您现在的位置: 中国污水处理工程网 >> 技术转移 >> 正文

利用改性生物炭吸附剂降解有机污染废水方法

发布时间:2020-11-16 9:37:58  中国污水处理工程网

  申请日20200623

  公开(公告)日20201013

  IPC分类号C02F1/28; B01J20/20; B01J20/30

  摘要

  本发明公开了一种利用改性生物炭吸附剂降解有机污染废水的装置和方法,主要包括反应仓、吸附载盘、传动框架以及换料环;吸附载盘上下面设有触发开启的锁盖,传动框架包括主轴组件、辅轴组件,辅轴组件和主轴组件上下设置,主轴组件包括主轴、升降转动支架,升降转动支架设置有多个且周向设置在主轴上,辅轴组件包括辅轴、换料转动辅架,辅轴和主轴之间转动连接,换料环包括环型载体、加料区、卸料区。本发明通过吸附载盘上下往复并围绕主轴旋转,提高改性生物炭的吸附使用效果,并且可定期便捷更换吸附载盘内改性生物炭,从而增强改性生物炭净水效果。

untitled.png

  权利要求书

  1.一种利用改性生物炭吸附剂降解有机污染废水的装置,其特征在于,主要包括废水吸附处理的反应仓(1)、提高吸附剂与废水混合的吸附载盘(2)、为吸附载盘(2)提供转动动力的传动框架(3)以及为吸附载盘(2)换料的换料环(4);

  所述吸附载盘(2)上下面设有触发开启的锁盖(21);所述传动框架(3)包括主轴组件(31)、辅轴组件(32);所述辅轴组件(32)和主轴组件(31)上下设置,所述主轴组件(31)包括主轴(311)、升降转动支架(312),所述升降转动支架(312)设置有多个且周向设置在主轴(311)上,所述辅轴组件(32)包括辅轴(321)、换料转动辅架(322),所述辅轴(321)和主轴(311)之间转动连接,辅轴(321)上端与反应仓(1)内顶面通过第一驱动电机(323)连接,主轴(311)下端与反应仓(1)下底面通过第二驱动电机(313)连接;所述升降转动支架(312)、换料转动辅架(322)分别设有用于吸附载盘(2)滑动的滑轨(33),所述换料转动辅架(322)上端设有用于使吸附载盘(2)上下滑动的驱动装置(5);

  所述换料环(4)包括环型载体(41)、加料区(42)、卸料区(43),所述加料区(42)和卸料区(43)分别设置在环型载体(41)的两端,所述加料区(42)和卸料区(43)均为上下层结构,所述加料区(42)的上层内侧面设有用于开启锁盖(21)的加料盖体(44),所述卸料区(43)的下层内侧面设有落料口(45),加料区(42)的上层外侧面设有储剂罐与其连通,卸料区(43)的下层外侧面通过管道贯穿反应仓(1)与外界连通。

  2.如权利要求1所述的一种利用改性生物炭吸附剂降解有机污染废水的装置,其特征在于,所述锁盖(21)具体包括网板(211)、卡槽(212)、齿板(213),所述网板(211)通过回复转轴(214)与吸附载盘(2)的上下口连接,所述网板(211)和吸附载盘(2)上分别设有用于吸合的第一磁块(215)、第二磁块(216),所述齿板(213)设于吸附载盘(2)的前端,用于与加料盖体(44)进行配合落料。

  3.如权利要求1-2任意一项所述的一种利用改性生物炭吸附剂降解有机污染废水的装置,其特征在于,所述加料盖体(44)具体包括加料盖(441),所述加料盖(441)设有多个条形的加料口(442),所述每个加料口(442)均配设有一个加料转动辊(443),所述加料转动辊(443)一侧转轴处设有用于与齿板(213)啮合传动的转动齿(444),所述加料转动辊(443)的料叶边缘设有第一磁条(445),所述加料口(442)边缘配设有第二磁条(446);所述加料盖体(44)、落料口(45)处还设有用于配合卡槽(212)拨动网板(211)转开的拨块(447),所述拨块(447)设在与锁盖(21)的卡槽(212)位置对应处的加料区(42)、落料区(43)的内侧面上。

  4.如权利要求1所述的一种利用改性生物炭吸附剂降解有机污染废水的装置,其特征在于,所述升降转动支架(312)上端通过弹簧与滑动挡板(314)一侧连接,所述换料转动辅架(322)与滑动挡板(314)处配设有用于推动滑动挡板(314)移动开启滑轨(33)通路的触发推块(324)。

  5.如权利要求1所述的一种利用改性生物炭吸附剂降解有机污染废水的装置,其特征在于,所述驱动装置(5)主要包括PLC控制器(51)和卷扬机(52),所述PLC控制器(51)与卷扬机(52)连接,并对PLC控制器(51)进行如下程式编辑:所述PLC控制器(51)设置为在主轴组件(31)、辅轴组件(32)错位期间进行升降转动支架(312)区间的上下移动以及第二驱动电机(313)的启动,在主轴组件(31)、辅轴组件(32)接合期间停止第二驱动电机(313)的启动并启动第一驱动电机(323)进行对位,然后进行卷扬机(52)启动使其上移至换料转动辅架(322),随后驱动第一驱动电机(323)。

  6.如权利要求1所述的一种利用改性生物炭吸附剂降解有机污染废水的装置,其特征在于,所述升降转动支架(312)上端设有滑动挡板(314),所述滑动挡板(314)一侧通过弹簧与升降转动支架(312)连接,用于滑动挡板(314)的复位,所述换料转动辅架(322)与滑动挡板(314)处配设有用于推动滑动挡板(314)移动开启滑轨(33)通路的触发推块(324)。

  7.一种利用改性生物炭吸附剂降解有机污染废水的方法,其特征在于,主要包括以下步骤:

  S1:搭建如权利要求书1-6中任意一项所述的装置,并在吸附载盘(2)内装载改性生物炭;

  S2:将待处理有机污染废水通入反应仓(1)内,通过驱动装置(5)使各个吸附载盘(2)上下往复并围绕主轴(311)旋转,通过改性生物炭进行净化吸附;

  S3:在反应仓(1)内进行净化处理后,通入后续处理单元进行有机污染废水的后处理。

  8.如权利要求7所述的一种利用改性生物炭吸附剂降解有机污染废水的方法,其特征在于,所述改性生物炭的制备方法为:1)将生物质原料置于MgCl2水溶液中浸泡,随后滴加电解质溶液使其电导率为50~800μS/cm,对其施加脉冲电场,所述脉冲电场的电场场强为55~65kV/cm,脉冲宽度35~70μs,脉冲频率900~1300Hz,处理3~5min;2)过滤取出后烘干,然后将生物质原料置于马弗炉进行热解,升温速度为15~20℃,升温至650~730℃保温5~10min后得到改性生物炭。

  9.如权利要求8所述的一种利用改性生物炭吸附剂降解有机污染废水的方法,其特征在于,所述MgCl2水溶液的浓度为2.5~3mol/L,所述生物质原料的加入量为15~35g/100mlMgCl2水溶液。

  说明书

  利用改性生物炭吸附剂降解有机污染废水的装置和方法

  技术领域

  本发明涉及废水处理技术领域,具体是涉及一种利用改性生物炭吸附剂降解有机污染废水的装置和方法。

  背景技术

  吸附法处理是利用多孔性固体物质吸收分离水中污染物的水处理过程。吸着分离水中污染物的固体物质称做吸附剂。目前在废水处理中常用的吸附剂有:活性炭、磺化煤、活性白土、硅藻土、活性氧化铝、活性沸石、焦炭、树脂吸附剂、炉渣、木屑、煤灰、腐植酸等。而生物炭由于其特殊的微观结构具有比表面积大、孔隙结构独特、表面活性官能团复杂、化学性能稳定、耐强酸、耐强碱和耐高压等特点,因而被广泛应用于废水吸附处理中。

  然后,在实际的有机污染废水处理过程中我们发现了一些问题,传统的吸附装置往往采用吸附池进行吸附处理,但是这样吸附剂的使用投放就会变得比较不定向性,无法得知吸附剂的使用情况以及进行及时的更换处理,无形中降低了吸附处理的效率或是增大了吸附剂的投放造成经济的大量损失,因此,现需要一种新型的废水处理装置来解决以上的这些问题。

  发明内容

  为解决上述技术问题,本发明提供了一种利用改性生物炭吸附剂降解有机污染废水的装置和方法。

  本发明的技术方案是:一种利用改性生物炭吸附剂降解有机污染废水的装置,主要包括废水吸附处理的反应仓、提高吸附剂与废水混合的吸附载盘、为吸附载盘提供转动动力的传动框架以及为吸附载盘换料的换料环;

  所述吸附载盘上下面设有触发开启的锁盖;所述传动框架包括主轴组件、辅轴组件;所述辅轴组件和主轴组件上下设置,所述主轴组件包括主轴、升降转动支架,所述升降转动支架设置有多个且周向设置在主轴上,所述辅轴组件包括辅轴、换料转动辅架,所述辅轴和主轴之间转动连接,辅轴上端与反应仓内顶面通过第一驱动电机连接,主轴下端与反应仓下底面通过第二驱动电机连接;所述升降转动支架、换料转动辅架分别设有用于吸附载盘滑动的滑轨,所述换料转动辅架上端设有用于使吸附载盘上下滑动的驱动装置;

  所述换料环包括环型载体、加料区、卸料区,所述加料区和卸料区分别设置在环型载体的两端,所述加料区和卸料区均为上下层结构,所述加料区的上层内侧面设有用于开启锁盖的加料盖体,所述卸料区的下层内侧面设有落料口,加料区的上层外侧面设有储剂罐与其连通,卸料区的下层外侧面通过管道贯穿反应仓与外界连通。通过提高吸附剂与废水混合的吸附载盘、为吸附载盘提供转动动力的传动框架的共同作用,通过驱动装置的控制提高吸附载盘内置的改性生物炭的吸附使用效果,从而增强改性生物炭净水效果,通过吸附载盘、传动框架、换料环的作用,可以满足在吸附处理期间定期对吸附载盘内置的改性生物炭进行更换,提高本装置的工作效率,保持本装置时刻处于高效吸附的状态。

  进一步地,所述锁盖具体包括网板、卡槽、齿板,所述网板通过回复转轴与吸附载盘的上下口连接,所述网板和吸附载盘上分别设有用于吸合的第一磁块、第二磁块,所述齿板设于吸附载盘的前端,用于与加料盖体进行配合落料。通过网板、卡槽、齿板等结构的设置,可以有效满足在配合换料环的同时,在吸附处理过程中不会意外打开。

  进一步地,所述加料盖体具体包括加料盖,所述加料盖设有多个条形的加料口,所述每个加料口均配设有一个加料转动辊,所述加料转动辊一侧转轴处设有用于与齿板啮合传动的转动齿,所述加料转动辊的料叶边缘设有第一磁条,所述加料口边缘配设有第二磁条;所述加料盖体、落料口处还设有用于配合卡槽拨动网板转开的拨块,所述拨块设在与锁盖的卡槽位置对应处的加料区、落料区的内侧面上。通过卡槽与拨块的配合,齿板与加料传动辊的配合,实现提高吸附载盘经过加料区时自动打开上部锁盖并进行补料加料,自动化程度高且此处结构无需电子构件即可实现。

  进一步地,所述换料环的加料区和卸料区各设有一组用于过渡的辅料组件,所述辅料组件分别左右两部分,其与加料区、落料区结构相同且分别设置在其两侧,辅料组件上层、下层内侧面均设有多个降低吸附载盘穿过阻力的滚珠。通过设置辅料组件可以对吸附载盘经过加料区、卸料区时进行缓冲,避免行进出加料区、卸料区时,出现锁盖未闭合完全而造成改性生物炭外洒的情况。

  进一步地,所述驱动装置主要包括PLC控制器和卷扬机,所述PLC控制器与卷扬机连接,并对PLC控制器进行如下程式编辑:所述PLC控制器设置为在主轴组件、辅轴组件错位期间进行升降转动支架区间的上下移动以及第二驱动电机的启动,在主轴组件、辅轴组件接合期间停止第二驱动电机的启动并启动第一驱动电机进行对位,然后进行卷扬机启动使其上移至换料转动辅架,随后驱动第一驱动电机。通过如上驱动装置的设置并配设如上程式,可以使各个吸附载盘上下往复运动并围绕主轴转动,来提高改性生物炭与废水的接触效果,从而提高吸附效果。

  进一步地,所述升降转动支架上端设有滑动挡板,所述滑动挡板一侧通过弹簧与升降转动支架连接,用于滑动挡板的复位,所述换料转动辅架与滑动挡板处配设有用于推动滑动挡板移动开启滑轨通路的触发推块。通过设置滑动挡板和触发推块可以有效防止吸附载盘在升降转动支架于换料转动辅架非对接时滑脱出轨,提高装置运行的稳定性。

  一种利用改性生物炭吸附剂降解有机污染废水的方法,主要包括以下步骤:

  S1:搭建如权利要求书1-6中任意一项所述的装置,并在吸附载盘内装载改性生物炭;

  S2:将待处理有机污染废水通入反应仓内,通过驱动装置使各个吸附载盘上下往复并围绕主轴旋转,通过改性生物炭进行净化吸附;

  S3:在反应仓内进行净化处理后,通入后续处理单元进行有机污染废水的后处理。

  更进一步地,所述改性生物炭的制备方法为:1)将生物质原料置于MgCl2水溶液中浸泡,随后滴加电解质溶液使其电导率为50~800μS/cm,对其施加脉冲电场,所述脉冲电场的电场场强为55~65kV/cm,脉冲宽度35~70μs,脉冲频率900~1300Hz,处理3~5min;2)过滤取出后烘干,然后将生物质原料置于马弗炉进行热解,升温速度为15~20℃,升温至650~730℃保温5~10min后得到改性生物炭。通过上述参数的脉冲电场对生物炭进行处理可以提高其改性效果,并增强其多孔性能,通过上述温度速率的热解可以提高改性生物炭的吸附活性。

  更进一步地,所述MgCl2水溶液的浓度为2.5~3mol/L,所述生物质原料的加入量为15~35g/100ml MgCl2水溶液。

  本发明装置的工作方法为:运行装置,在主轴组件、辅轴组件接合期间停止第二驱动电机的启动并启动第一驱动电机进行对位,然后进行卷扬机启动使其上移至换料转动辅架,随后驱动第一驱动电机,先后经过卸料区、加料区,使各个吸附载盘依次进行改性活性炭的装载,装载完成后,与上述原理相反,各个吸附载盘回落至升降转动支架;

  通过卷扬机作用使吸附载盘沿着升降转动支架的轨槽区间进行上下移动,同时第二驱动电机启动使升降转动支架进行转动,通过使各个吸附载盘上下往复并围绕主轴旋转增强改性生物炭对废水的吸附处理;

  换料环的工作原理为:在对吸附载盘进行换料时,第一驱动电机停止运行并驱动第一驱动电机使换料转动辅架与升降转动支架进行对位,其中,对位条件为触发推块推动滑动挡板行进至端头,对位完成后,卷扬机作用使吸附载盘上升至换料转动辅架,随后使其先后经过卸料区、加料区,经过卸料去时通过卸料区下层内侧面设置的拨块拨动卡槽使吸附载盘下底面的锁盖沿着回复转轴旋开,随即吸附载盘下底部的网板旋开后,通过落料口将吸附载盘内改性生物炭进行卸料,随后第一驱动电机继续缓慢转动,离开卸料区,通过回复转轴的作用通过回复弹力使网板又旋回合盖,当经过加料区时,通过加料区上层内侧面设有的拨块拨开拨动卡槽使吸附载盘上顶面的锁盖沿着回复转轴旋开,同时齿板行进至设置有转动齿的行进槽内,通过与转动齿的啮合传动,带动加料转动辊进行转动,通过加料转动辊料叶转动下落改性生物炭,当转出加料区后,加料转动辊料叶通过第一磁条与第二磁条作用对加料口进行封闭,当吸附载盘加料完成后,与上述原理相反,其下落至升降转动支架进行吸附处理工作;

  其中,可以对各个驱动装置的PLC控制器进行程序编辑使各个对应的吸附载盘在一定时间的间隔下进行自动重复上述步骤流程,实现吸附载盘自动化更换改性生物炭的效果。

  本发明的有益效果是:

  (1)本发明通过吸附载盘、传动框架、驱动装置的控制,使各个吸附载盘上下往复并围绕主轴旋转,提高吸附载盘内置的改性生物炭的吸附使用效果,从而增强改性生物炭净水效果。

  (2)本发明通过吸附载盘、传动框架、换料环的作用,可以满足在吸附处理期间定期对吸附载盘内置的改性生物炭进行更换,提高本装置的工作效率,保持本装置时刻处于高效吸附的状态。

  (3)本发明通过卡槽与拨块的配合,齿板与加料传动辊的配合,实现提高吸附载盘经过加料区时自动打开上部锁盖并进行补料加料,自动化程度高且此处结构无需电子构件即可实现。(发明人徐建;王菲;李亮)

相关推荐
项目深度追踪
数据独家提供
服务开通便捷 >