CN201971689U - 一种结晶去除和回收重金属的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种结晶去除和回收重金属的装置，该装置为一封闭容器，该容器从下到上分为相互连通的结晶反应区和沉淀区；结晶反应区内填充有诱导结晶载体，底部设有布水器，结晶反应区对应的容器的底部设有回流溶液入口，容器侧壁两侧设有重金属废水进口和沉淀剂进口；结晶反应区上部对应的容器侧壁设有回流溶液出口，沉淀区内设有固液分离器、微晶捕集器；沉淀区对应的容器侧壁上设有出水口。本实用新型具有操作简单、易于操作管理、重金属去除率高，同步实现重金属污染物的“无害化”与“资源化”的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于污水处理装置技术领域，尤其是涉及一种结晶去除和回收重金属的装置。
背景技术
中国水体的重金属污染逐渐成为危害最大的水污染问题之一，江河湖库底质的污染率高达80.1％。2003年黄河，淮河，松花江，辽河等十大流域的重金属超标断面的污染程度均为超V类。重金属污染不仅具有环境危害持久性、地球化学循环性和生态风险性等特点，且易被生物富集并有生物放大效应。因此自然水体如遭重金属污染，不仅将对渔业和农业造成严重危害，还将对人体健康产生严重威胁。
国内外关于重金属废水处理技术的研究已有几十年的历史，取得了大量的研究成果，各种处理工艺不断涌现与发展，化学沉淀法作为一种传统的重金属污染物处理技术，因其具有操作简单、处理速度快、耐负荷冲击强等优点在重金属废水处理领域有广泛的应用。但其也有以下缺点：(1)占地面积大；(2)处理后重金属污泥含水量高，处理成本高；(3)污泥中重金属回收困难。
发明内容
本实用新型的目的是克服已有技术的不足，提供一种结晶去除和回收重金属的装置，具有操作简单，并具有高重金属去除和回收率的特点。
本实用新型中的一种结晶去除和回收重金属的装置，其特征在于，该装置为一封闭容器，该容器从下到上分为相互连通的结晶反应区和沉淀区；。结晶反应区内填充有诱导结晶载体，底部设有布水器，结晶反应区对应的容器的底部设有回流溶液入口，容器侧壁两侧设有重金属废水进口和沉淀剂进口；结晶反应区上部对应的容器侧壁设有回流溶液出口，沉淀区内设有固液分离器、微晶捕集器；沉淀区对应的容器侧壁上设有出水口。
所述的装置主体为圆柱形，采用有机玻璃、工程塑料或不锈钢等制成。的结晶反应区和沉淀区的直径比为0.2∶1-1∶1，体积比为20∶1-2.0∶1，整个装置的高径比25∶1-5∶1。布水器可为一管多孔、分枝管状和盘式布水器；反应器两侧的废水进口和沉淀剂进口可设有一个或两个以上。结晶反应区内填充诱导结晶载体的晶种直径为0.05-0.5mm。
所述装置沉淀区内微晶捕集器为一层或两层以上圆形片状金属网或塑料网，网格直径0.05-0.5cm，每片金属网的直径与结晶反应区的内径比为1∶1-0.4∶1。固液分离器主体为三角构型，固液分离器底部直径和结晶反应区的内径比为0.9∶1-0.5∶1。
本实用新型与现有装置相比具有的有益效果是：
(1)装置自下而上分为结晶反应区和沉淀区，各单元结构紧凑、功能分区明确、操作简单、易于维护；
(2)装置底部两侧设有多个废水进口和药剂进口，可以根据装置运行过程中重金属效果分别调整废水进口和药剂进口数量，便于调控装置内重金属离子结晶沉淀时过饱和度，促使重金属以非均相成核方式结晶沉淀，提高重金属去除效率；
(3)装置设有反应溶液回流，根据不同重金属结晶特征设定不同的回流比，使装置内诱导结晶载体处于良好流化状态，整个装置不易堵塞，载体表面的结晶产物附着均匀致密，纯度较高，利于回收。
(4)诱导结晶载体经沉淀剂表面改性后，大大缩小诱导结晶载体和结晶重金属沉淀物之间的表面张力，有利于提高重金属结晶去除率；
(5)装置顶部沉淀区设有固液分离器，易于分离沉淀区内溶液中的结晶悬浮物；
(6)装置顶部沉淀区设有微晶捕集器，对未在结晶反应区载体表面生长二进入沉淀区的的微晶实现二次结晶捕集，进一步提高重金属的结晶去除率和回收率。
附图说明
图1为本发明所述一种结晶去除和回收重金属的装置的实施例结构示意图。
具体实施方式
本实用新型设计的结晶去除和回收重金属的装置结合附图及实施例详细说明如下：
本实用新型中的一种重金属去除和回收装置结构，如图1所示，该装置为一封闭容器，从下到上分为相互连通的结晶反应区I和沉淀区II。结晶反应区I底部两侧分别一个或两个以上的废水进口1和沉淀剂进口8(例如图中显示有4个)，底部设有回流溶液入口11和布水器9。结晶反应区I上部设有回流溶液出口2，结晶反应区I内填充诱导结晶载体7。沉淀区II内设有固液分离器5及微晶捕集器6；结晶反应区I的侧壁设有出水口3，顶部设有顶盖4使装置封闭。
所述的装置主体为圆柱形，采用有机玻璃、工程塑料或不锈钢等制成。结晶反应区I和沉淀区II的直径比为0.2∶1-1∶1，体积比为20∶1-2.0∶1，整个装置的高径比25∶1-5∶1。
布水器9可为一管多孔、分枝管状和盘式布水器；反应装置两侧分别设有的废水进口和沉淀剂进口可根据重金属沉淀结晶去除效果决定选用废水进口数量和沉淀剂进口数量。溶液中局部过饱和度大小是决定重金属去除效果的重要因素，通过增加废水进口数量和沉淀剂进口数量，可以有效降低结晶反应区I底部的局部过饱和度，使反应区I内的过饱和度分布更均匀，从而提高重金属的去除效率。
结晶反应区I内填充诱导结晶载体7为石英砂、白云石、陶粒或重金属盐类晶体等，载体直径为0.05-0.5mm，用量为100-1000g/L，结晶载体表面采用沉淀剂表面涂敷等手段实施表面改性。诱导结晶载体经沉淀剂表面改性后，大大缩小诱导结晶载体和结晶重金属沉淀物之间的表面张力，可以实现本装置的快速稳定运行。
固液分离器5可采用有机玻璃、工程塑料或不锈钢等制成，主体为三角构型，固液分离器底部直径和结晶反应区的内径比为0.9∶1-0.5∶1，固液分离器5固定在装置顶盖。
装置沉淀区内II微晶捕集器6为一层或两层以上的(例如图中显示有5层)圆形金属网或塑料网，网格直径0.05-0.5cm，每片金属网的直径与结晶反应区的内径比为1∶1-0.4∶1。所需圆形片状金属网的层数根据重金属沉淀处理效果自由决定。通过在沉淀区II设置微晶捕集器6，对未在结晶反应区载体表面生长二进入沉淀区的微晶实现二次结晶捕集，进一步提高重金属的结晶去除率和回收率。微晶捕集器6固定在装置顶盖，根据本装置的运行情况，微晶捕集器可随时更换替代。
本实用新型的重金属结晶去除和回收装置的工作原理：重金属废水进口1和沉淀剂进口8是装置的进水口，重金属离子在反应区I内与沉淀剂离子反应，生成的重金属沉淀晶体在诱导结晶载体表面生长。在实际反应操作过程中，回流溶液出口2和回流溶液进口11通过计量泵相连，实现反应过程中反应溶液的回流和结晶载体流化。装置出水口3为整个装置的出口。
本装置的最大特征在于以下几点：(1)结晶反应区底部两侧设有多个废水进口和沉淀剂进口，使装置内局部过饱和度更均匀，有利于提高重金属去除率；(2)诱导结晶载体实施表面改性后，可以实现本装置的快速稳定运行；(3)装置沉淀区内设有固液分离器和微晶捕集器，实现溶液中重金属沉淀微晶的二次捕集，提高重金属去除率和回收率。
实施例：
本实施例的结构如图1所示，重金属结晶去除和回收装置主体为圆柱形容器，采用有机玻璃制成。结晶反应区和沉淀区的直径比为0.8∶1，体积比为15∶1，整个装置的高径比20∶1。装置包括结晶反应区和沉淀区，反应区内底部两侧分别设有废水一个进口和一个沉淀剂进口，底部设有回流溶液入口和一个一管多孔布水器。结晶反应区上部设有一个回流溶液出口，结晶反应区内填充诱导结晶载体。沉淀区内设有固液分离器、微晶捕集器和出水口。
结晶反应区装置两侧分别设有2个废水进口和2个沉淀剂进口。结晶反应区内填充白云石为诱导结晶载体，载体直径为0.1mm，用量为300g/L，结晶载体表面采用Na2S实施表面改性。固液分离器为有机玻璃材质，主体为三角构型，固液分离器底部直径和结晶反应区的内径比为0.7∶1，固液分离器固定在装置顶盖。装置沉淀区内微晶捕集器为3层圆形片状金属网或塑料网，网格直径0.1cm，每片金属网的直径与结晶反应区的内径比为0.6∶1。
在装置运行中，含铜废水和沉淀剂Na2S分别从重金属废水进口和沉淀剂进口进入反应器，通过计量泵将回流溶液出口和回流溶液进口相连，实现反应过程中反应溶液的回流和结晶载体流化，处理后出水从出水口流出整个装置。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种结晶去除和回收重金属的装置，其特征在于，该装置为一封闭容器，该容器从下到上分为相互连通的结晶反应区和沉淀区。结晶反应区内填充有诱导结晶载体，底部设有布水器，结晶反应区对应的容器的底部设有回流溶液入口，容器侧壁两侧设有重金属废水进口和沉淀剂进口；结晶反应区上部对应的容器侧壁设有回流溶液出口，沉淀区内设有固液分离器、微晶捕集器；沉淀区对应的容器侧壁上设有出水口。
2.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述的封闭容器为圆柱形。
3.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述的结晶反应区和沉淀区的直径比为0.2∶1-1∶1，体积比为20∶1-2.0∶1，整个装置的高径比25∶1-5∶1。
4.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述布水器为一管多孔、分枝管状或盘式布水器。
5.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述反应器两侧的废水进口和沉淀剂进口设有一个或两个以上。
6.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述结晶反应区内填充诱导结晶载体的晶种直径为0.05-0.5mm。
7.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述沉淀区内微晶捕集器为一层或两层以上圆形片状金属网或塑料网，网格直径0.05-0.5cm，每片金属网的直径与结晶反应区的内径比为1∶1-0.4∶1。
8.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述固液分离器主体为三角构型，固液分离器底部直径和结晶反应区的内径比为0.9∶1-0.5∶1。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20110914 |