[发明专利]一种用于去除水中痕量浓度重金属的上向流零价铁过滤反应器及过滤系统

说明书

一种用于去除水中痕量浓度重金属的上向流零价铁过滤反应器及过滤系统，具体涉及一种过滤反应器及过滤系统。目的是解决ZVI易发生滤料板结、短流和流失的问题。反应器由反应器主体、调节系统和反冲洗系统构成；反应器主体的底部设置有进水管，上部设置有排水管，内部由上至下设置有零价铁滤料层、第一承托层、第二承托层、第三承托层和第四承托层。过滤系统为反应器主体构成的串联系统、并联系统和并联系统构成的串并联系统。本发明可以避免滤料发生板结、短流和流失；能够同时处理多种污染物，处理成本低，硫化作用可以防止形成氧化铁钝化层，通过反冲洗和弱酸洗的方式清洗滤料表面的污染物和铁氧钝化层，复原滤料还原性能。本发明适用于水处理。

技术领域

本发明属于水处理设备技术领域，具体涉及一种过滤反应器及过滤系统。

背景技术

微量和痕量浓度的无机污染物包括氟化物、硒酸盐、砷酸盐、亚砷酸盐、铬酸盐、重铬酸盐、铅、镉、铜、锌、汞等，微量和痕量浓度的有机污染物包括硝基苯、氯代有机物、氯代有机农药等；微量和痕量浓度的无机污染物和有机污染物常出现在各类水质污染地区，污染饮用水源、地下水源和自然水体。这些污染物主要来源是矿山开采业、机械加工制造业、化工企业、钢铁及有色金属冶炼等工业生产过程中排出的含重金属废水，以及农业灌溉、化工合成等工业生产过程中排放出的有机污染物，由于这类微量和痕量浓度的污染物具有累积性和持久性等特点，在环境中不易被降解，易被生物富集。污染物污染饮用水源或进入饮用水系统将严重威胁人类健康和生态环境安全。另一方面，污染企业对排出的污水需要处理达标后才可以排放到水体中，随着国家对排放标准的要求的提高，微量和痕量浓度的污染物的去除逐渐成为污染排放者提升排放标准的技术瓶颈。例如，城镇污水处理厂污染物排放标准(标准号为GB18918-2002)中限定部分一类污染物最高允许排放浓度限值需达到小于1mg/L、甚至小于1μg/L的级别或不得检出的出水要求，例如总汞需低于1μg/L，烷基汞不得检出，总镉需低于0.01mg/L，总铬需低于0.1mg/L，六价铬需低于0.05mg/L，总砷需低于0.1mg/L，总铅需低于0.1mg/L；在选择控制项目中，三氯甲烷的排放浓度需低于0.3mg/L，四氯化碳的排放浓度需低于0.03mg/L。对于排污企业，需达到更高的排放要求，即需满足受纳水体在地表水环境质量标准(标准号为GB3838-2002)中的分类标准，其中总汞需低于0.05μg/L(I/II类水)或需低于0.1μg/L(III/IV类水)，总镉需低于0.001mg/L(I类水)或需低于0.005mg/L(II/III/IV类水)，六价铬需低于0.01mg/L(I类水)或需低于0.05mg/L(II/III/IV类水)，总砷需低于0.05mg/L(I/II/III类水)或需低于0.1mg/L(IV/V类水)，总铅需低于0.01mg/L(I/II类水)或需低于0.05mg/L(III/IV类水)。随着国家对排污企业向不同受纳水体的排放要求提高，所以，寻找一种低成本的又能满足微量和痕量浓度的污染物的去除要求的技术，已成为污水处理设施提标改造的技术瓶颈。常规的重金属污染水处理工艺对于高浓度污染物的去除更有优势，例如电絮凝工艺、混凝沉淀工艺等，已有很多成功的案例，但是电絮凝工艺、混凝沉淀工艺等在处理微量和痕量浓度时，需要通过增加能耗和增加药剂投加量的方式增加反应动力，导致污水处理成本成级数增长。在入水重金属浓度在10²～10³mg/L的范围内时，通过传统工艺的处理能够稳定的达到99.9％的去除率，使污染物浓度达到10⁰～10¹mg/L量级，并且保持较低的运行成本。然而当污染物浓度继续从100～10¹mg/L降低至10^-2～10^-3mg/L甚至更低，如汞出水需低于0.05μg/L(5x10^-5mg/L)，则需要持续投加过量的药剂，增加电流强度，或提高水力停留时间，因此造成处理成本的大幅度提高。