CN107324544B - 一种用于处理工业重金属污水的过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种用于处理工业重金属污水的过滤装置，包括壳体和顶盖，所述壳体顶部开口，所述顶盖设置在壳体顶部，所述壳体内自上而下依次设置有污水滞留区、筛网、重金属吸附层、有机物吸附层和杀菌过滤层；所述壳体内还设置有负压过滤室和过滤管，所述负压过滤室设置在顶盖底部，所述过滤管的顶部与负压过滤室底部连通，过滤管的底部与杀菌过滤层连通。本发明用于处理工业重金属污水的过滤装置，结构简单，使用便捷，能够有效去除污水中的固体杂质和重金属离子，并对污水进行杀菌处理，使处理后的净化水达到国家标准，对推动水资源的重复利用，减小环境污染具有重要意义。

Description

一种用于处理工业重金属污水的过滤装置

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种用于处理工业重金属污水的过滤装置。

背景技术

随着工业全球化的快速发展，环境污染问题日益严重。比如2013年5月媒体报道的镉大米事件，淮河流域水体污染事件导致癌症村的出现，更是给人们敲响了警钟。因此，在我国环境污染尤其是重金属污染成为科学发展和改善民生亟待解决的问题。一般来说，水体中的重金属污染主要来源于工业采矿，工厂废水排放等行业。目前对于水中重金属的处理方法主要有吸附法、絮凝沉淀法、膜分离法、生物方法和有机材料法等。传统方法一般采用吸附法和絮凝沉淀法，而随着分离技术研究的深入和生物技术以及高分子材料的迅速发展，膜分离技术，生物方法以及有机材料也逐渐被应用在重金属处理领域中。

中国专利公开号CN205367825U公开了一种用于电化学处理重金属污水的装置，包括反应装置，在所述反应装置的下部位置设有一进水口，所述进水口一侧的上方且靠近反应装置顶部的位置设有一收渣口，所述反应装置在与进水口相对的一侧上部位置设有第一出水口，所述第一出水口的高度低于收渣口的高度；所述反应装置内部沿中心对称设置有阳极材料和阴极材料，所述阳极材料和阴极材料通过顶部的电线外接电路。该装置中，电压稳定、电极板消耗均匀、不容易产生钝化，且耗电量低、废渣量少，可有效去除工业废水中的锌、镉、铜、砷等重金属离子，去除率达95％以上，但是该装置在使用过程中需消耗大量的电能，耗能高。

而在中国专利公开号CN204824457U公开了一种常温铁氧体循环处理重金属污水的装置，包括：反应装置、沉淀装置、过滤装置和脱水装置，所述的反应装置中设有反应槽和混合槽，沉淀装置中设有沉淀槽，过滤装置中设有过滤槽，所述的反应槽分别与混合槽和沉淀槽连接，沉淀槽分别与过滤槽、混合槽和脱水装置连接。该装置通过利用反应装置、沉淀装置、过滤装置和脱水装置进行循环污水处理，从而可以实现在常温下一次性有效去除电镀、矿山等行业产生的重金属污水中的多种重金属离子，有效克服了铁氧体氧化技术处理过程中高能耗的问题，而且随着循环次数的增加，污泥的沉降速率逐渐加快，处理效率逐步提高，同时排水水质也较高，但是该装置复杂，涉及多个设备，占地面积大，造价高，不适用于推广应用。

为弥补现有技术中的不足，本发明提供一种结构简单，使用便捷，能够高效过滤净化重金属污水的污水过滤装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于处理工业重金属污水的过滤装置，结构简单，使用便捷，能够有效去除污水中的固体杂质和重金属离子，并对污水进行杀菌处理，使处理后的净化水达到国家标准，对推动水资源的重复利用，减小环境污染具有重要意义。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于处理工业重金属污水的过滤装置，包括壳体和顶盖，所述壳体顶部开口，所述顶盖设置在壳体顶部，所述壳体内自上而下依次设置有污水滞留区、筛网、重金属吸附层、有机物吸附层和杀菌过滤层；所述壳体内还设置有负压过滤室和过滤管，所述负压过滤室设置在顶盖底部，所述过滤管的顶部与负压过滤室底部连通，过滤管的底部与杀菌过滤层连通，过滤管内设置有碳棒，所述碳棒内设置有至少一条过滤通道，所述过滤通道的两端分别与负压过滤室、杀菌过滤层连通；所述负压过滤室内还设置有环形滤网，所述负压过滤室、过滤管、环形滤网、污水滞留区、筛网、重金属吸附层、有机物吸附层和杀菌过滤层同轴设置；所述壳体侧壁上设置有出液管，所述出液管与负压过滤室的底部连通；所述顶盖顶部还分别设置有进液管和负压管，所述进液管与污水滞留区连通，所述负压管与负压过滤室连通。

进一步地，所述重金属吸附层为离子吸附树脂层，用于过滤吸附污水中的重金属离子，所述有机物吸附层为负载二氧化钛的活性炭填料层，用于过滤吸附污水中的有机物，所述杀菌过滤层为负载银的活性炭填料层，用于杀灭污水中的细菌。在使用过程中，通过进液管将重金属污水通入污水滞留区，在筛网的作用下，对污水进行过滤，将污水中固体杂质阻挡在污水滞留区内，而液体污水则通过筛网进入重金属吸附层，利用包含离子吸附树脂的重金属吸附层对污水中的重金属离子进行吸附过滤，去除污水中的重金属离子；然后再利用包含负载二氧化钛的活性炭填料的有机物吸附层，对污水中的有机物进行吸附过滤，去除污水中的有机物；再在包含负载银的活性炭填料的杀菌过滤层的作用下，对污水中的细菌进行杀菌，实现重金属污水的过滤净化。

进一步地，所述负压管上还设置有真空泵。在使用过程中，污水依次经过筛网、重金属吸附层、有机物吸附层和杀菌过滤层处理后，利用真空泵，将负压过滤室抽成负压，使杀菌过滤层与负压过滤室之间形成压差，污水在压差的作用下，从杀菌过滤层通过过滤管进入负压过滤室；由于在过滤管内设置有碳棒，使得污水在经过碳棒过程中又一次进行过滤吸附，提高污水过滤净化效果。

进一步地，所述过滤通道为“S”形过滤通道。优选地，所述过滤通道的管道直径为0.1～0.8mm。通过将过滤通道设置为“S”形过滤通道，延长污水通过过滤通道的行程，增加污水与碳棒的接触时间，提高污水处理效率和处理效果。

进一步地，所述负压过滤室内设置有还设置有传感器，所述传感器设置在环形滤网或负压过滤室的侧壁上，所述出液管上设置有出液阀，所述传感器分别与真空泵、出液阀通信连接。在使用过程中，利用压差将水导入负压过滤室，在负压过滤室内水的积累量达到预定值时，水触及传感器，传感器发送信号，控制分别与传感器联动的真空泵和出液阀，使真空泵停止工作，出液阀开启，然后负压过滤室内积累的水通过出液管排出。

进一步地，所述出液阀为带有流量计的出液阀，出液阀与真空泵通信连接，且不出液阀与真空泵联动。在负压过滤室内积累的水通过出液管排出的过程中，流量计检测通过出液阀的水流量，当水流量低于预定值时，出液阀关闭，同时与出液阀联动的真空泵启动，使真空泵重新工作，再次利用压差将杀菌过滤层的水导入负压过滤室内，实现污水过滤的持续进行。

进一步地，所述进液管上设置有进液阀，所述壳体的底部还设置有清洗水管，所述清洗水管上设置有清洗水阀。在使用过程中，需要对装置进行清洗时，拆下顶盖，开启清洗水管，从壳体底部通入清洗水，利用清洗水对污水滞留区、筛网、重金属吸附层、有机物吸附层、杀菌过滤层、过滤管和负压过滤室进行反冲洗，去除装置内吸附杂质，使装置在冲洗后又能继续进行过滤工作，从而延长装置的使用寿命。

进一步地，所述顶盖与壳体扣接或螺纹连接。

进一步地，所述顶盖和壳体上分别均匀设置有多个固定孔，所述过滤装置还包括多个固定件，所述固定件与固定孔相匹配。利用固定件与固定孔的配合，使顶盖与壳体紧密结合，避免装置在过滤过程中出现漏水的问题，提高装置的过滤净化效率和过滤净化效果。

进一步地，所述固定孔为螺栓孔，所述固定件为固定螺栓。

本发明的工作原理：使用时，将重金属污水从进液管导入污水滞留区，在筛网的作用下，对污水进行过滤，将污水中固体杂质阻挡在污水滞留区内，而液体污水则通过筛网进入重金属吸附层，利用包含离子吸附树脂的重金属吸附层对污水中的重金属离子进行吸附过滤，去除污水中的重金属离子；然后再利用包含负载二氧化钛的活性炭填料的有机物吸附层，对污水中的有机物进行吸附过滤，去除污水中的有机物；再在包含负载银的活性炭填料的杀菌过滤层的作用下，对污水中的细菌进行杀菌，实现重金属污水的过滤净化；然后在真空泵作用下，将负压过滤室抽成负压，使杀菌过滤层与负压过滤室之间形成压差，污水在压差的作用下，从杀菌过滤层通过过滤管进入负压过滤室；在负压过滤室内水的积累量达到预定值时，水触及传感器，传感器发送信号，控制分别与传感器联动的真空泵和出液阀，使真空泵停止工作，出液阀开启，然后负压过滤室内积累的水通过出液管排出；在水通过出液管排出的过程中，流量计检测通过出液阀的水流量，当水流量低于预定值时，出液阀关闭，同时与出液阀联动的真空泵启动，使真空泵重新工作，再次利用压差将杀菌过滤层的水导入负压过滤室内，实现污水过滤的持续进行。

本发明的有益效果是：本发明用于处理工业重金属污水的过滤装置，结构简单，使用便捷，能够有效去除污水中的固体杂质和重金属离子，并对污水进行杀菌处理，使处理后的净化水达到国家标准，对推动水资源的重复利用，减小环境污染具有重要意义。

附图说明

图1为本发明过滤装置的结构示意图；

图2为本发明过滤装置壳体的结构示意图；

图3为本发明过滤装置的剖面图；

图4为本发明固定件和固定孔的结构示意图；

图中，1-壳体，2-顶盖，3-进液管，4-出液管，5-负压管，6-污水滞留区，7-筛网，8-重金属吸附层，9-有机物吸附层，10-杀菌过滤层，11-负压过滤室，12-过滤管，13-碳棒，14-过滤通道，15-环形滤网，16-传感器，17-出液阀，18-清洗水管，19-进液阀，20-清洗水阀，21-固定孔，22-固定件。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1、图2、图3和图4所示，一种用于处理工业重金属污水的过滤装置，包括壳体1和顶盖2，所述壳体1顶部开口，所述顶盖2设置在壳体1顶部，所述壳体1内自上而下依次设置有污水滞留区6、筛网7、重金属吸附层8、有机物吸附层9和杀菌过滤层10；所述壳体1内还设置有负压过滤室11和过滤管12，所述负压过滤室11设置在顶盖2底部，所述过滤管12的顶部与负压过滤室11底部连通，过滤管12的底部与杀菌过滤层10连通，过滤管12内设置有碳棒13，所述碳棒13内设置有至少一条过滤通道14，所述过滤通道14的两端分别与负压过滤室11、杀菌过滤层10连通；所述负压过滤室11内还设置有环形滤网15，所述负压过滤室11、过滤管12、环形滤网15、污水滞留区6、筛网7、重金属吸附层8、有机物吸附层9和杀菌过滤层10同轴设置；所述壳体1侧壁上设置有出液管4，所述出液管4与负压过滤室11的底部连通；所述顶盖2顶部还分别设置有进液管3和负压管5，所述进液管3与污水滞留区6连通，所述负压管5与负压过滤室11连通。

具体地，所述重金属吸附层8为离子吸附树脂层，用于过滤吸附污水中的重金属离子，所述有机物吸附层9为负载二氧化钛的活性炭填料层，用于过滤吸附污水中的有机物，所述杀菌过滤层10为负载银的活性炭填料层，用于杀灭污水中的细菌。在使用过程中，通过进液管3将重金属污水通入污水滞留区6，在筛网7的作用下，对污水进行过滤，将污水中固体杂质阻挡在污水滞留区6内，而液体污水则通过筛网7进入重金属吸附层8，利用包含离子吸附树脂的重金属吸附层8对污水中的重金属离子进行吸附过滤，去除污水中的重金属离子；然后再利用包含负载二氧化钛的活性炭填料的有机物吸附层9，对污水中的有机物进行吸附过滤，去除污水中的有机物；再在包含负载银的活性炭填料的杀菌过滤层10的作用下，对污水中的细菌进行杀菌，实现重金属污水的过滤净化。

具体地，所述负压管5上还设置有真空泵(未在附图中标示)。在使用过程中，污水依次经过筛网7、重金属吸附层8、有机物吸附层9和杀菌过滤层10处理后，利用真空泵，将负压过滤室11抽成负压，使杀菌过滤层10与负压过滤室11之间形成压差，污水在压差的作用下，从杀菌过滤层10通过过滤管12进入负压过滤室11；由于在过滤管12内设置有碳棒13，使得污水在经过碳棒13过程中又一次进行过滤吸附，提高污水过滤净化效果。

具体地，所述过滤通道14为“S”形过滤通道14。优选地，所述过滤通道14的管道直径为0.1～0.8mm。通过将过滤通道14设置为“S”形过滤通道14，延长污水通过过滤通道14的行程，增加污水与碳棒13的接触时间，提高污水处理效率和处理效果。

具体地，所述负压过滤室11内设置有还设置有传感器16，所述传感器16设置在环形滤网15或负压过滤室11的侧壁上，所述出液管4上设置有出液阀17，所述传感器16分别与真空泵、出液阀17通信连接。在使用过程中，利用压差将水导入负压过滤室11，在负压过滤室11内水的积累量达到预定值时，水触及传感器16，传感器16发送信号，控制分别与传感器16联动的真空泵和出液阀17，使真空泵停止工作，出液阀17开启，然后负压过滤室11内积累的水通过出液管4排出。

具体地，所述出液阀17为带有流量计的出液阀17，出液阀17与真空泵通信连接，且出液阀17与真空泵联动。在负压过滤室11内积累的水通过出液管4排出的过程中，流量计检测通过出液阀17的水流量，当水流量低于预定值时，出液阀17关闭，同时与出液阀17联动的真空泵启动，使真空泵重新工作，再次利用压差将杀菌过滤层10的水导入负压过滤室11内，实现污水过滤的持续进行。

具体地，所述进液管3上设置有进液阀19，所述壳体1的底部还设置有清洗水管18，所述清洗水管18上设置有清洗水阀20。在使用过程中，需要对装置进行清洗时，拆下顶盖2，开启清洗水管18，从壳体1底部通入清洗水，利用清洗水对污水滞留区6、筛网7、重金属吸附层8、有机物吸附层9、杀菌过滤层10、过滤管12和负压过滤室11进行反冲洗，去除装置内吸附的杂质，使装置在冲洗后又能继续进行过滤工作，从而延长装置的使用寿命。

具体地，所述顶盖2与壳体1扣接或螺纹连接。

具体地，所述顶盖2和壳体1上分别均匀设置有多个固定孔21，所述过滤装置还包括多个固定件22，所述固定件22与固定孔21相匹配。利用固定件22与固定孔21的配合，使顶盖2与壳体1紧密结合，避免装置在过滤过程中出现漏水的问题，提高装置的过滤净化效率和过滤净化效果。

具体地，所述固定孔21为螺栓孔，所述固定件22为固定螺栓。

使用时，将重金属污水从进液管3导入污水滞留区6，在筛网7的作用下，对污水进行过滤，将污水中固体杂质阻挡在污水滞留区6内，而液体污水则通过筛网7进入重金属吸附层8，利用包含离子吸附树脂的重金属吸附层8对污水中的重金属离子进行吸附过滤，去除污水中的重金属离子；然后再利用包含负载二氧化钛的活性炭填料的有机物吸附层9，对污水中的有机物进行吸附过滤，去除污水中的有机物；再在包含负载银的活性炭填料的杀菌过滤层10的作用下，对污水中的细菌进行杀菌，实现重金属污水的过滤净化；然后在真空泵作用下，将负压过滤室11抽成负压，使杀菌过滤层10与负压过滤室11之间形成压差，污水在压差的作用下，从杀菌过滤层10通过过滤管12进入负压过滤室11；在负压过滤室11内水的积累量达到预定值时，水触及传感器16，传感器16发送信号，控制分别与传感器16联动的真空泵和出液阀17，使真空泵停止工作，出液阀17开启，然后负压过滤室11内积累的水通过出液管4排出；在水通过出液管4排出的过程中，流量计检测通过出液阀17的水流量，当水流量低于预定值时，出液阀17关闭，同时与出液阀17联动的真空泵启动，使真空泵重新工作，再次利用压差将杀菌过滤层10的水导入负压过滤室11内，实现污水过滤的持续进行。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种用于处理工业重金属污水的过滤装置，其特征在于，包括壳体和顶盖，所述壳体顶部开口，所述顶盖设置在壳体顶部，所述壳体内自上而下依次设置有污水滞留区、筛网、重金属吸附层、有机物吸附层和杀菌过滤层；所述壳体内还设置有负压过滤室和过滤管，所述负压过滤室设置在顶盖底部，所述过滤管的顶部与负压过滤室底部连通，过滤管的底部与杀菌过滤层连通，过滤管内设置有碳棒，所述碳棒内设置有至少一条过滤通道，所述过滤通道的两端分别与负压过滤室、杀菌过滤层连通；所述负压过滤室内还设置有环形滤网，所述负压过滤室、过滤管、环形滤网、污水滞留区、筛网、重金属吸附层、有机物吸附层和杀菌过滤层同轴设置；所述壳体侧壁上设置有出液管，所述出液管与负压过滤室的底部连通；所述顶盖顶部还分别设置有进液管和负压管，所述进液管与污水滞留区连通，所述负压管与负压过滤室连通，所述负压管上还设置有真空泵；所述负压过滤室内还设置有传感器，所述传感器设置在环形滤网或负压过滤室的侧壁上，所述出液管上设置有出液阀，所述传感器分别与真空泵、出液阀通信连接；所述进液管上设置有进液阀，所述壳体的底部还设置有清洗水管，所述清洗水管上设置有清洗水阀。

2.根据权利要求1所述的一种用于处理工业重金属污水的过滤装置，其特征在于，所述重金属吸附层为离子吸附树脂层，用于过滤吸附污水中的重金属离子，所述有机物吸附层为负载二氧化钛的活性炭填料层，用于过滤吸附污水中的有机物，所述杀菌过滤层为负载银的活性炭填料层，用于杀灭污水中的细菌。

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