申请日2016.04.18
公开(公告)日2016.09.07
IPC分类号C02F1/28; C02F101/20
摘要
本实用新型公开了一种用于重金属废水高效吸附过滤深度处理装置，该装置包括吸附过滤柱、进液管和出液管，进液管的一端和出液管的一端分别与吸附过滤柱的顶端和底端连通，进液管的另一端和出液管的另一端分别通过管道a和管道b连通;在管道a上设阀门A和阀门C，在管道b上设阀门B和阀门D，在管道a的阀门A和阀门C之间连通废水管，在管道b的阀门B和阀门D之间连通排水管。此装置占地面积小，便于设备的施工和布置;设备投资成本低，操作简便并便于自动化;过滤后出水，重金属浓度可达到0.05‑0.001ppm，达到国标自来水标准。
权利要求书
1. 一种用于重金属废水高效吸附过滤深度处理装置，其特征在于，包括吸附过滤柱(1)、进液管(10)和出液管(11)，进液管(10)的一端和出液管(11)的一端分别与吸附过滤柱(1)的顶端和底端连通，进液管(10)的另一端和出液管(11)的另一端分别通过管道a和管道b连通;在管道a上设阀门A和阀门C，在管道b上设阀门B和阀门D，在管道a的阀门A和阀门C之间连通废水管(2)，在管道b的阀门B和阀门D之间连通排水管(3)。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吸附过滤柱(1)的顶端和底端均设有布水装置(12)。
3. 如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述布水装置(12)为滤网。
4. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述废水管(2)上设计量泵(4)。
5. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述废水管(2)上设阀门E，排水管(3)上设阀门F。
6. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，吸附过滤柱(1)内填充吸附剂的高度为吸附过滤柱(1)高度的40-80%。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吸附过滤柱(1)、进液管(10)、出液管(11)、管道a和管道b均安装在不锈钢支架(5)上。
说明书
一种用于重金属废水高效吸附过滤深度处理装置
技术领域
本实用新型涉及一种用于重金属废水高效吸附过滤深度处理装置，属于工业重金属污水深度处理技术领域。
背景技术
2015年新颁布实施《水十条》提到“深化污染物排放总量控制”，选择对水环境质量有突出影响的总氮、总磷、重金属等污染物，研究纳入流域、区域污染物排放总量控制约束性指标体系;必须对重点流域、区域涉及重金属污染重点企业进行重金属排放总量控制。针对涉及重金属废水污染企业或园区已建并正在运行废水处理设施，并出水达到国家相关排放标准(《污水综合排放标准.GB 8978-1996》)，如湘江流域一电池材料公司产生含镍废水处理已达到镍≤1mg/L，水量为1200t/d，环保部门要求镍排放总量控制为30Kg/月，必须达到出水<0.1mg/L才能达到总量排放要求，所以需要进一步对重金属废水进行深度处理。重金属是水环境严重污染因子之一，重点防控的重金属污染物是铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)和类金属砷(As)等(号称“重金属五毒”)，兼顾镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、银(Ag)、钒(V)、锰(Mn)、钴(Co)、铊(Tl)、锑(Sb)等其他重金属污染物;以上均是重金属污染物为排放总量控制主要对象。
大型化工业、重工业企业、印染、纺织、造纸等工厂排放的工业废水中含有大量的重金属离子，排入水体后，这些重金属经过迁移、富集，对生态系统、农业和人类健康造成巨大的伤害。例如，铅是一种典型的重金属污染物，在自然环境中难以被微生物降解，通过植物或农作物将铅转移到人或者动物体内，长期饮用含大量铅的水会导致贫血、肾脏疾病和智力迟钝等严重的疾病，Pb2+被列为水体中优先控制的污染物之一;震惊世界的八大公害中就有由重金属Cd引起的“骨痛病”和由Hg引起的“水俣病”;砷是人体非必须元素，它的化合物大多有毒，关于砷引起的黑足病、角质化等皮肤病以及癌症等，在世界上很多地区都有所报道，砷污染也成为世界瞩目的全球性问题之一。
所以，重金属废水深度处理系统有很好市场前景，对深化重点流域污染防治，控制重金属污染物排放总量至关重要，有明显经济效益、环境与社会效益。适用于重点流域、区域涉及重金属污染重点企业进行重金属排放总量控制需求，对现有废水处理设施进行升级改造，达到深度处理要求，各类重金属小于0.1mg/L。
目前，重金属废水深度处理主要方法是过滤吸附，研究人员对废水中重金属的高效吸附材料进行了大量研究，既有对吸附材料吸附性能的试验，也有对吸附材料运用条件的探究，按化学结构分类，常用主要可以分为三类：一类为无机吸附材料，主要有石英砂、沸石、硅藻土、石英砂以及分子筛、高岭土等或者其改性材料;第二类为有机吸附材料，主要有纤维类吸附剂、树脂类吸附剂以及改性材料、壳聚糖类吸附剂等以及其他其它高分子吸附剂;第三类就是碳质吸附剂，运用最多的就是活性炭，活性炭本身具有特殊的孔隙结构可以高效地吸附重金属离子。但是在众多传统吸附材料的运用实践中，传统吸附剂表现出运用成本高、去除低浓度重金属离子的能力不强、适用性差、效率低、反冲洗再生能力差与寿命短等缺陷导致实际工程应用达不到深度处理要求。所以开发新型重金属吸附材料与适用性强、深度处理效率高、性能稳定与使用寿命长的重金属废水深度处理系统成套工艺与装置是未来发展趋势。新型重金属吸附材料一类生物吸附剂，生物吸附法作为新兴的废水处理技术，因其材料易得、价格低廉、对低度重金属废水的处理效果好，受到研究人员的极大关注，现阶段，生物吸附材料的研究已成为污水处理领域里的一个发展新方向。但生物吸附还处于研发阶段，并存在微生物不易驯养、培养周期长等缺陷使生物法在工程应用上受到一定限制。一类为纳米材料，因其特殊的结构和性质，一直受到科研人员的极大关注，并且广泛应用于各个行业领域，环境方面的研究人员也开始探究纳米材料在环境中的应用。因此，寻找一种吸附效率高、通用性强、来源广泛、价格低廉、操作简便、运行费用低、所需条件温和、不产生二次污染、易于反冲洗再生的高效吸附材料与开发相应重金属废水深度处理系统装置，并运用到重金属废水的实际处理过程中将成为日后研究工作的重点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，旨在提供一种高效深度处理重金属废水装置，其作用是去除水中的重金属离子、悬浮物以及微小颗粒等物质，其对重金属的去除率可达到99.8%左右，对COD去除率达到50%左右，悬浮物和细小颗粒物几乎可以全部去除，使出水可达到深度处理要求，出水重金属指标达到国家自来水标准，该装置结构简单，占地面积小，操作简便，成本低廉，同时具有过滤速度快、自动高效反冲洗再生、性能稳定等优点的一种高效深度处理重金属废水的吸附过滤装置。
本实用新型的技术方案是，提供一种用于重金属废水高效吸附过滤深度处理装置，包括吸附过滤柱、进液管和出液管，进液管的一端和出液管的一端分别与吸附过滤柱的顶端和底端连通，进液管的另一端和出液管的另一端分别通过管道a和管道b连通;在管道a上设阀门A和阀门C，在管道b上设阀门B和阀门D，在管道a的阀门A和阀门C之间连通废水管，在管道b的阀门B和阀门D之间连通排水管。
进一步地，所述吸附过滤柱的顶端和底端均设有布水装置。
进一步地，所述布水装置为滤网。
进一步地，所述废水管上设计量泵。
进一步地，所述废水管上设阀门E，排水管上设阀门F。
进一步地，吸附过滤柱内填充吸附剂的高度为吸附过滤柱高度的40-80%。
进一步地，所述吸附过滤柱、进液管、出液管、管道a和管道b均安装在不锈钢支架上。
本实用新型深度处理低浓度重金属废水的总步骤大致如下，其中吸附过滤柱填充的高效吸附滤料为自主开发的改性海砂。
1、需要深度处理废水进行检测及预处理
含有铁Fe、Mn、Cu、Zn、As、Pb、Cd、Hg等一种或多种低浓度(单个重金属浓度一般小于10ppm)重金属废水，先检测重金属类别及其浓度、分析其存在形态(游离态或络合态);然后进行预处理包括破络(如无络合态重金属离子则不需要)、调pH与粗过滤等，调整pH：6-9至中性，最佳值为7.0，再经过物理过滤(一般用精密过滤机)去除废水中固体颗粒杂质或调整pH产生沉淀絮体等。
2、高效过滤吸附
在预处理后重金属废水中加入微量的质量百分比10%氯酸钠溶液(加入比例为废水体积0.5%)，并搅拌5-10分钟，接入重金属废水高效吸附过滤深度处理及反冲洗装置进水管道，开启进水阀门与出水阀门与循环计量泵，废水从柱顶部流入，过滤速度为所装滤料体积1.5-2.0倍每小时，如装置填充滤料为150L，那么进水流速为225-300L/h,检测出水重金属浓度，一般达到0.05ppm以下，达到了深度处理要求。
3、逆流反冲洗高效再生
本装置滤料不需要使用化学反冲洗再生，连续运行一个月后，用次氯酸钠反冲洗，接自来水做反冲洗水，加入百分比10%氯酸钠溶液1%，开启反冲洗进水阀门与出水阀门与循环计量泵，反冲洗水从柱子底部流入，反冲洗流速为25～40m^3/m^2每小时，一般半小时内完成逆流反冲洗高效再生。
采用上述结构，本实用新型的有益效果是：
1)此装置属于高效吸附过滤柱，占地面积小，便于设备的施工和布置;
2)此装置集高效吸附过滤重金属与反冲洗高效再生于一体，设备投资成本低，操作简便并便于自动化;
3)此装置填料为高效吸附重金属滤料，重金属去除方法直接、简便、彻底，是先进有效的物理方法;它有优越的去除铁、锰、铝、铜、砷、隔、镍、铬、汞等重金属的能力。过滤后出水，重金属浓度可达到0.05-0.001ppm，达到国标自来水标准。在不同范围的温度和pH值内使用，性能稳定;
4)此装置的吸附柱中无其他任何药剂添加;
5)此装置过滤速度是普通过滤方式的两倍;
6)此装置中滤料无需使用化学反冲洗再生，仅需要定期用次氯酸钠反冲洗，无毒无害。
