CN105692770A - 一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的装置及其工作方法 - Google Patents

一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的装置及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的装置及其工作方法，由废水槽，泵水装置，反应罐，清水管，清水槽，自动升降装置，反应罐支架，控制系统组成；控制系统启动泵水装置将含无机非金属污染物废水从上部输入反应罐内，经反应罐处理后的清水通过清水管排进清水池中；当反应罐内呈吸附饱和状态后，控制系统启动自动升降装置对反应罐进行换料过程。本发明所述的一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的装置及其工作方法结构新颖合理，无机非金属污染物去除率高，适用范围广阔。

Description

一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的装置及其工作方法
技术领域
本发明属于污水装置净化领域，具体涉及一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的装置及其工作方法。
背景技术
水环境的污染治理是全球性可持续发展的重要战略问题之一。特别是我国人口众多、水资源十分匾乏，污水处理尤其重要。随着我国城镇数量以及人口总量的不断增加，城市污水处理厂作为重要的基础设施之一，必将随着城市化的进程得到迅猛发展，因此我国将成为世界范围内使用水处理设备的大国。
污水处理设备在我国的广泛应用与发展是从20世纪90年代初开始的，随着我国经济的高速发展，环境污染程度也日益严重，特别是水污染的范围与程度不断扩大，已严重影响到我国国民经济的发展。污水治理已经成为刻不容缓的紧迫课题，主要城市污水处理厂的兴建初步缓解了环境污染，而污水处理设备的应用也随着污水处理规模的扩大而不断扩大。然而由于各种原因，我国污水处理行业所用设备中70％以上为国外进口。这不但浪费了我国大量资金，而且很大程度上不利于污水处理设备的国产化发展。由于我国水处理设备的起步较晚，目前，我国污水处理设备的技术水平与国际先进设备相比，尚有差距。随着我国污水处理规模的不断扩大，我国对污水处理的相关设备的需求也会日益增加，而且污水治理将是未来发展中必不可少的环节。因而，我国对污水处理设备的需求将会不断增加，而且也是持久的。污水处理设备有着广阔的发展空间，而污水处理设备的国产化有着巨大的经济价值与社会意义。
污水处理设备的发展同污水处理技术的发展是分不开的，社会资源的短缺必然使得污水处理向着经济、实用、节约、有效的方向发展，而对设备的要求则也会随之变化，购买成本低、使用方便、处理与使用效果好、节约能源的产品才能适应污水处理工业发展变化需求。因而，掌握先进技术、预见未来污水处理工业发展走向，在此基础上开发出经济、实效、节能、简洁的产品是发展的趋势；设备的机械化、自动化程度要求也会越来越高，这样会节约人力与物力成本，符合未来社会总体发展趋势；由于污水处理工艺多样性的需求，污水处理设备的多元化也是发展趋势。
污水处理过程是一个变量繁多，具有大时变、大时滞特点的动态非线性生化反应过程，对污水进行有效处理已成为当今世界为解决水环境问题的重要议题。为了提高污水处理装置运行效率、保证出水质量、降低运行费用，研究新型的智能优化控制方法来实现节能达标的目标，是当前污水处理行业的发展趋势。
现有的常用污水处理设备有:曝气系统设备、拦污设备、排泥排渣设备、分离设备、搅拌设备、过滤设备、提升设备、消毒设备、各式污泥浓缩机、污泥螺杆泵、污泥脱水机、污泥烘干机、污泥离心分离机、污泥堆肥机械、污泥焚烧机械、污泥厌氧消化气储存设备、发电设备、污水厂供电设备、溶药设备、水质水量监测设备、控制设备等。
在现有技术条件下，处理生活污水的设备建设成本和运行成本的增加将成为必然，现有的传统工艺、处理方法具有工艺流程长，控制复杂，占地大，处理成本高等缺点。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的装置，包括：废水槽1，泵水装置2，反应罐3，清水管4，清水槽5，自动升降装置6，反应罐支架7，控制系统8；所述反应罐支架7上表面设有反应罐3，所述反应罐支架7下方设有废水槽1及控制系统8，所述反应罐3与废水槽1之间设有泵水装置2，所述自动升降装置6由上方伸入反应罐3内，所述反应罐支架7右侧设有清水槽5，所述清水槽5与反应罐3之间设有清水管4；
所述泵水装置2中的水泵、水体流量计、电磁阀与控制系统8导线控制连接；
所述清水管4上的电磁阀与控制系统8导线控制连接。
进一步的，所述反应罐3包括：填料罐3-1，填料吸附球3-2，液位传感器3-3，吸附饱和度传感器3-4，吸附能力传感器3-5；所述填料罐3-1位于反应罐3内部正中间位置，填料罐3-1悬空布置，填料罐3-1上方通过挂钩与所述自动升降装置6相连接，填料罐3-1顶面距反应罐3上端檐口30cm～50cm，填料罐3-1底端距反应罐3罐底40cm～60cm；所述填料吸附球3-2位于填料罐3-1内部位置，填料吸附球3-2分层级水平均匀排列，层数不少于5层，相邻二层间距200nm～600nm，填料吸附球3-2数量在100～300万个，每层数量不少于20万个；
所述填料吸附球3-2由多于4组填料环3-2-1组成，多个填料环3-2-1以吸附球3-2中心纵轴为圆心等角度均匀排列，相邻填料环3-2-1之间的夹角为10°～45°；
所述填料环3-2-1包括：填料微球3-2-1-1，填料串引线3-2-1-2；所述填料串引线3-2-1-2将多个填料微球3-2-1-1串接在一起组成标准圆形结构，单个填料串引线3-2-1-2上的填料微球3-2-1-1数量不少于100个，所述填料微球3-2-1-1直径为100nm～400nm；所述液位传感器3-3位于反应罐3内部，液位传感器3-3距反应罐3上端檐口10cm～20cm，液位传感器3-3与控制系统8导线控制连接；所述吸附饱和度传感器3-4位于填料罐3-1内部位置，吸附饱和度传感器3-4与控制系统8导线控制连接；所述吸附能力传感器3-5位于反应罐3内部，吸附能力传感器3-5与控制系统8导线控制连接。
进一步的，所述自动升降装置6包括：传动机构6-1，转向滑轮6-2，定滑轮6-3，牵引绳6-4，角钢支撑架6-5，液压千斤顶6-6；所述角钢支撑架6-5为一角钢连续折弯两个直角而成，角钢支撑架6-5呈倒“U”型结构；所述传动机构6-1固定在角钢支撑架6-5竖直撑底端位置，传动机构6-1与角钢支撑架6-5螺钉固定或焊接固定；所述转向滑轮6-2固定在角钢支撑架6-5水平撑靠近传动机构6-1一侧，固定方式采用螺钉固定或焊接固定；所述定滑轮6-3固定在转向滑轮6-2一侧位置，数量为2个，两定滑轮6-3间距1m～2m，靠近转向滑轮6-2一侧的定滑轮6-3距转向滑轮6-2距离为200cm～400cm，定滑轮6-3与角钢支撑架6-5固定方式采用螺钉固定或焊接固定；所述传动机构6-1、转向滑轮6-2、定滑轮6-3通过牵引绳6-4依次串联起来；所述液压千斤顶6-6与角钢支撑架6-5两竖直撑底端平面固定连接，液压千斤顶6-6数量为2个，液压千斤顶6-6与控制系统8导线控制连接。
进一步的，所述传动机构6-1包括：传动电机6-1-1，传动主轴6-1-2，传动摇杆6-1-3，主传动齿轮6-1-4，主传动齿轮主轴6-1-5，从传动齿轮6-1-6，从传动齿轮主轴6-1-7，固定耳板6-1-8，传动机构保护壳6-1-9；所述传动电机6-1-1与控制系统8导线控制连接，传动电机6-1-1输出端连接在传动主轴6-1-2的一端，所述传动主轴6-1-2另一端连接在传动摇杆6-1-3的一端，所述传动摇杆6-1-3为一合金圆棒连续折弯两个直角而成，传动摇杆6-1-3另一端连接有主传动齿轮主轴6-1-5，所述主传动齿轮主轴6-1-5通过轴承与主传动齿轮6-1-4中心孔转动连接，所述主传动齿轮6-1-4与从传动齿轮6-1-6外啮合传动，所述从传动齿轮6-1-6中心孔内通过轴承与从传动齿轮主轴6-1-7一端转动连接，所述从传动齿轮主轴6-1-7另一端与固定耳板6-1-8侧壁圆孔过盈配合连接，所述主传动齿轮6-1-4、主传动齿轮主轴6-1-5、从传动齿轮6-1-6、从传动齿轮主轴6-1-7外设有传动机构保护壳6-1-9，所述传动机构保护壳6-1-9由厚度为2mm的不锈钢板折弯焊接而成。
进一步的，所述填料微球3-2-1-1由高分子材料压模成型，填料微球3-2-1-1的组成成分和制造过程如下：
一、填料微球3-2-1-1组成成分：
按重量份数计，N-[1-(S)-乙氧甲酰基-3-苯基丙基]-L-丙氨酰基羧酸酐2～16份，N-芴甲氧羰基-L-3-氯苯丙氨酸40～55份，(R)2-(4-氯-邻甲苯氧基)丙酸3～18份，L-3-(邻甲氧基苯甲酰基)丙氨酸100～125份，N-(9-芴甲氧羰酰基)-L-4-甲基苯丙氨酸60～110份，4-[[2-(乙酰氨基)-4-[双(3-甲氧基-3-氧代丙基)氨基]苯基]偶氮]苯甲酸甲酯5～50份，浓度为45ppm～85ppm的(2,6-二甲基苯氧基)丙酮肟20～60份，3-(2-甲氧基苯基)-2-丙烯醛35～85份，2-氨基-1-(2,5-二甲氧基苯基)-1-丙酮70～130份，交联剂5～35份，1-[(1-甲基乙基)氨基]-3-[2-(2-丙烯基)苯氧基]-2-丙醇45～70份，甲基烯丙基聚氧乙烯醚80～160份，2-甲氧基-4-丙烯基苯基苯乙醚25～45份，邻苯二甲酸异丙酯酰氧基-苯甲酰氧基-丙烯酰氧基铝30～65份；
所述交联剂为(R)-2-[4-(6-氯喹喔啉-2-基氧)苯氧基]丙酸乙酯、2-(4-氯-2-甲基苯氧基)丙酸、(R)2-(2，4-二氯苯氧基)丙酸中的任意一种；
二、填料微球3-2-1-1的制造过程，包含以下步骤：
第1步：在反应釜中加入电导率为0.8μS/cm～1.7μS/cm的超纯水900～1700份，启动反应釜内搅拌器，转速为115rpm～180rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至55℃～75℃；依次加入N-[1-(S)-乙氧甲酰基-3-苯基丙基]-L-丙氨酰基羧酸酐、N-芴甲氧羰基-L-3-氯苯丙氨酸、(R)2-(4-氯-邻甲苯氧基)丙酸，搅拌至完全溶解，调节pH值为2.6～6.8，将搅拌器转速调至166rpm～238rpm，温度为83℃～142℃，酯化反应17～31小时；
第2步：取L-3-(邻甲氧基苯甲酰基)丙氨酸、N-(9-芴甲氧羰酰基)-L-4-甲基苯丙氨酸进行粉碎，粉末粒径为820～1300目；加入4-[[2-(乙酰氨基)-4-[双(3-甲氧基-3-氧代丙基)氨基]苯基]偶氮]苯甲酸甲酯混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为34mm～73mm，采用剂量为6.3kGy～10.6kGy、能量为9.4MeV～15.8MeV的α射线辐照75～115分钟，以及同等剂量的β射线辐照80～150分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于(2,6-二甲基苯氧基)丙酮肟中，加入反应釜，搅拌器转速为96rpm～176rpm，温度为86℃～126℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.20MPa～-0.75MPa，保持此状态反应19～39小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.40MPa～0.80MPa，保温静置12～24小时；搅拌器转速提升至148rpm～260rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入3-(2-甲氧基苯基)-2-丙烯醛、2-氨基-1-(2,5-二甲氧基苯基)-1-丙酮完全溶解后，加入交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为8.9～9.9，保温静置18～33小时；
第4步：在搅拌器转速为167rpm～235rpm时，依次加入1-[(1-甲基乙基)氨基]-3-[2-(2-丙烯基)苯氧基]-2-丙醇、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、2-甲氧基-4-丙烯基苯基苯乙醚和邻苯二甲酸异丙酯酰氧基-苯甲酰氧基-丙烯酰氧基铝，提升反应釜压力，使其达到0.90MPa～1.45MPa，温度为180℃～270℃，聚合反应8～19小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至22℃～43℃，出料，入压模机即可制得填料微球3-2-1-1。
进一步的，本发明还公开了一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的工作方法，该方法包括以下几个步骤：
第1步：控制系统8通过液位传感器3-3检测到反应罐3中水位下降到最低水位时，启动泵水装置2中的水泵，将储存在废水槽1中的含无机非金属污染物废水从上部输入反应罐3中，泵水装置2上的电磁水阀使出水量控制在35m3/h～75m3/h，废水从反应罐3上部向下流过填料罐3-1，填料罐3-1内部的填料吸附球3-2对废水中的无机非金属污染物进行吸附作用，装置运行15min～25min后，控制系统8开启清水管4上的电磁阀将填料吸附球3-2处理后的清水通过反应罐3底部的清水管4排入清水槽5中；
第2步：在吸附处理过程中，吸附能力传感器3-5对吸附能力是否达标进行实时监控，当吸附能力传感器3-5检测到反应罐3内吸附未达标时，向控制系统8发出信号并报警15s，控制系统8启动自动升降装置6自动将填料罐3-1升至反应罐3上方，工作人员对填料罐3-1进行换料；
第3步：在吸附处理过程中，吸附饱和度传感器3-4对填料罐3-1内部填料吸附球3-2表面的吸附饱和度进行实时监控，当吸附饱和度传感器3-4检测到饱和度超过预设值时，向控制系统8发出信号并报警15s，控制系统8启动自动升降装置6自动将填料罐3-1升至反应罐3上方，工作人员对填料罐3-1进行换料；
第4步：液位传感器3-3对反应罐3内运行水位进行安全实时监测，当运行水位位于反应罐3上檐15cm～20cm时，液位传感器3-3向控制系统8发出反馈信号，控制系统8将关闭系统电源，使得整个系统停止工作，并发出音频报警45s；当运行水位恢复正常值时，液位传感器3-3向控制系统8发出反馈信号，控制系统8将开启系统电源，使得整个系统恢复正常工作。
本发明专利公开的一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的装置及其工作方法，其优点在于：
(1)该装置采用自动升降装置，换料方便快捷；
(2)该装置结构设计合理紧凑，集成度高；
(3)该装置填料微球采用高分子材料制备，无机非金属污染物净化率提升显著。
本发明所述的一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的装置及其工作方法结构新颖合理，无机非金属污染物去除率高，适用范围广阔。
附图说明
图1是本发明中所述的一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的装置示意图。
图2是本发明中所述的反应罐内部结构示意图。
图3是本发明中所述的自动升降装置结构示意图。
图4是本发明中所述的传动机构结构示意图。
图5是本发明中所述的填料吸附球结构示意图。
图6是本发明中所述的填料环结构示意图。
图7是本发明所述的填料微球材料与无机非金属污染物总净化率关系图。
以上图1～图6中，废水槽1，泵水装置2，反应罐3，填料罐3-1，填料吸附球3-2，填料环3-2-1，填料微球3-2-1-1，填料串引线3-2-1-2，液位传感器3-3，吸附饱和度传感器3-4，吸附能力传感器3-5，清水管4，清水槽5，自动升降装置6，传动机构6-1，传动电机6-1-1，传动主轴6-1-2，传动摇杆6-1-3，主传动齿轮6-1-4，主传动齿轮主轴6-1-5，从传动齿轮6-1-6，从传动齿轮主轴6-1-7，固定耳板6-1-8，传动机构保护壳6-1-9，转向滑轮6-2，定滑轮6-3，牵引绳6-4，角钢支撑架6-5，液压千斤顶6-6，反应罐支架7，控制系统8。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明提供的一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的装置进行进一步说明。
如图1所示，是本发明提供的一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的装置的示意图。图中看出，包括废水槽1，泵水装置2，反应罐3，清水管4，清水槽5，自动升降装置6，反应罐支架7，控制系统8；所述反应罐支架7上表面设有反应罐3，所述反应罐支架7下方设有废水槽1及控制系统8，所述反应罐3与废水槽1之间设有泵水装置2，所述自动升降装置6由上方伸入反应罐3内，所述反应罐支架7右侧设有清水槽5，所述清水槽5与反应罐3之间设有清水管4；
所述泵水装置2中的水泵、水体流量计、电磁阀与控制系统8导线控制连接；
所述清水管4上的电磁阀与控制系统8导线控制连接。
如图2、图5及图6所示，是本发明中所述的净水罐内部结构示意图、填料吸附球结构示意图及填料环结构示意图。从图、2图5、图6或图1中看出，所述反应罐3包括：填料罐3-1，填料吸附球3-2，液位传感器3-3，吸附饱和度传感器3-4，吸附能力传感器3-5；所述填料罐3-1位于反应罐3内部正中间位置，填料罐3-1悬空布置，填料罐3-1上方通过挂钩与所述自动升降装置6相连接，填料罐3-1顶面距反应罐3上端檐口30cm～50cm，填料罐3-1底端距反应罐3罐底40cm～60cm；所述填料吸附球3-2位于填料罐3-1内部位置，填料吸附球3-2分层级水平均匀排列，层数不少于5层，相邻二层间距200nm～600nm，填料吸附球3-2数量在100～300万个，每层数量不少于20万个；
所述填料吸附球3-2由多于4组填料环3-2-1组成，多个填料环3-2-1以吸附球3-2中心纵轴为圆心等角度均匀排列，相邻填料环3-2-1之间的夹角为10°～45°；
所述填料环3-2-1包括：填料微球3-2-1-1，填料串引线3-2-1-2；所述填料串引线3-2-1-2将多个填料微球3-2-1-1串接在一起组成标准圆形结构，单个填料串引线3-2-1-2上的填料微球3-2-1-1数量不少于100个，所述填料微球3-2-1-1直径为100nm～400nm；所述液位传感器3-3位于反应罐3内部，液位传感器3-3距反应罐3上端檐口10cm～20cm，液位传感器3-3与控制系统8导线控制连接；所述吸附饱和度传感器3-4位于填料罐3-1内部位置，吸附饱和度传感器3-4与控制系统8导线控制连接；所述吸附能力传感器3-5位于反应罐3内部，吸附能力传感器3-5与控制系统8导线控制连接。
如图3所示，是本发明中所述的自动升降装置结构示意图。从图3或图1看出，所述自动升降装置6包括：传动机构6-1，转向滑轮6-2，定滑轮6-3，牵引绳6-4，角钢支撑架6-5，液压千斤顶6-6；所述角钢支撑架6-5为一角钢连续折弯两个直角而成，角钢支撑架6-5呈倒“U”型结构；所述传动机构6-1固定在角钢支撑架6-5竖直撑底端位置，传动机构6-1与角钢支撑架6-5螺钉固定或焊接固定；所述转向滑轮6-2固定在角钢支撑架6-5水平撑靠近传动机构6-1一侧，固定方式采用螺钉固定或焊接固定；所述定滑轮6-3固定在转向滑轮6-2一侧位置，数量为2个，两定滑轮6-3间距1m～2m，靠近转向滑轮6-2一侧的定滑轮6-3距转向滑轮6-2距离为200cm～400cm，定滑轮6-3与角钢支撑架6-5固定方式采用螺钉固定或焊接固定；所述传动机构6-1、转向滑轮6-2、定滑轮6-3通过牵引绳6-4依次串联起来；所述液压千斤顶6-6与角钢支撑架6-5两竖直撑底端平面固定连接，液压千斤顶6-6数量为2个，液压千斤顶6-6与控制系统8导线控制连接。
如图4所示，是本发明中所述的传动机构结构示意图。从图4或图1看出，所述传动机构6-1包括：传动电机6-1-1，传动主轴6-1-2，传动摇杆6-1-3，主传动齿轮6-1-4，主传动齿轮主轴6-1-5，从传动齿轮6-1-6，从传动齿轮主轴6-1-7，固定耳板6-1-8，传动机构保护壳6-1-9；所述传动电机6-1-1与控制系统8导线控制连接，传动电机6-1-1输出端连接在传动主轴6-1-2的一端，所述传动主轴6-1-2另一端连接在传动摇杆6-1-3的一端，所述传动摇杆6-1-3为一合金圆棒连续折弯两个直角而成，传动摇杆6-1-3另一端连接有主传动齿轮主轴6-1-5，所述主传动齿轮主轴6-1-5通过轴承与主传动齿轮6-1-4中心孔转动连接，所述主传动齿轮6-1-4与从传动齿轮6-1-6外啮合传动，所述从传动齿轮6-1-6中心孔内通过轴承与从传动齿轮主轴6-1-7一端转动连接，所述从传动齿轮主轴6-1-7另一端与固定耳板6-1-8侧壁圆孔过盈配合连接，所述主传动齿轮6-1-4、主传动齿轮主轴6-1-5、从传动齿轮6-1-6、从传动齿轮主轴6-1-7外设有传动机构保护壳6-1-9，所述传动机构保护壳6-1-9由厚度为2mm的不锈钢板折弯焊接而成。
本发明所述的一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的装置的工作过程是：
第1步：控制系统8通过液位传感器3-3检测到反应罐3中水位下降到最低水位时，启动泵水装置2中的水泵，将储存在废水槽1中的含无机非金属污染物废水从上部输入反应罐3中，泵水装置2上的电磁水阀使出水量控制在35m3/h～75m3/h，废水从反应罐3上部向下流过填料罐3-1，填料罐3-1内部的填料吸附球3-2对废水中的无机非金属污染物进行吸附作用，装置运行15min～25min后，控制系统8开启清水管4上的电磁阀将填料吸附球3-2处理后的清水通过反应罐3底部的清水管4排入清水槽5中；
第2步：在吸附处理过程中，吸附能力传感器3-5对吸附能力是否达标进行实时监控，当吸附能力传感器3-5检测到反应罐3内吸附未达标时，向控制系统8发出信号并报警15s，控制系统8启动自动升降装置6自动将填料罐3-1升至反应罐3上方，工作人员对填料罐3-1进行换料；
第3步：在吸附处理过程中，吸附饱和度传感器3-4对填料罐3-1内部填料吸附球3-2表面的吸附饱和度进行实时监控，当吸附饱和度传感器3-4检测到饱和度超过预设值时，向控制系统8发出信号并报警15s，控制系统8启动自动升降装置6自动将填料罐3-1升至反应罐3上方，工作人员对填料罐3-1进行换料；
第4步：液位传感器3-3对反应罐3内运行水位进行安全实时监测，当运行水位位于反应罐3上檐15cm～20cm时，液位传感器3-3向控制系统8发出反馈信号，控制系统8将关闭系统电源，使得整个系统停止工作，并发出音频报警45s；当运行水位恢复正常值时，液位传感器3-3向控制系统8发出反馈信号，控制系统8将开启系统电源，使得整个系统恢复正常工作。
本发明所述的一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的装置及其工作方法结构新颖合理，无机非金属污染物去除率高，适用范围广阔。
以下是本发明所述填料微球3-2-1-1的制造过程的实施例，实施例是为了进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。
若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
按照以下步骤制造本发明所述填料微球3-2-1-1，并按重量分数计：
第1步：在反应釜中加入电导率为0.8μS/cm的超纯水900份，启动反应釜内搅拌器，转速为115rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至55℃；依次加入N-[1-(S)-乙氧甲酰基-3-苯基丙基]-L-丙氨酰基羧酸酐2份，N-芴甲氧羰基-L-3-氯苯丙氨酸40份，(R)2-(4-氯-邻甲苯氧基)丙酸3份，搅拌至完全溶解，调节pH值为2.6，将搅拌器转速调至166rpm，温度为83℃，酯化反应17小时；
第2步：取L-3-(邻甲氧基苯甲酰基)丙氨酸100份，N-(9-芴甲氧羰酰基)-L-4-甲基苯丙氨酸60份进行粉碎，粉末粒径为820目；加入4-[[2-(乙酰氨基)-4-[双(3-甲氧基-3-氧代丙基)氨基]苯基]偶氮]苯甲酸甲酯5份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为34mm，采用剂量为6.3kGy、能量为9.4MeV的α射线辐照75分钟，以及同等剂量的β射线辐照80分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于浓度为45ppm的(2,6-二甲基苯氧基)丙酮肟20份中，加入反应釜，搅拌器转速为96rpm，温度为86℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.20MPa，保持此状态反应19小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.40MPa，保温静置12小时；搅拌器转速提升至148rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入3-(2-甲氧基苯基)-2-丙烯醛35份，2-氨基-1-(2,5-二甲氧基苯基)-1-丙酮70份完全溶解后，加入交联剂5份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为8.9，保温静置18小时；
第4步：在搅拌器转速为167rpm时，依次加入1-[(1-甲基乙基)氨基]-3-[2-(2-丙烯基)苯氧基]-2-丙醇45份，甲基烯丙基聚氧乙烯醚80份，2-甲氧基-4-丙烯基苯基苯乙醚25份，邻苯二甲酸异丙酯酰氧基-苯甲酰氧基-丙烯酰氧基铝30份，提升反应釜压力，使其达到0.90MPa，温度为180℃，聚合反应8小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至22℃，出料，入压模机即可制得填料微球3-2-1-1。
所述交联剂为(R)-2-[4-(6-氯喹喔啉-2-基氧)苯氧基]丙酸乙酯。
实施例2
按照以下步骤制造本发明所述填料微球3-2-1-1，并按重量分数计：
第1步：在反应釜中加入电导率为1.7μS/cm的超纯水1700份，启动反应釜内搅拌器，转速为180rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至75℃；依次加入N-[1-(S)-乙氧甲酰基-3-苯基丙基]-L-丙氨酰基羧酸酐16份，N-芴甲氧羰基-L-3-氯苯丙氨酸55份，(R)2-(4-氯-邻甲苯氧基)丙酸18份，搅拌至完全溶解，调节pH值为6.8，将搅拌器转速调至238rpm，温度为142℃，酯化反应31小时；
第2步：取L-3-(邻甲氧基苯甲酰基)丙氨酸125份，N-(9-芴甲氧羰酰基)-L-4-甲基苯丙氨酸110份进行粉碎，粉末粒径为1300目；加入4-[[2-(乙酰氨基)-4-[双(3-甲氧基-3-氧代丙基)氨基]苯基]偶氮]苯甲酸甲酯50份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为73mm，采用剂量为10.6kGy、能量为15.8MeV的α射线辐照115分钟，以及同等剂量的β射线辐照150分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于浓度为85ppm的(2,6-二甲基苯氧基)丙酮肟60份中，加入反应釜，搅拌器转速为176rpm，温度为126℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.75MPa，保持此状态反应39小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.80MPa，保温静置24小时；搅拌器转速提升至260rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入3-(2-甲氧基苯基)-2-丙烯醛85份，2-氨基-1-(2,5-二甲氧基苯基)-1-丙酮130份完全溶解后，加入交联剂35份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为9.9，保温静置33小时；
第4步：在搅拌器转速为235rpm时，依次加入1-[(1-甲基乙基)氨基]-3-[2-(2-丙烯基)苯氧基]-2-丙醇70份，甲基烯丙基聚氧乙烯醚160份，2-甲氧基-4-丙烯基苯基苯乙醚45份，邻苯二甲酸异丙酯酰氧基-苯甲酰氧基-丙烯酰氧基铝65份，提升反应釜压力，使其达到1.45MPa，温度为270℃，聚合反应19小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至43℃，出料，入压模机即可制得填料微球3-2-1-1。
所述交联剂为(R)2-(2，4-二氯苯氧基)丙酸。
实施例3
按照以下步骤制造本发明所述填料微球3-2-1-1，并按重量分数计：
第1步：在反应釜中加入电导率为0.817μS/cm的超纯水970份，启动反应釜内搅拌器，转速为115.18rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至55.5℃；依次加入N-[1-(S)-乙氧甲酰基-3-苯基丙基]-L-丙氨酰基羧酸酐2.16份，N-芴甲氧羰基-L-3-氯苯丙氨酸40.55份，(R)2-(4-氯-邻甲苯氧基)丙酸3.18份，搅拌至完全溶解，调节pH值为2.68，将搅拌器转速调至166.238rpm，温度为83.142℃，酯化反应17.31小时；
第2步：取L-3-(邻甲氧基苯甲酰基)丙氨酸111份，N-(9-芴甲氧羰酰基)-L-4-甲基苯丙氨酸60.110份进行粉碎，粉末粒径为820.130目；加入4-[[2-(乙酰氨基)-4-[双(3-甲氧基-3-氧代丙基)氨基]苯基]偶氮]苯甲酸甲酯15份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为37mm，采用剂量为6.106kGy、能量为9.8MeV的α射线辐照75.5分钟，以及同等剂量的β射线辐照80.50分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于浓度为48ppm的(2,6-二甲基苯氧基)丙酮肟29份中，加入反应釜，搅拌器转速为99rpm，温度为89℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.25MPa，保持此状态反应19.39小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.440MPa，保温静置14小时；搅拌器转速提升至146rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入3-(2-甲氧基苯基)-2-丙烯醛38.5份，2-氨基-1-(2,5-二甲氧基苯基)-1-丙酮73.0份完全溶解后，加入交联剂5.35份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为8.999，保温静置18.33小时；
第4步：在搅拌器转速为169rpm时，依次加入1-[(1-甲基乙基)氨基]-3-[2-(2-丙烯基)苯氧基]-2-丙醇48份，甲基烯丙基聚氧乙烯醚88份，2-甲氧基-4-丙烯基苯基苯乙醚28份，邻苯二甲酸异丙酯酰氧基-苯甲酰氧基-丙烯酰氧基铝39份，提升反应釜压力，使其达到0.99MPa，温度为189℃，聚合反应8.19小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至22.3℃，出料，入压模机即可制得填料微球3-2-1-1。
所述交联剂为2-(4-氯-2-甲基苯氧基)丙酸。
对照例
对照例为市售某品牌的填料微球用于含无机非金属污染物废水的处理过程。
实施例4
将实施例1～3制备获得的填料微球3-2-1-1和对照例所述的填料微球用于含无机非金属污染物废水的处理对比。处理结束后分别对含无机非金属污染物废水的性质，及其对含无机非金属污染物废水各项参数的影响做检测，结果如表1所示。
表1为实施例1～3和对照例所述的填料微球用于含无机非金属污染物废水的处理过程中的性能参数的影响，从表1可见，本发明所述的填料微球3-2-1-1，其吸附聚合度、吸附强度提升率、吸附产量提升率、吸附净化率均高于现有技术生产的产品。
此外，如图7所示，是本发明所述的填料微球3-2-1-1对含无机非金属污染物废水总净化量的试验研究。图中看出，由高分子材料制造的填料微球3-2-1-1材质分布均匀，材质表面积与体积比较大，表面分散性好，连续相中游离的分散载体的浓度相对对照例高；使用本发明的填料微球3-2-1-1，使无机非金属污染物易于聚集成团，形成聚合结构的凝聚体；使用本发明所述填料微球3-2-1-1，其对含无机非金属污染物废水总净化率均优于现有产品。

Claims (6)

1.一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的装置，包括：废水槽(1)，泵水装置(2)，反应罐(3)，清水管(4)，清水槽(5)，自动升降装置(6)，反应罐支架(7)，控制系统(8)；其特征在于，所述反应罐支架(7)上表面设有反应罐(3)，所述反应罐支架(7)下方设有废水槽(1)及控制系统(8)，所述反应罐(3)与废水槽(1)之间设有泵水装置(2)，所述自动升降装置(6)由上方伸入反应罐(3)内，所述反应罐支架(7)右侧设有清水槽(5)，所述清水槽(5)与反应罐(3)之间设有清水管(4)；
所述泵水装置(2)中的水泵、水体流量计、电磁阀与控制系统(8)导线控制连接；
所述清水管(4)上的电磁阀与控制系统(8)导线控制连接。
2.根据权利要求1所述的一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的装置，其特征在于，所述反应罐(3)包括：填料罐(3-1)，填料吸附球(3-2)，液位传感器(3-3)，吸附饱和度传感器(3-4)，吸附能力传感器(3-5)；所述填料罐(3-1)位于反应罐(3)内部正中间位置，填料罐(3-1)悬空布置，填料罐(3-1)上方通过挂钩与所述自动升降装置(6)相连接，填料罐(3-1)顶面距反应罐(3)上端檐口30cm～50cm，填料罐(3-1)底端距反应罐(3)罐底40cm～60cm；所述填料吸附球(3-2)位于填料罐(3-1)内部位置，填料吸附球(3-2)分层级水平均匀排列，层数不少于5层，相邻二层间距200nm～600nm，填料吸附球(3-2)数量在100～300万个，每层数量不少于20万个；
所述填料吸附球(3-2)由多于4组填料环(3-2-1)组成，多个填料环(3-2-1)以吸附球(3-2)中心纵轴为圆心等角度均匀排列，相邻填料环(3-2-1)之间的夹角为10°～45°；
所述填料环(3-2-1)包括：填料微球(3-2-1-1)，填料串引线(3-2-1-2)；所述填料串引线(3-2-1-2)将多个填料微球(3-2-1-1)串接在一起组成标准圆形结构，单个填料串引线(3-2-1-2)上的填料微球(3-2-1-1)数量不少于100个，所述填料微球(3-2-1-1)直径为100nm～400nm；所述液位传感器(3-3)位于反应罐(3)内部，液位传感器(3-3)距反应罐(3)上端檐口10cm～20cm，液位传感器(3-3)与控制系统(8)导线控制连接；所述吸附饱和度传感器(3-4)位于填料罐(3-1)内部位置，吸附饱和度传感器(3-4)与控制系统(8)导线控制连接；所述吸附能力传感器(3-5)位于反应罐(3)内部，吸附能力传感器(3-5)与控制系统(8)导线控制连接。
3.根据权利要求1所述的一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的装置，其特征在于，所述自动升降装置(6)包括：传动机构(6-1)，转向滑轮(6-2)，定滑轮(6-3)，牵引绳(6-4)，角钢支撑架(6-5)，液压千斤顶(6-6)；所述角钢支撑架(6-5)为一角钢连续折弯两个直角而成，角钢支撑架(6-5)呈倒“U”型结构；所述传动机构(6-1)固定在角钢支撑架(6-5)竖直撑底端位置，传动机构(6-1)与角钢支撑架(6-5)螺钉固定或焊接固定；所述转向滑轮(6-2)固定在角钢支撑架(6-5)水平撑靠近传动机构(6-1)一侧，固定方式采用螺钉固定或焊接固定；所述定滑轮(6-3)固定在转向滑轮(6-2)一侧位置，数量为2个，两定滑轮(6-3)间距1m～2m，靠近转向滑轮(6-2)一侧的定滑轮(6-3)距转向滑轮(6-2)距离为200cm～400cm，定滑轮(6-3)与角钢支撑架(6-5)固定方式采用螺钉固定或焊接固定；所述传动机构(6-1)、转向滑轮(6-2)、定滑轮(6-3)通过牵引绳(6-4)依次串联起来；所述液压千斤顶(6-6)与角钢支撑架(6-5)两竖直撑底端平面固定连接，液压千斤顶(6-6)数量为2个，液压千斤顶(6-6)与控制系统(8)导线控制连接。
4.根据权利要求3所述的一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的装置，其特征在于，所述传动机构(6-1)包括：传动电机(6-1-1)，传动主轴(6-1-2)，传动摇杆(6-1-3)，主传动齿轮(6-1-4)，主传动齿轮主轴(6-1-5)，从传动齿轮(6-1-6)，从传动齿轮主轴(6-1-7)，固定耳板(6-1-8)，传动机构保护壳(6-1-9)；所述传动电机(6-1-1)与控制系统(8)导线控制连接，传动电机(6-1-1)输出端连接在传动主轴(6-1-2)的一端，所述传动主轴(6-1-2)另一端连接在传动摇杆(6-1-3)的一端，所述传动摇杆(6-1-3)为一合金圆棒连续折弯两个直角而成，传动摇杆(6-1-3)另一端连接有主传动齿轮主轴(6-1-5)，所述主传动齿轮主轴(6-1-5)通过轴承与主传动齿轮(6-1-4)中心孔转动连接，所述主传动齿轮(6-1-4)与从传动齿轮(6-1-6)外啮合传动，所述从传动齿轮(6-1-6)中心孔内通过轴承与从传动齿轮主轴(6-1-7)一端转动连接，所述从传动齿轮主轴(6-1-7)另一端与固定耳板(6-1-8)侧壁圆孔过盈配合连接，所述主传动齿轮(6-1-4)、主传动齿轮主轴(6-1-5)、从传动齿轮(6-1-6)、从传动齿轮主轴(6-1-7)外设有传动机构保护壳(6-1-9)，所述传动机构保护壳(6-1-9)由厚度为2mm的不锈钢板折弯焊接而成。
5.根据权利要求2所述的一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的装置，其特征在于，所述填料微球(3-2-1-1)由高分子材料压模成型，填料微球(3-2-1-1)的组成成分和制造过程如下：
一、填料微球(3-2-1-1)组成成分：
按重量份数计，N-[1-(S)-乙氧甲酰基-3-苯基丙基]-L-丙氨酰基羧酸酐2～16份，N-芴甲氧羰基-L-3-氯苯丙氨酸40～55份，(R)2-(4-氯-邻甲苯氧基)丙酸3～18份，L-3-(邻甲氧基苯甲酰基)丙氨酸100～125份，N-(9-芴甲氧羰酰基)-L-4-甲基苯丙氨酸60～110份，4-[[2-(乙酰氨基)-4-[双(3-甲氧基-3-氧代丙基)氨基]苯基]偶氮]苯甲酸甲酯5～50份，浓度为45ppm～85ppm的(2,6-二甲基苯氧基)丙酮肟20～60份，3-(2-甲氧基苯基)-2-丙烯醛35～85份，2-氨基-1-(2,5-二甲氧基苯基)-1-丙酮70～130份，交联剂5～35份，1-[(1-甲基乙基)氨基]-3-[2-(2-丙烯基)苯氧基]-2-丙醇45～70份，甲基烯丙基聚氧乙烯醚80～160份，2-甲氧基-4-丙烯基苯基苯乙醚25～45份，邻苯二甲酸异丙酯酰氧基-苯甲酰氧基-丙烯酰氧基铝30～65份；
所述交联剂为(R)-2-[4-(6-氯喹喔啉-2-基氧)苯氧基]丙酸乙酯、2-(4-氯-2-甲基苯氧基)丙酸、(R)2-(2，4-二氯苯氧基)丙酸中的任意一种；
二、填料微球(3-2-1-1)的制造过程，包含以下步骤：
第1步：在反应釜中加入电导率为0.8μS/cm～1.7μS/cm的超纯水900～1700份，启动反应釜内搅拌器，转速为115rpm～180rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至55℃～75℃；依次加入N-[1-(S)-乙氧甲酰基-3-苯基丙基]-L-丙氨酰基羧酸酐、N-芴甲氧羰基-L-3-氯苯丙氨酸、(R)2-(4-氯-邻甲苯氧基)丙酸，搅拌至完全溶解，调节pH值为2.6～6.8，将搅拌器转速调至166rpm～238rpm，温度为83℃～142℃，酯化反应17～31小时；
第2步：取L-3-(邻甲氧基苯甲酰基)丙氨酸、N-(9-芴甲氧羰酰基)-L-4-甲基苯丙氨酸进行粉碎，粉末粒径为820～1300目；加入4-[[2-(乙酰氨基)-4-[双(3-甲氧基-3-氧代丙基)氨基]苯基]偶氮]苯甲酸甲酯混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为34mm～73mm，采用剂量为6.3kGy～10.6kGy、能量为9.4MeV～15.8MeV的α射线辐照75～115分钟，以及同等剂量的β射线辐照80～150分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于(2,6-二甲基苯氧基)丙酮肟中，加入反应釜，搅拌器转速为96rpm～176rpm，温度为86℃～126℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.20MPa～-0.75MPa，保持此状态反应19～39小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.40MPa～0.80MPa，保温静置12～24小时；搅拌器转速提升至148rpm～260rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入3-(2-甲氧基苯基)-2-丙烯醛、2-氨基-1-(2,5-二甲氧基苯基)-1-丙酮完全溶解后，加入交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为8.9～9.9，保温静置18～33小时；
第4步：在搅拌器转速为167rpm～235rpm时，依次加入1-[(1-甲基乙基)氨基]-3-[2-(2-丙烯基)苯氧基]-2-丙醇、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、2-甲氧基-4-丙烯基苯基苯乙醚和邻苯二甲酸异丙酯酰氧基-苯甲酰氧基-丙烯酰氧基铝，提升反应釜压力，使其达到0.90MPa～1.45MPa，温度为180℃～270℃，聚合反应8～19小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至22℃～43℃，出料，入压模机即可制得填料微球(3-2-1-1)。
6.一种半自动换料式处理废水中无机非金属污染物的工作方法，其特征在于，该方法包括以下几个步骤：
第1步：控制系统(8)通过液位传感器(3-3)检测到反应罐(3)中水位下降到最低水位时，启动泵水装置(2)中的水泵，将储存在废水槽(1)中的含无机非金属污染物废水从上部输入反应罐(3)中，泵水装置(2)上的电磁水阀使出水量控制在35m3/h～75m3/h，废水从反应罐(3)上部向下流过填料罐(3-1)，填料罐(3-1)内部的填料吸附球(3-2)对废水中的无机非金属污染物进行吸附作用，装置运行15min～25min后，控制系统(8)开启清水管(4)上的电磁阀将填料吸附球(3-2)处理后的清水通过反应罐(3)底部的清水管(4)排入清水槽(5)中；
第2步：在吸附处理过程中，吸附能力传感器(3-5)对吸附能力是否达标进行实时监控，当吸附能力传感器(3-5)检测到反应罐(3)内吸附未达标时，向控制系统(8)发出信号并报警15s，控制系统(8)启动自动升降装置(6)自动将填料罐(3-1)升至反应罐(3)上方，工作人员对填料罐(3-1)进行换料；
第3步：在吸附处理过程中，吸附饱和度传感器(3-4)对填料罐(3-1)内部填料吸附球(3-2)表面的吸附饱和度进行实时监控，当吸附饱和度传感器(3-4)检测到饱和度超过预设值时，向控制系统(8)发出信号并报警15s，控制系统(8)启动自动升降装置(6)自动将填料罐(3-1)升至反应罐(3)上方，工作人员对填料罐(3-1)进行换料；
第4步：液位传感器(3-3)对反应罐(3)内运行水位进行安全实时监测，当运行水位位于反应罐(3)上檐15cm～20cm时，液位传感器(3-3)向控制系统(8)发出反馈信号，控制系统(8)将关闭系统电源，使得整个系统停止工作，并发出音频报警45s；当运行水位恢复正常值时，液位传感器(3-3)向控制系统(8)发出反馈信号，控制系统(8)将开启系统电源，使得整个系统恢复正常工作。
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