)裝置沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)有固液分離器和微晶捕集器，實(shí)現(xiàn)溶液中重金屬沉淀微晶的二次捕集，提高重金屬去除率和回收率。
實(shí)施例本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)如圖1所示，重金屬結(jié)晶去除和回收裝置主體為圓柱形容器，采用有機(jī)玻璃制成。結(jié)晶反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)的直徑比為0.8 1，體積比為15 1，整個(gè)裝置的高徑比20 1。裝置包括結(jié)晶反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)，反應(yīng)區(qū)內(nèi)底部?jī)蓚?cè)分別設(shè)有廢水一個(gè)進(jìn)口和一個(gè)沉淀劑進(jìn)口，底部設(shè)有回流溶液入口和一個(gè)一管多孔布水器。結(jié)晶反應(yīng)區(qū)上部設(shè)有一個(gè)回流溶液出口，結(jié)晶反應(yīng)區(qū)內(nèi)填充誘導(dǎo)結(jié)晶載體。沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)有固液分離器、微晶捕集器和出水口。結(jié)晶反應(yīng)區(qū)裝置兩側(cè)分別設(shè)有2個(gè)廢水進(jìn)口和2個(gè)沉淀劑進(jìn)口。結(jié)晶反應(yīng)區(qū)內(nèi)填充白云石為誘導(dǎo)結(jié)晶載體，載體直徑為0. 1mm，用量為300g/L，結(jié)晶載體表面采用Na2S實(shí)施表面改性。固液分離器為有機(jī)玻璃材質(zhì)，主體為三角構(gòu)型，固液分離器底部直徑和結(jié)晶反應(yīng)區(qū)的內(nèi)徑比為0.7 1，固液分離器固定在裝置頂蓋。裝置沉淀區(qū)內(nèi)微晶捕集器為3 層圓形片狀金屬網(wǎng)或塑料網(wǎng)，網(wǎng)格直徑0. 1cm，每片金屬網(wǎng)的直徑與結(jié)晶反應(yīng)區(qū)的內(nèi)徑比為 0.6 1。在裝置運(yùn)行中，含銅廢水和沉淀劑Na2S分別從重金屬?gòu)U水進(jìn)口和沉淀劑進(jìn)口進(jìn)入反應(yīng)器，通過(guò)計(jì)量泵將回流溶液出口和回流溶液進(jìn)口相連，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)溶液的回流和結(jié)晶載體流化，處理后出水從出水口流出整個(gè)裝置。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種結(jié)晶去除和回收重金屬的裝置，其特征在于，該裝置為一封閉容器，該容器從下到上分為相互連通的結(jié)晶反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)。結(jié)晶反應(yīng)區(qū)內(nèi)填充有誘導(dǎo)結(jié)晶載體，底部設(shè)有布水器，結(jié)晶反應(yīng)區(qū)對(duì)應(yīng)的容器的底部設(shè)有回流溶液入口，容器側(cè)壁兩側(cè)設(shè)有重金屬?gòu)U水進(jìn)口和沉淀劑進(jìn)口 ；結(jié)晶反應(yīng)區(qū)上部對(duì)應(yīng)的容器側(cè)壁設(shè)有回流溶液出口，沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)有固液分離器、微晶捕集器；沉淀區(qū)對(duì)應(yīng)的容器側(cè)壁上設(shè)有出水口。
2.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述的封閉容器為圓柱形。
3.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述的結(jié)晶反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)的直徑比為 0.2 1-1 1，體積比為20 1-2.0 1，整個(gè)裝置的高徑比25 1-5 1。
4.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述布水器為一管多孔、分枝管狀或盤式布水ο
5.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器兩側(cè)的廢水進(jìn)口和沉淀劑進(jìn)口設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)以上。
6.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述結(jié)晶反應(yīng)區(qū)內(nèi)填充誘導(dǎo)結(jié)晶載體的晶種直徑為 0. 05-0. 5mm。
7.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述沉淀區(qū)內(nèi)微晶捕集器為一層或兩層以上圓形片狀金屬網(wǎng)或塑料網(wǎng)，網(wǎng)格直徑0. 05-0. 5cm，每片金屬網(wǎng)的直徑與結(jié)晶反應(yīng)區(qū)的內(nèi)徑比為 1 1-0. 4:1。
8.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述固液分離器主體為三角構(gòu)型，固液分離器底部直徑和結(jié)晶反應(yīng)區(qū)的內(nèi)徑比為0.9 1-0.5 1。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種結(jié)晶去除和回收重金屬的裝置，該裝置為一封閉容器，該容器從下到上分為相互連通的結(jié)晶反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)；結(jié)晶反應(yīng)區(qū)內(nèi)填充有誘導(dǎo)結(jié)晶載體，底部設(shè)有布水器，結(jié)晶反應(yīng)區(qū)對(duì)應(yīng)的容器的底部設(shè)有回流溶液入口，容器側(cè)壁兩側(cè)設(shè)有重金屬?gòu)U水進(jìn)口和沉淀劑進(jìn)口；結(jié)晶反應(yīng)區(qū)上部對(duì)應(yīng)的容器側(cè)壁設(shè)有回流溶液出口，沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)有固液分離器、微晶捕集器；沉淀區(qū)對(duì)應(yīng)的容器側(cè)壁上設(shè)有出水口。本實(shí)用新型具有操作簡(jiǎn)單、易于操作管理、重金屬去除率高，同步實(shí)現(xiàn)重金屬污染物的“無(wú)害化”與“資源化”的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F9/04GK201971689SQ201120015848
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者徐武軍, 熊婭, 王凱軍, 閻中 申請(qǐng)人:清華大學(xué)