申请日2016.08.04
公开(公告)日2016.11.02
IPC分类号C02F1/28
摘要
本发明涉及一种染料废水污染物吸附装置及其使用方法，吸附装置包括电机、吸附容器和搅拌桨，吸附容器整体呈圆筒状，搅拌桨通过电机驱动旋转，吸附容器的侧壁上部与进水管连通、侧壁近底部与出水管连通，吸附容器内部设有内套筒，内套筒与吸附容器之间存在间隔，内套筒侧壁为镂空结构，内套筒侧壁外围通过固定件可拆卸地固定壳聚糖无纺布，搅拌桨安装在内套筒的内部。使用方法包括以下步骤：安装固定壳聚糖无纺布;关闭出水管，打开进水管引入染料废水;关闭进水管，打开搅拌桨进行搅拌吸附;打开出水管排出废水;壳聚糖无纺布烘干再利用。本发明实现对壳聚糖无纺布的展开和固定，有效除去染料废水中的污染物，操作简单，稳定性好，可重复利用。
权利要求书
1.一种染料废水污染物吸附装置，包括电机(1)、吸附容器(2)和搅拌桨(11)，所述吸附容器(2)整体呈圆筒状，所述搅拌桨(11)通过电机(1)驱动旋转，其特征在于：所述吸附容器(2)的侧壁上部与进水管(7)连通、侧壁近底部与出水管(8)连通，所述吸附容器(2)内部设有内套筒(3)，所述内套筒(3)与吸附容器(2)之间存在间隔，所述内套筒(3)侧壁为镂空结构，所述内套筒(3)侧壁外围通过固定件可拆卸地固定壳聚糖无纺布(5)，所述搅拌桨(11)安装在内套筒(3)的内部。
2.根据权利要求1所述的一种染料废水污染物吸附装置，其特征在于：所述进水管(7)的启闭通过进水调节阀(9)进行控制，所述出水管(8)的开关通过出水调节阀(10)进行控制。
3.根据权利要求1所述的一种染料废水污染物吸附装置，其特征在于：所述内套筒(3)侧壁通过沿竖向开设的若干排圆孔(4)形成镂空结构，所述若干排圆孔(4)沿着内套筒(3)的周向均匀设置。
4.根据权利要求1所述的一种染料废水污染物吸附装置，其特征在于：所述固定件为若干根玻璃压条(6)，所述若干根玻璃压条(6)沿竖向设置、并沿着内套筒(3)的外围均匀分布。
5.根据权利要求1所述的一种染料废水污染物吸附装置，其特征在于：所述电机(1)的控制器固定安装在吸附容器(2)的顶部。
6.一种权利要求1所述的染料废水污染物吸附装置的使用方法，包括以下步骤：
(1)在内套筒(3)侧壁外围安装固定壳聚糖无纺布(5);
(2)关闭出水管(8)，打开进水管(7)引入染料废水;
(3)关闭进水管(5)，打开搅拌桨(11)进行搅拌吸附;
(4)吸附完毕，打开出水管(8)排出完成染料污染物吸附的废水;
(5)拆下壳聚糖无纺布(5)进行烘干再利用。
7.根据权利要求6所述的一种染料废水污染物吸附装置的使用方法，其特征在于：所述步骤(1)中的壳聚糖无纺布(5)的使用量为2～4g/L染料废水。
8.根据权利要求6所述的一种染料废水污染物吸附装置的使用方法，其特征在于：所述步骤(3)中的搅拌时间为90～180分钟，搅拌速度为90～110rpm。
9.根据权利要求6所述的一种染料废水污染物吸附装置的使用方法，其特征在于：所述步骤(5)中的烘干温度为40～80℃。
说明书
染料废水污染物吸附装置及其使用方法
技术领域
本发明属于染料废水污染物吸附的技术领域，特别是涉及一种染料废水污染物吸附装置及其使用方法。
背景技术
壳聚糖(chitosan，β-(1,4)-2-氨基-2-脱氧-R-葡聚糖)是甲壳素(chitin，β-(l,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡聚糖)部分脱乙酰化的产物，广泛来源于甲壳动物虾、蟹的外壳中，具有资源丰富、无毒、生物相容性好的优点。其由于结构中包含丰富的活性氨基及羟基，能够有效螯合重金属离子及吸附阴离子污染物，在水处理中的应用得到了广泛的研究。壳聚糖吸附剂被制备成粉末、微球、纤维以及片状材料等多种形态来提高吸附性能。为了克服壳聚糖类吸附材料的分离和回收困难，有研究将壳聚糖粉末材料赋予磁性，利用外加磁场来高效分离和回收这类吸附材料。Shen等研究发现用超声将Fe3O4纳米颗粒均匀分散在壳聚糖—氯化铁溶液中制得磁性壳聚糖-铁水凝胶(Shen C S,Shen Y,Wen Y Z,et al.Fastand highly efficient removal of dyes under alkaline conditions using magneticchitosan-Fe(III)hydrogel[J].Water Research,2011,45(16):5200-5210)，Kadam等也成功地将纳米氧化铁颗粒涂抹在壳聚糖表面得到磁性壳聚糖纳米复合材料(Kadam,A.A.andD.S.Lee,Glutaraldehyde cross-linked magnetic chitosan nanocomposites:Reduction precipitation synthesis,characterization,and application forremoval of hazardous textile dyes.Bioresource Technology,2015.193:p.563-567)。然而不足之处在于，磁性的修饰一方面提高了吸附材料的成本，另一方面磁性纳米材料在水处理过程中的流失易造成二次污染问题。壳聚糖吸附材料的分离性能仍需进一步提高。
目前，壳聚糖材料已被成功制备为大面积无纺布材料，大面积织物的特性使得其非常易于从流动的水相中分离以及更换，选用无纺布形态的壳聚糖材料将有望显著改善其分离性能。然而，由于大面积无纺布与传统的颗粒吸附材料在外观形状上存在明显的差异，常规流化床类吸附装置无法适用。因此，设计及构建一类适用于无纺布吸附材料的新型吸附装置非常必要，这将有效拓展壳聚糖类吸附材料在实际水处理中的应用前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种染料废水污染物吸附装置，实现对壳聚糖无纺布的展开和固定，有效除去染料废水中的污染物。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种染料废水污染物吸附装置，包括电机、吸附容器和搅拌桨，所述吸附容器整体呈圆筒状，所述搅拌桨通过电机驱动旋转，所述吸附容器的侧壁上部与进水管连通、侧壁近底部与出水管连通，所述吸附容器内部设有内套筒，所述内套筒与吸附容器之间存在间隔，所述内套筒侧壁为镂空结构，所述内套筒侧壁外围通过固定件可拆卸地固定壳聚糖无纺布，所述搅拌桨安装在内套筒的内部。
作为本发明一种优选的实施方式，所述进水管的启闭通过进水调节阀进行控制，所述出水管的开关通过出水调节阀进行控制。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述内套筒侧壁通过沿竖向开设的若干排圆孔形成镂空结构，所述若干排圆孔沿着内套筒的周向均匀设置。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述固定件为若干根玻璃压条，所述若干根玻璃压条沿竖向设置、并沿着内套筒的外围均匀分布。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述电机的控制器固定安装在吸附容器的顶部。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种上述染料废水污染物吸附装置的使用方法，实现对染料废水中污染物的吸附除去，操作简单，稳定性强，可重复利用。
本发明解决这一技术问题所采用的技术方案是提供一种染料废水污染物吸附装置的使用方法，包括以下步骤：
(1)在内套筒侧壁外围安装固定壳聚糖无纺布;
(2)关闭出水管，打开进水管引入染料废水;
(3)关闭进水管，打开搅拌桨进行搅拌吸附;
(4)吸附完毕，打开出水管排出完成染料污染物吸附的废水;
(5)拆下壳聚糖无纺布进行烘干再利用。
作为本发明一种优选的实施方式，所述步骤(1)中的壳聚糖无纺布的使用量为2～4g/L染料废水。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述步骤(3)中的搅拌时间为90～180分钟，搅拌速度为90～110rpm。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述步骤(5)中的烘干温度为40～80℃。
有益效果
在本发明的吸附装置中，吸附容器内部的内套筒为镂空结构，通过在内套筒的侧壁外围固定壳聚糖无纺布，实现对壳聚糖无纺布的展开和固定，从而有利于增大壳聚糖无纺布与染料废水中污染物的接触面积，通过搅拌桨搅拌促进内套筒内外废水的交互并与壳聚糖无纺布接触，从而能够有效除去染料废水中的污染物。该吸附装置的使用不仅操作方法简单，壳聚糖无纺布不易发生变形，稳定性强，经过烘干处理后还可以重复利用，具有产业化应用前景。
