公布日：2023.12.15
申请日：2023.11.15
分类号：C02F9/00(2023.01)I;B01D53/78(2006.01)I;B01D53/40(2006.01)I;B01D53/42(2006.01)I;C02F101/20(2006.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F3
/34(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F5/08(2023.01)N;C02F3/32(2023.01)N;C02F1/62(2023.01)N
摘要
本发明提供了一种基于重金属污染的污水处理装置及其处理方法，属于水处理技术领域，包括沉淀池和吸附塔，沉淀池在自身长度方向的两端分别设有第一进水口和第一出水口，沉淀池内沿污水流动方向顺序设置有多级沉淀槽，沉淀池的第一出水口通过出水泵连接吸附塔的顶部；多个沉淀槽的底部构成污泥腔体，在沉淀池的一侧设有与污泥腔体连通的集污槽，沉淀池内设有用于将污泥腔体底部杂质清排入集污槽内的污泥清除装置，吸附塔内从上自下依次设有物理过滤组件、化学吸附组件和活性炭吸附组件。通过对进入吸附塔的污水进行沉降和过滤操作，除去污水中不溶杂质和漂浮的浮絮，有效避免杂质堵塞在吸附塔内，提高对吸附塔中过滤材料的使用寿命。
权利要求书
1.一种基于重金属污染的污水处理装置，其特征在于，包括沉淀池(1)和吸附塔(2)，所述沉淀池(1)在自身长度方向的两端分别设有第一进水口(11)和第一出水口(12)，所述沉淀池(1)内沿污水流动方向顺序设置有多级沉淀槽(13)，相邻沉淀槽(13)之间通过隔板(14)隔开，所述沉淀池(1)的第一出水口(12)通过出水泵连接第一出水管(17)；所述隔板(14)的下边缘与沉淀池(1)的底壁之间设有排泥口(15)，多个所述沉淀槽(13)的底部通过排泥口(15)构成污泥腔体，在所述沉淀池(1)远离第一出水口(12)的一侧设有与污泥腔体连通的集污槽(18)，所述沉淀池(1)内设有用于将污泥腔体底部杂质清排入集污槽(18)内的污泥清除装置(3)，所述沉淀槽(13)的顶部设有用于抽出集污槽(18)内杂质的抽污装置(19)；所述第一出水管(17)远离沉淀池(1)的一端从吸附塔(2)的顶部伸入，所述吸附塔(2)的底部设有第二出水口(22)，所述吸附塔(2)内从上自下依次可拆卸设置有多个滤板(21)，在所述多个滤板(21)上从上至下分别铺设有物理过滤组件、化学吸附组件和活性炭吸附组件；所述污泥清除装置(3)包括传动组件和刮板组件，所述传动组件包括沿沉淀池(1)长度方向平行设置在污泥腔体内两侧的链条组(31)，所述链条组(31)中链条的两端均绕设在链轮上，还包括第一驱动电机，所述第一驱动电机与链条组(31)中一端的链轮传动连接；所述刮板组件包括沿沉淀池(1)宽度方向设置在污泥腔体内两侧链条之间的多片刮板(32)，所述多片刮板(32)沿链条的长度方向均匀间隔设置，通过所述链条下层通过的刮板(32)将沉淀池(1)内底壁上杂质刮入集污槽(18)；所述链条上沿链条长度方向间隔固设有多个安装架(33)，所述刮板(32)转动连接在安装架(33)上，所述安装架(33)上设置有弹簧(34)，所述弹簧(34)用于驱使刮板(32)的活动端向链条的外侧转动，所述刮板(32)远离活动端一端垂直固定设置有连接板(35)，所述连接板(35)上转动设置有两排滚轮(36)，所述沉淀池(1)内位于污泥腔室的两侧内壁上均固定设置有导向板(37)，所述导向板(37)的两端向上方平滑弯曲出导向部，下层所述链条上刮板(32)的两排滚轮(36)均滚动接触在导向板(37)上，以使下层链条上刮板(32)保持竖直，所述隔板(14)的下边缘设置有用于清理刮板(32)表面的毛刷(141)。
2.根据权利要求1所述的一种基于重金属污染的污水处理装置，其特征在于，所述物理过滤组件包括石英砂滤料层(23)，所述化学吸附组件包括由上至下间隔设置的重金属螯合剂复合壳聚糖吸附滤层(24)和微生物吸附层(25)，所述微生物吸附层(25)设有表面附着有微生物的球体，所述活性炭吸附组件包括颗粒活性炭层(26)。
3.根据权利要求1所述的一种基于重金属污染的污水处理装置，其特征在于，还包括化学喷淋塔(4)，所述吸附塔(2)的顶部设有排气口，所述化学喷淋塔(4)的侧壁上连接有通气管(41)，所述通气管(41)的另一端与吸附塔(2)上的排气口连接，所述通气管(41)上设有抽气泵(42)。
4.根据权利要求3所述的一种基于重金属污染的污水处理装置，其特征在于，所述滤板(21)的顶壁上沿自身周向设有环形的放置槽(211)，所述放置槽(211)用于放置物理过滤组件、化学吸附组件和活性炭吸附组件中任意一种，所述放置槽(211)的内底壁设为沿滤板(21)的周向起伏的波浪形，所述滤板(21)的放置槽(211)内底壁上位于波谷位置贯穿开设有滤孔，下层所述滤板(21)的放置槽(211)内底壁波顶对齐上层滤板(21)的放置槽(211)内底壁波谷，所述第一出水管(17)伸入吸附塔(2)内的一端固定连接有与放置槽(211)同轴的分流器(171)，所述分流器(171)沿自身周向均匀间隔开设有多个连通第一出水管(17)的分流口，所述分流口朝向吸附塔(2)内最上层滤板(21)的放置槽(211)。
5.根据权利要求4所述的一种基于重金属污染的污水处理装置，其特征在于，所述滤板(21)与吸附塔(2)可拆卸连接，所述滤板(21)上设置有吊装耳(212)，所述吸附塔(2)的顶部开设有供滤板(21)进/出吸附塔(2)的开口，所述吸附塔(2)的顶部沿自身周向设置有吸气通道(27)，所述吸附塔(2)顶部开口的内壁上沿自身周向均匀间隔开设有多个与吸气通道(27)连通的吸风口，所述通气管(41)固定连接在吸附塔(2)的外壁上并与吸风口连通。
6.根据权利要求5所述的一种基于重金属污染的污水处理装置，其特征在于，所述吸附塔(2)内最下层滤板(21)的底部位于放置槽(211)的正下方设有第一养殖腔(213)，所述第一养殖腔(213)用于种植水培植物，所述第一养殖腔(213)与放置槽(211)之间开设有若干供水培植物通过的第一穿孔，位于所述第一养殖腔(213)所在滤板(21)上方的吸附塔(2)内壁上设置有第一光源(214)。
7.根据权利要求6所述的一种基于重金属污染的污水处理装置，其特征在于，所述吸附塔(2)内位于最下层滤板(21)与第二出水口(22)之间设有生物过滤架(5)，所述生物过滤架(5)包括最上层的收集槽(51)和收集槽(51)下方间隔设置的多层养殖槽(52)，所述收集槽(51)的底部均匀贯穿设有多个第一过水管(53)，所述多个第一过水管(53)均匀分为多组并一一连通各层养殖槽(52)，每层所述养殖槽(52)的内底壁上均设置有若干个第二过水管(54)，所述第二过水管(54)与吸附塔(2)底部的第二出水口(22)连通，所述收集槽(51)内填充有球形陶瓷滤料，所述养殖槽(52)内养殖有水培植物，所述生物过滤架(5)上设置有若干用于为每层养殖槽(52)内水培植物光照的第二光源(55)。
8.基于权利要求1~7任意一项所述的污水处理装置的一种污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S01、将需要处理的重金属污水通过第一进水口(11)注入沉淀池(1)中，保持恒定注水速率，在沉淀池(1)内对重金属污水静置且多级沉降，污水中不溶杂质沉底，浮絮被隔板(14)拦截，最后一级沉淀槽(13)中清液从第一出水口(12)被吸入吸附塔(2)；S02、初步处理后的污水，在吸附塔(2)内由上自下依次经过物理过滤组件、化学吸附组件和活性炭吸附组件后排出，在物理过滤组件上被再次截留不可溶的杂质，在化学吸附组件上对污水中的金属离子进行吸附，在活性炭吸附组件上最后对污水进行深度吸附；S03、周期性启动污泥清除装置(3)对沉淀池(1)内部污泥腔体中沉淀的杂质进行清除。
发明内容
针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种基于重金属污染的污水处理装置及其处理方法。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
第一方面，提供一种基于重金属污染的污水处理装置，包括沉淀池和吸附塔，沉淀池在自身长度方向的两端分别设有第一进水口和第一出水口，沉淀池内沿污水流动方向顺序设置有多级沉淀槽，相邻沉淀槽之间通过隔板隔开，沉淀池的第一出水口通过出水泵连接第一出水管；
隔板的下边缘与沉淀池的底壁之间设有排泥口，多个沉淀槽的底部通过排泥口构成污泥腔体，在沉淀池远离第一出水口的一侧设有与污泥腔体连通的集污槽，沉淀池内设有用于将污泥腔体底部杂质清排入集污槽内的污泥清除装置，沉淀槽的顶部设有用于抽出集污槽内杂质的抽污装置；
第一出水管远离沉淀池的一端从吸附塔的顶部伸入，吸附塔的底部设有第二出水口，吸附塔内从上自下依次可拆卸设置有多个滤板，在多个滤板上从上至下分别铺设有物理过滤组件、化学吸附组件和活性炭吸附组件。
进一步地，污泥清除装置包括传动组件和刮板组件，传动组件包括沿沉淀池长度方向平行设置在污泥腔体内两侧的链条组，链条组中链条的两端均绕设在链轮上，还包括第一驱动电机，第一驱动电机与链条组中一端的链轮传动连接；
刮板组件包括沿沉淀池宽度方向设置在污泥腔体内两侧链条之间的多片刮板，多片刮板沿链条的长度方向均匀间隔设置，通过链条下层通过的刮板将沉淀池内底壁上杂质刮入集污槽。
进一步地，链条上沿链条长度方向间隔固设有多个安装架，刮板转动连接在安装架上，安装架上设置有弹簧，弹簧用于驱使刮板的活动端向链条的外侧转动，刮板远离活动端一端垂直固定设置有连接板，连接板上转动设置有两排滚轮，沉淀池内位于污泥腔室的两侧内壁上均固定设置有导向板，导向板的两端向上方平滑弯曲出导向部，下层链条上刮板的两排滚轮均滚动接触在导向板上，以使下层链条上刮板保持竖直，隔板的下边缘设置有用于清理刮板表面的毛刷。
进一步地，物理过滤组件包括石英砂滤料层，化学吸附组件包括由上至下间隔设置的重金属螯合剂复合壳聚糖吸附滤层和微生物吸附层，微生物吸附层设有表面附着有微生物的球体，活性炭吸附组件包括颗粒活性炭层。
进一步地，还包括化学喷淋塔，吸附塔的顶部设有排气口，化学喷淋塔的侧壁上连接有通气管，通气管的另一端与吸附塔上的排气口连接，通气管上设有抽气泵。
进一步地，滤板的顶壁上沿自身周向设有环形的放置槽，放置槽用于放置物理过滤组件、化学吸附组件和活性炭吸附组件中任意一种，放置槽的内底壁设为沿滤板的周向起伏的波浪形，滤板的放置槽内底壁上位于波谷位置贯穿开设有滤孔，下层滤板的放置槽内底壁波顶对齐上层滤板的放置槽内底壁波谷，第一出水管伸入吸附塔内的一端固定连接有与放置槽同轴的分流器，分流器沿自身周向均匀间隔开设有多个连通第一出水管的分流口，分流口朝向吸附塔内最上层滤板的放置槽。
进一步地，滤板与吸附塔可拆卸连接，滤板上设置有吊装耳，吸附塔的顶部开设有供滤板进/出吸附塔的开口，吸附塔的顶部沿自身周向设置有吸气通道，吸附塔顶部开口的内壁上沿自身周向均匀间隔开设有多个与吸气通道连通的吸风口，通气管固定连接在吸附塔的外壁上并与吸风口连通。
进一步地，吸附塔内最下层滤板的底部位于放置槽的正下方设有第一养殖腔，第一养殖腔用于种植水培植物，第一养殖腔与放置槽之间开设有若干供水培植物通过的第一穿孔连通，位于第一养殖腔所在滤板上方的吸附塔内壁上设置有第一光源。
进一步地，吸附塔内位于最下层滤板与第二出水口之间设有生物过滤架，生物过滤架包括最上层的收集槽和收集槽下方间隔设置的多层养殖槽，收集槽的底部均匀贯穿设有多个第一过水管，多个第一过水管均匀分为多组并一一连通各层养殖槽，每层养殖槽的内底壁上均设置有若干个第二过水管，第二过水管与吸附塔底部的第二出水口连通，收集槽内填充有球形陶瓷滤料，养殖槽内养殖有水培植物，生物过滤架上设置有若干用于为每层养殖槽内水培植物光照的第二光源。
第二方面，基于本申请第一方面污水处理装置的提供了一种污水处理方法，包括以下步骤：
S01、将需要处理的重金属污水通过第一进水口注入沉淀池中，保持恒定注水速率，在沉淀池内对重金属污水静置且多级沉降，污水中不溶杂质沉底，浮絮被隔板拦截，最后一级沉淀槽中清液从第一出水口被吸入吸附塔；
S02、初步处理后的污水，在吸附塔内由上自下依次经过物理过滤组件、化学吸附组件和活性炭吸附组件后排出，在物理过滤组件上被再次截留不可溶的杂质，在化学吸附组件上对污水中的金属离子进行吸附，在活性炭吸附组件上最后对污水进行深度吸附；
S03、周期性启动污泥清除装置对沉淀池内部污泥腔体中沉淀的杂质进行清除。
本发明的有益效果为：
1、通过对进入吸附塔的污水进行沉降和过滤操作，除去污水中不溶杂质和漂浮的浮絮，有效避免杂质堵塞在吸附塔内，提高对吸附塔中过滤材料的使用寿命，并周期性采用污泥清除装置将沉淀池中的杂质推入集污槽中，并由污泥泵将杂质抽出，保持沉淀池底部清洁；
2、在吸附塔的底部集成安装有生物过滤架，精简吸附塔内空间，提高对污水中重金属离子的吸附效果。
（发明人：李桂双;王存文;王兴欢）
