[发明专利]提高纳米零价铁利用率处理废水的装置及方法

权利要求书

1.一种提高纳米零价铁利用率处理废水的装置，其特征是：通过下挡板（24）和上挡板（20）将装置依次分隔又相互连通形成反应区（4）、缓冲区（21）和沉淀区（15），反应区（4）：缓冲区（21）：沉淀区（15）=15:1:8～10体积比；反应区（4）底部设反应泥斗，反应泥斗底部设排泥管（10）；反应区（4）内设搅拌器（1）；反应区（4）左侧的侧壁上设有进水管（7）和加药管（5），加药管（5）与纳米零价铁加药泵（6）相连；进水管（7）与进水泵（8）相连，位于反应区（4）内部的进水管（7）处设有进水口挡板（9）；反应区（4）上部设进气管（2）和排气管（22）；进气管（2）与氮气钢瓶连接；沉淀区（15）底部设回流泥斗，回流泥斗底部设有循环管（13），循环管（13）和污泥循环泵（12）连接，污泥循环泵（12）还与反应泥斗底部相连；回流泥斗上方设有与水平方向成50°～75°的斜板（16），斜板（16）上方设三角堰（19）；沉淀区（15）右侧的侧壁上设有出水管（18）。

2.根据权利要求1所述的一种提高纳米零价铁利用率处理废水的装置，其特征是：下挡板（24）高度：装置反应区（4）高度=3/4～6/7。

3.根据权利要求1所述的一种提高纳米零价铁利用率处理废水的装置，其特征是：上挡板（20）高度：装置沉淀区（15）高度=3/4～6/7。

4.一种用权利要求1所述的的装置处理废水的方法，其特征是：

第一步，常温常压下用硼氢化钠（NaBH₄）还原六水合氯化铁（FeCl₃·6H₂O），制备得到粒径为40～100nm，比表面积为20～40m²/g的纳米零价铁，保存在乙醇中备用；或直接将纳米零价铁配制成50g/L～200g/L的悬浊液；

第二步，通过进水泵（8）将去除悬浮物的废水泵入并装满反应区（4），关闭进水泵（8），打开氮气进气阀（4），通入氮气，待废水中溶解氧降至0.5mg/L时，向反应区（4）泵入第一步配制的50g/L～200g/L的悬浊液，同时启动搅拌器（1）搅拌，通过控制搅拌器转速控制反应区速度梯度G为150s^-1～70s^-1，等到反应区（4）的纳米零价铁浓度为1g/L～25g/L废水时，打开进水泵（8）连续泵入废水，控制废水在反应区（4）停留时间为1～3.5小时；

第三步，打开污泥循环泵（12），控制污泥回流流量为废水进水流量的0.2～3倍，回流泥斗底部浓缩污泥至反应区（4）搅拌后循环利用；出水水质未达设计指标时，打开排泥阀（11），将附着了污染物质的污泥，由排泥管（10）排出；

第四步，反应区（4）的废水和废水中固体悬浮物经缓冲区（21）流入沉淀区（15），利用重力沉降作用沉淀区（15）内废水中固体悬浮物被分离后，清水经斜板（16）、三角堰（19）、出水管（18）排出。

5.一种权利要求4所述的处理废水的方法，其特征是：第二步向反应区（4）泵入第一步的50g/L～200g/L的悬浊液是根据废水中污染物浓度不同，控制反应区（4）纳米零价铁浓度：当废水中污染物浓度为1mg/L～100mg/L时，控制反应区（4）纳米零价铁浓度为1g/L～10g/L；当废水中污染物浓度为100mg/L～2000mg/L时，控制反应区（4）纳米零价铁浓度为5g/L～25g/L。