CN105454983A - 一种消减谷物粉末中重金属含量并对废液进行处理的设备 - Google Patents

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Abstract

一种消减谷物粉末中重金属含量并对废液进行处理的设备，包括反应釜、输送泵Ⅰ、压滤机、pH调节槽、输送泵Ⅱ、树脂吸附柱和回收槽，所述反应釜内设有搅拌器、温度探头，所述反应釜外设有冷却系统和超声波振子，所述超声波振子位于反应釜底部，所述反应釜的物料出口通过设有控制阀的管道与输送泵Ⅰ相连，所述输送泵Ⅰ通过设有控制阀的管道与压滤机相连，压滤机通过设有控制阀的管道与pH调节槽相连，pH调节槽通过设有控制阀的管道与输送泵Ⅱ相连，输送泵Ⅱ通过设有控制阀的管道与树脂吸附柱相连，树脂吸附柱通过设有控制阀的管道与回收槽相连。利用本发明，能有效解决目前大米等谷物粉末中镉、铬、铅、汞、砷、铜等重金属含量超标的问题。

Description

一种消减谷物粉末中重金属含量并对废液进行处理的设备
技术领域
本发明涉及一种消减谷物粉末中重金属含量并对废液进行处理的设备。
背景技术
重金属是一种对人体有重大危害的物质，可经农作物进入食物链。
稻米是我国最主要的粮食品种之一，我国65%以上的人口以稻米为主食。研究表明，水稻对镉、铬、铅、汞、砷、铜等重金属具有强吸收等特征，这种固有特性也解释了近年来时有发生的大米重金属污染事件。根据报道，稻米加工后的重金属含量会大大提高，这也增加稻米粉末及其面制品的金属污染。目前，亟需一种能有效消减谷物粉末中镉、铬、铅、汞、砷、铜等重金属含量并对废液进行处理的设备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能有效消减谷物粉末中镉、铬、铅、汞、砷、铜等重金属含量并对废液进行处理的设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种消减谷物粉末中重金属含量并对废液进行处理的设备，包括反应釜、输送泵Ⅰ、压滤机、pH调节槽、输送泵Ⅱ、树脂吸附柱和回收槽，所述反应釜内设有搅拌器、温度探头，所述反应釜外设有冷却系统和超声波振子，所述超声波振子位于反应釜底部，所述反应釜的物料出口通过设有控制阀的管道与输送泵Ⅰ相连，所述输送泵Ⅰ通过设有控制阀的管道与压滤机相连，所述压滤机通过设有控制阀的管道与pH调节槽相连，所述pH调节槽通过设有控制阀的管道与输送泵Ⅱ相连，所述输送泵Ⅱ通过设有控制阀的管道与树脂吸附柱相连，所述树脂吸附柱通过设有控制阀的管道与回收槽相连。
进一步，还设有储液槽和循环泵，所述储液槽的一端通过设有控制阀的管道与树脂吸附柱的一端相连，另一端通过设有控制阀的管道与循环泵相连，所述循环泵通过设有控制阀的管道与树脂吸附柱的另一端相连。
进一步，所述树脂吸附柱为串联式树脂吸附柱。
进一步，所述串联式树脂吸附柱为六联式树脂吸附柱。
进一步，所述六联式树脂吸附柱中的单个树脂吸附柱由两个以上双层滤网包裹着的树脂组成。
进一步，所述搅拌器为可拆卸的涡轮桨叶式搅拌器。
进一步，所述冷却系统为循环水冷却系统。
进一步，所述压滤机由料液进管、滤板、压紧板、液压器和废液出管组成。
进一步，所述pH调节槽上设有废液进口、pH探头、pH调节剂进口、搅拌器、回收液出口和紧急排放口。
本发明具有操作流程简单，加工费用低，环保性好等优势。本发明能实现废液处理工序，可回收镉、铬、铅、汞、砷、铜等重金属，不污染环境，具有环保、资源利用率高等优点。
在谷物中重金属主要与蛋白质形成不溶于水的螯合物，而本发明利用消减剂的酸化、螯合作用将这些不溶于水的螯合物直接转化为可溶于水的重金属螯合物，反应过程中超声可加快重金属螯合物溶出，提高反应速率与产品的重金属消减效率，并利用树脂对重金属离子的吸附作用，对废液中重金属进行回收，避免重金属对环境的再污染。
利用本发明，可大大降低谷物粉末中镉、铬、铅、汞、砷、铜等重金属含量，如大米粉末镉的去除率达80%以上，糙米粉末镉的去除率达70%以上，可使镉、铬、铅、汞、砷、铜等重金属含量控制在国家限量标准以下，大幅度提高产品的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为图1所示实施例的反应釜的结构示意图；
图3为图1所示实施例的压滤机的结构示意图；
图4为图1所示实施例的pH调节槽的结构示意图；
图5为图1所示实施例的六联式树脂吸附柱单个树脂吸附柱的截面示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
参照图1-图5，本实施例包括反应釜1、输送泵Ⅰ2-1、压滤机3、pH调节槽4、输送泵Ⅱ2-2、串联式树脂吸附柱5和回收槽7，所述反应釜1内设有搅拌器1-1、温度探头1-2，所述反应釜1外设有冷却系统1-3和超声波振子1-4，所述超声波振子1-4位于反应釜1底部，所述反应釜1的物料出口1-5通过设有控制阀的管道与输送泵Ⅰ2-1相连，所述输送泵Ⅰ2-1通过设有控制阀的管道与压滤机3相连，所述压滤机3通过设有控制阀的管道与pH调节槽4相连，所述pH调节槽4通过设有控制阀的管道与输送泵Ⅱ2-2相连，所述输送泵Ⅱ2-2通过设有控制阀的管道与串联式树脂吸附柱5相连，所述串联式树脂吸附柱5通过设有控制阀的管道与回收槽7相连。
本实施例中，还设有储液槽6和循环泵2-3，所述储液槽6的一端通过设有控制阀的管道与串联式树脂吸附柱5的一端相连，另一端通过设有控制阀的管道与循环泵2-3相连，所述循环泵2-3通过设有控制阀的管道与串联式树脂吸附柱5的另一端相连。
本实施例中，所述搅拌器1-1为可拆卸的涡轮桨叶式搅拌器。
本实施例中，所述冷却系统1-3为循环水冷却系统。
本实施例中，所述压滤机3由料液进管3-1、滤板3-2、压紧板3-3、液压器3-4和废液出管3-5组成。
本实施例中，所述pH调节槽上设有废液进口4-1、pH探头4-2、pH调节剂进口4-3、搅拌器4-4、回收液出口4-5和紧急排放口4-6。
本实施例中，所述串联式树脂吸附柱5为六联式树脂吸附柱。所述六联式树脂吸附柱中的单个树脂吸附柱由两个以上双层滤网5-1包裹着的树脂组成。
应用实施例1
（1）取镉含量为0.6220mg/kg（干基）的糙米粉末5kg于反应釜1内，添加50L水后，加入相当于水重量0.2%的柠檬酸，得料液；
（2）将步骤（1）的料液进行搅拌超声处理，超声频率40kHz，搅拌速率为6r/min，时间2h，控制温度在为40℃以下；
（3）将经步骤（2）处理的料液用输送泵Ⅰ2-1抽到压滤机3内，压滤，用水洗涤，反复操作3次，每次压力为2MPa，每次用水量为20L；
（4）将经步骤（3）处理后所得的糙米进行烘干处理，烘干的温度为50℃，烘干的时间为8h；
（5）将步骤（3）所得的洗涤废液在pH调节槽4内用pH调节剂调节pH值至7后，用输送泵Ⅱ2-2抽到串联式树脂吸附柱5内进行重金属离子的吸附，时间为2h；吸附过程中，可利用循环泵2-3循环，最终送入回收槽7。
经检验，处理后的糙米粉末镉的含量为0.1625mg/kg（干基），镉去除率达73.9%。
应用实施例2
（1）取镉含量为0.3868mg/kg（干基）的早稻米粉末5kg于反应釜1内，添加50L水后，加入相当于水重量0.1%的柠檬酸，得料液；
（2）将步骤（1）的料液进行搅拌超声处理，超声频率40kHz，搅拌速率为6r/min，时间2h，控制温度在为40℃以下；
（3）将经步骤（2）处理的料液用输送泵Ⅰ2-1抽到压滤机3内，压滤，用水洗脱，反复操作3次，每次压力为2MPa，每次用水量为20L；
（4）将经步骤（3）处理后所得的早稻米进行烘干处理，烘干的温度为50℃，烘干的时间为8h；
（5）将步骤（3）所得的洗涤废液在pH调节槽4内用pH调节剂调节pH值至7后，用输送泵Ⅱ2-2抽到串联式树脂吸附柱5内进行重金属离子的吸附，时间为2h；吸附过程中，可利用循环泵2-3循环，最终送入回收槽7。
经检验，处理后的早稻米粉末的镉含量为0.0631mg/kg（干基），镉去除率达83.7%。
应用实施例3
（1）取铅含量为0.3589mg/kg（干基）的小麦粉末5kg于反应釜1内，添加50L水后，加入相当于水重量0.2%的柠檬酸，得料液；
（2）将步骤（1）的料液进行搅拌超声处理，超声频率40kHz，搅拌速率为6r/min，时间2h，控制温度在为40℃以下；
（3）将经步骤（2）处理的料液用输送泵Ⅰ2-1抽到压滤机3内，压滤，用水洗涤，反复操作3次，每次压力为2MPa，每次用水量为20L；
（4）将经步骤（3）处理后所得的小麦进行烘干处理，烘干的温度为50℃，烘干的时间为8h；
（5）将步骤（3）所得的洗涤废液在pH调节槽4内用pH调节剂调节pH值至7后，用输送泵Ⅱ2-2抽到串联式树脂吸附柱5内进行重金属离子的吸附，时间为2h；吸附过程中，可利用循环泵2-3循环，最终送入回收槽7。
经检验，处理后的小麦粉末铅的含量为0.1095mg/kg（干基），铅去除率达69.5%。
应用实施例4
（1）取铬含量为0.2989mg/kg（干基）的玉米粉末5kg于反应釜1内，添加50L水后，加入相当于水重量0.2%的柠檬酸，得料液；
（2）将步骤（1）的料液进行搅拌超声处理，超声频率40kHz，搅拌速率为6r/min，时间2h，控制温度在为40℃以下；
（3）将经步骤（2）处理的料液用输送泵Ⅰ2-1抽到压滤机3内，压滤，用水洗涤，反复操作3次，每次压力为2MPa，每次用水量为20L；
（4）将经步骤（3）处理后所得的玉米进行烘干处理，烘干的温度为50℃，烘干的时间为8h；
（5）将步骤（3）所得的洗涤废液在pH调节槽4内用pH调节剂调节pH值至7后，用输送泵Ⅱ2-2抽到串联式树脂吸附柱5内进行重金属离子的吸附，时间为2h；吸附过程中，可利用循环泵2-3循环，最终送入回收槽7。
经检验，处理后的玉米粉末铬的含量为0.0876mg/kg（干基），铬去除率达70.7%。

Claims (9)

1.一种消减谷物粉末中重金属含量并对废液进行处理的设备，其特征在于：包括反应釜、输送泵Ⅰ、压滤机、pH调节槽、输送泵Ⅱ、树脂吸附柱和回收槽，所述反应釜内设有搅拌器、温度探头，所述反应釜外设有冷却系统和超声波振子，所述超声波振子位于反应釜底部，所述反应釜的物料出口通过设有控制阀的管道与输送泵Ⅰ相连，所述输送泵Ⅰ通过设有控制阀的管道与压滤机相连，所述压滤机通过设有控制阀的管道与pH调节槽相连，所述pH调节槽通过设有控制阀的管道与输送泵Ⅱ相连，所述输送泵Ⅱ通过设有控制阀的管道与树脂吸附柱相连，所述树脂吸附柱通过设有控制阀的管道与回收槽相连。
2.根据权利要求1所述的消减谷物粉末中重金属含量并对废液进行处理的设备，其特征在于：还设有储液槽和循环泵，所述储液槽的一端通过设有控制阀的管道与树脂吸附柱的一端相连，另一端通过设有控制阀的管道与循环泵相连，所述循环泵通过设有控制阀的管道与树脂吸附柱的另一端相连。
3.根据权利要求1或2所述的消减谷物粉末中重金属含量并对废液进行处理的设备，其特征在于：所述树脂吸附柱为串联式树脂吸附柱。
4.根据权利要求3所述的消减谷物粉末中重金属含量并对废液进行处理的设备，其特征在于：所述串联式树脂吸附柱为六联式树脂吸附柱。
5.根据权利要求4所述的消减谷物粉末中重金属含量并对废液进行处理的设备，其特征在于：所述六联式树脂吸附柱中的单个树脂吸附柱由两个以上双层滤网包裹着的树脂组成。
6.根据权利要求1或2所述的消减谷物粉末中重金属含量并对废液进行处理的设备，其特征在于：所述搅拌器为可拆卸的涡轮桨叶式搅拌器。
7.根据权利要求1或2所述的消减谷物粉末中重金属含量并对废液进行处理的设备，其特征在于：所述冷却系统为循环水冷却系统。
8.根据权利要求1或2所述的消减谷物粉末中重金属含量并对废液进行处理的设备，其特征在于：所述压滤机由料液进管、滤板、压紧板、液压器和废液出管组成。
9.根据权利要求1或2所述的消减谷物粉末中重金属含量并对废液进行处理的设备，其特征在于：所述pH调节槽上设有废液进口、pH探头、pH调节剂进口、搅拌器、回收液出口和紧急排放口。
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