CN109081501A - 一种用于土壤重金属污染修复的设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于土壤重金属污染修复的设备,药剂混合设备与湍流态处理器上部之间通过管路连接;湍流态处理器内腔中依次设有喷淋管网、湍流态吸附机构和环形的曝气管;湍流态吸附机构表面设有大量通孔,内部装有吸附填料;湍流壳体的内部依次设有分散单元、稳流缓冲单元、稳流震荡单元;分散单元由两个聚合氯化铝分散管组成;稳流缓冲单元由多个高分子稳流筛网组成;稳流震荡单元由多个稳流震荡单体组成,稳流震荡单体中的振动装置由振动电机驱动矩形框架作横向上的往复运动;电化学反应装置的反应箱内部上下间隔地设置有过滤网和触酶网,并在过滤网和触酶网之间设置有多个直流电棒。该装置能有利于对含有重金属的污水进行快速的处理。

Description

一种用于土壤重金属污染修复的设备
技术领域
本发明属于污水处理技术领域,具体涉及一种用于土壤重金属污染修复的设备。
背景技术
一些土壤被重金属后通常采用化学的方法来治理,治理过程中采用化学制剂溶于水中形成修复液,用这种修复液冲刷土壤,将土壤中的重金属溶于水中,这种修复土壤后的水中不仅带有重金属,而且还带有存在土壤中的其他污染物。现有技术中,对这种污水的处理并无有效的方式,也并无有效的设备。因此,现有的对含有重金属的污染水体的处理装置结构复杂、制造成本高,不利于对含有重金属的污染水体的的便捷处理。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种用于土壤重金属污染修复的设备,该装置结构简单,制造成本低,能有利于对含有重金属的污染水体的快速治理,其具有较强的推广性。
为了实现上述目的,本发明提供一种用于土壤重金属污染修复的设备,包括通过支架一悬空支设的作业平台,还包括药剂混合设备、移动式输气站和控制系统,所述作业平台的一侧通过支架二悬空支设有湍流态处理器,所述药剂混合设备通过基座固定支设在作业平台的下部;
所述药剂混合设备包括药剂混合壳体,所述药剂混合壳体内的中部和下部分别固定设置有蜂巢式反应器和蒸汽喷射管路,药剂混合壳体的底部固定连接有与其内腔连通的混合药剂排放管路,药剂混合壳体的上部固定连接有与其内腔连通的药剂注入管路和添加剂加注管路,药剂混合壳体内还固定设置有温度传感器;所述蜂巢式反应器的断面为蜂窝状,且上下贯通,其由多根蜂窝状排列的立管组成;所述蒸汽喷射管路呈圆环状,其上表面遍布地设置有与其内腔连通的通孔,连接蒸汽喷射管路的蒸汽供应管路穿出药剂混合壳体后与外部的高压蒸汽管道连接;所述混合药剂排放管路的出液端通过压力泵与固定连接在湍流态处理器上部的一侧添加管路的进液端固定连接,添加管路上设置有电磁阀A;所述添加管路、混合药剂排放管路、药剂注入管路、添加剂加注管路和蒸汽供应管路上分别设置有电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、电磁阀D和电磁阀E;
所述移动式输气站设置在湍流态处理器的下部,移动式输气站包括移动承载板、可转动地连接在移动承载板下部的两对移动轮、固定装配在移动承载板上部的曝气泵、连接在曝气泵出气口处气体流量计和输气管路、设置在输气管路上的输气阀;
所述湍流态处理器包括上端开口的湍流壳体、固定连接在湍流壳体内腔中上部的喷淋管网、固定连接在湍流壳体内腔中中部的湍流态吸附机构、固定连接在湍流壳体内腔中下部的曝气管、固定设置在湍流壳体内部的温度检测器和液位计;
所述喷淋管网由多根相互连通的喷洒管路组成,每根喷洒管路的下部均连接有沿其长度方向分布的多个与其内腔连通的喷嘴,与喷淋管网进液端固定连接的进液管路由湍流壳体的上端穿出并与外部的水泵的出水端连接,进液管路上连接有进液电磁阀,所述湍流态吸附机构由呈陈列地分布的若干个湍流态促反应器组成,所述湍流态促反应器呈圆柱状中空结构,其表面凹凸不平并设有大量的与其内腔连通的通孔,其内部装有吸附填料,其表面还覆盖有生物膜,所述曝气管呈环形,其上部设置有与其内腔连通的曝气孔;输气管路的出气端穿过湍流壳体后与曝气管的进口端;
所述湍流壳体的下部为呈漏斗状的沉淀部,所述沉淀部包括沉淀部壳体,且在沉淀部壳体内部由上到下依次固定设置有分散单元、稳流缓冲单元、稳流震荡单元;所述分散单元由左右平行并排设置的呈矩形环状的两个聚合氯化铝分散管及均匀地连接在每个聚合氯化铝分散管下部的多个喷嘴组成;所述稳流缓冲单元由纵向叠加布置的多个高分子稳流筛网组成;所述稳流震荡单元由从左到右依次等距离间隔排布的多个稳流震荡单体组成,所述稳流震荡单体由固定连接在沉淀部壳体底端的两个振动装置和固定连接在两个振动装置上端的稳流翼板组成,所述稳流翼板的纵断面呈倾倒的W型;所述沉淀部壳体的中部和下端分别固定连接有与其内腔连通的排液管路和排泥管路,所述排泥管路和排液管路上分别连接有出泥阀和出液阀,排泥管路和排液管路的进液端分别位于沉淀部壳体的底部和中部;在沉淀部壳体的外部设置有中储槽和中储槽水泵,中储槽中储存有聚合氯化铝溶液,中储槽水泵的进液端通过管路与中储槽内腔的底部贯通连通,中储槽水泵的出液端分别通过管路与两个聚合氯化铝分散管的内腔连通;
所述振动装置包括刚性的防水密封外壳,所述防水密封外壳的中部上下间隔地固定连接有一对限位板、并在一对限位板之间横向滑动地设置有口字形框架,所述口字形框架上边梁和下边梁的里侧相对地设置有一对齿条,口字形框架的内部设置有旋转轮,旋转轮的周向的局部设置有连续齿,旋转轮通过连续齿与上部或下部的齿条啮合,旋转轮固定装配在固定连接在防水密封外壳内侧壁的振动电机的输出轴上;在口字形框架的左侧的侧边梁中部和右侧的侧边梁中部各开设有一导向孔,两个导向孔中分别横向滑动地穿设有两个顶杆,顶杆的外端和里端分别固定连接有外部限位块和内部限位块,并在外部限位块和侧边梁之间的部分套装有压缩弹簧;
所述电化学反应装置设置在湍流态处理器的一侧,电化学反应装置包括反应箱、分别设置在反应箱两侧的缓冲池和清水池,所述反应箱内的上部和下部分别固定连接有过滤网和触酶网,并在过滤网和触酶网之间固定连接有多个呈矩阵式分布的直流电棒;触酶网遍布其表面地设置有生物酶;反应箱的内腔在过滤网之上形成过滤室、在过滤网和触酶网之间形成电化学室、在触酶网之下形成沉淀室;所述缓冲池与排液管路的出水端连通,缓冲池内腔的底部通过管路与水泵A的进水端连接,水泵A的出水端通过缓冲池送水管与过滤室连通;反应箱的底部固定连接有与沉淀室连通的沉淀物排出管路、反应箱的底部的一侧固定连接有与电化学室连通的清水外排管路,清水外排管路的末端与清水池的内腔连通;缓冲池送水管、沉淀物排出管路和清水外排管路上分别设置有电磁阀G、电磁阀H和电磁阀I;
电磁阀A、曝气泵、气体流量计、输气阀、温度检测器、液位计、水泵、进液电磁阀、出泥阀、出液阀、温度传感器、电磁阀B、电磁阀C、电磁阀D、电磁阀E、电磁阀G、电磁阀H、电磁阀I、振动装置、中储槽水泵、振动电机、水泵A和直流电棒均与控制系统连接。
在该技术方案中,药剂、添加剂分别从药剂注入管、添加剂加注管加注到药剂混合设备内,蒸汽喷射管所喷出高温蒸汽促进药剂在蜂巢式反应器内部反应生成无机絮凝剂,结束后从混合药剂排放管排出。通过在湍流态处理器的一侧设置有通过添加管路、混合药剂排放管与其连通的药剂混合设备,能便捷地实现无机絮凝剂注入到湍流态处理器中,以便于有效促进污水中的废物快速的沉降;使湍流态处理器上部设置喷淋管网,能便于实现污水的快速均匀的注入,而多根喷洒管路和多个喷嘴的设置,能使有利于加入污水的快速分散,从而能便于与注入的无机絮凝剂进行良好的接触,从而能提高絮凝效果,并能缩短絮凝时间。曝气管的设置能便于新鲜空气均匀快速的加入,且能与下落的液体均匀充分接触,从而能有效杀灭厌污水中的厌氧微生物,并通过湍流壳体的上开口端排入空气中。呈矩阵地设置在湍流态处理器内部的湍流态吸附器,内部装有吸附填料,且表面覆盖有生物膜,从而可以对污水中的微生物进行有效的吸附,吸附填料能对生物膜上所吸附的微生物进行分解,从而进一步提高污水的处理效果。温度检测器能和液位计能对湍流态处理器内的温度和液位高度进行实时检测,以便于有效监测对污水的处理进度。当污水落入沉淀部壳体时,与中储槽水泵供就的聚合氯化铝分散管喷出的聚合氯化铝相遇,并在高分子稳流筛网的缓冲作用下,落入沉淀部壳体的下部;稳流翼板在振动装置的带动下进行水平震荡,同时,振动装置自身也会发生一定幅度的水平震荡,从而能加速絮凝反应,当稳流翼板、振动装置停止工作时,有机物絮凝沉淀并从底部的排泥管排出,清水从中部的排液管路排出;振动电机通过旋转轮分别驱动上下的两个齿条,进而实现矩形框架的左右往复运动,以使顶杆外端的外部限位块撞击防水密封外壳,进而实现振动。从排液管路排出的经过一次处理后的清水进入缓冲池,水泵A将缓冲池中的清水供入反应箱,这部分水经过过滤网后进入电化学室,过滤网对水中的大颗粒杂物进行过滤,直流电棒通电后,促进对水中含有重金属的电解,该过程中可以在反应箱中加注能促使重金属絮凝沉淀的化学药剂,水在经过触酶网的时候会与生物酶充分的接触,从而能进一步去除水中胶体状和溶解性有机物及植物性营养物。该装置结构简单,制造成本低,操作维护方便,能便捷地实现利用对含有重金属的污水进行处理,其具有较强的推广性。
进一步,为了便于对药剂混合设备的内部进行清洗,所述药剂混合设备还包括固定连接在药剂混合壳体顶端的洗涤管路,洗涤管路在药剂混合壳体外部的一端与洗涤水泵的出水口连接、在药剂混合壳体内部的一端与设置在蜂巢式反应器上部的莲花喷头固定连接;所述洗涤管路上设置有电磁阀F;电磁阀F与控制系统连接。莲花喷头的下部喷出孔正对着蜂巢式反应器,当需要清洗时,莲花喷头喷出的高压水对蜂巢式反应器进行高压清洗。
作为一种优选,所述控制系统固定设置在作业平台上。
作为一种优选,所述稳流筛网的网眼孔径为5mm~16mm;稳流筛网的数量为10个;所述稳流震荡单体的数量为10个,相邻稳流震荡单体之间的距离为2cm~6cm;同一个稳流震荡单体之中的两个振动装置前后方向地分布,且相距10cm~60cm。
作为一种优选,所述曝气泵数量为两个。
作为一种优选,所述沉淀部壳体为方锥体结构;所述喷洒管路数量不少于6根。
作为一种优选,所述作业平台由厚度在1cm~1.5cm之间的不锈钢板制成,在作业平台周边设置有安全护栏,所述安全护栏高度在80cm~120cm之间,所述作业平台上连接有爬梯。
进一步,为了得到耐腐蚀性好、使用寿命较长的触酶网,所述触酶网按重量份数比由以下组分组成:
蒸馏水341.0~566.2份,3-甲基十一腈133.3~175.5份,2-甲氧基-5-甲基-4-[(4-甲基-2-硝基苯基)偶氮]苯重氮(T-4)四氯锌酸盐(2:1)136.2~245.1份,3-甲硫基丁酸乙酯132.6~149.7份,金黄隐色体135.2~192.9份,2,2'-[(1-甲基亚乙基)双[[2-(2-丙烯基)-4,1-亚苯基]氧亚甲基]双环氧乙烷与氢封端的聚二甲基硅氧烷的聚合物138.4~199.1份,铅纳米微粒140.9~195.2份,聚合[氧基-1,4-亚苯(1-甲基亚乙基)-1,4-亚苯氧基-1,4-亚苯基亚氨基碳基(二羧环丁烷二基)碳基亚氨基-1,4-亚苯]133.5~175.9份,甲醛与二壬基酚、壬基酚和环氧乙烷的聚合物135.1~175.6份,碱式磷酸铜135.6~158.1份,甲乙酮肟封端的1,1'-亚甲基双(异氰酸根合苯)124.4~160.8份,7-甲基-辛酸123.2~166.8份,甲酸己酯132.6~177.2份,聚氨酯树脂142.1~186.1份,质量浓度为132mg/L~399mg/L的磷酸十六烷基酯钾盐165.7~219.5份。
进一步,为了得到耐腐蚀性好、使用寿命较长的触酶网,所述触酶网的制作方法如下:
第1步:在多釜反应器中,加入蒸馏水和3-甲基十一腈,启动多釜反应器中的搅拌机,设定转速为134rpm~180rpm,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,使温度升至149.0℃~150.2℃,加入2-甲氧基-5-甲基-4-[(4-甲基-2-硝基苯基)偶氮]苯重氮(T-4)四氯锌酸盐(2:1)搅拌均匀,进行反应126.3~137.5分钟,加入3-甲硫基丁酸乙酯,通入流量为125.1m3/min~166.7m3/min的氟气126.3~137.5分钟;之后在多釜反应器中加入金黄隐色体,再次启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,使温度升至166.2℃~199.1℃,保温126.6~137.7分钟,加入2,2'-[(1-甲基亚乙基)双[[2-(2-丙烯基)-4,1-亚苯基]氧亚甲基]双环氧乙烷与氢封端的聚二甲基硅氧烷的聚合物,调整多釜反应器中溶液的pH值为4.2~8.9,保温126.2~366.2分钟;
第2步:另取铅纳米微粒,将铅纳米微粒在功率为6.66KW~12.1KW下超声波处理0.132~1.199小时后;将铅纳米微粒加入到另一个多釜反应器中,加入质量浓度为136mg/L~366mg/L的聚合[氧基-1,4-亚苯(1-甲基亚乙基)-1,4-亚苯氧基-1,4-亚苯基亚氨基碳基(二羧环丁烷二基)碳基亚氨基-1,4-亚苯]分散铅纳米微粒,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,使溶液温度在46℃~86℃之间,启动多釜反应器中的搅拌机,并以4×102rpm~8×102rpm的速度搅拌,调整pH值在4.4~8.8之间,保温搅拌132~199分钟;之后停止反应静置6.66×10~12.1×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入甲醛与二壬基酚、壬基酚和环氧乙烷的聚合物,调整pH值在1.4~2.8之间,形成沉淀物用蒸馏水洗脱,通过离心机在转速4.732×103rpm~9.23×103rpm下得到固形物,在2.95×102℃~3.419×102℃温度下干燥,研磨后过0.732×103~1.23×103目筛,备用;
第3步:另取碱式磷酸铜和第2步处理后铅纳米微粒,混合均匀后采用电离辐射辐照,电离辐射辐照的能量为123.2MeV~151.8MeV、剂量为171.2kGy~211.8kGy、照射时间为135.2~160.8分钟,得到性状改变的碱式磷酸铜和铅纳米微粒混合物;将碱式磷酸铜和铅纳米微粒混合物置于另一多釜反应器中,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,设定温度134.6℃~180.2℃,启动多釜反应器中的搅拌机,转速为126rpm~521rpm,pH调整到4.1~8.1之间,脱水135.1~149.1分钟,备用;
第4步:将第3步得到的性状改变的碱式磷酸铜和铅纳米微粒混合物,加至质量浓度为136mg/L~366mg/L的甲乙酮肟封端的1,1'-亚甲基双(异氰酸根合苯)中,并流加至第1步的多釜反应器中,流加速度为271mL/min~999mL/min;启动多釜反应器搅拌机,设定转速为140rpm~180rpm;搅拌4~8分钟;再加入7-甲基-辛酸,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,升温至170.7℃~207.5℃,pH调整到4.7~8.5之间,通入氟气通气量为125.293m3/min~166.410m3/min,保温静置160.0~190.2分钟;再次启动多釜反应器搅拌机,转速为135rpm~180rpm,加入甲酸己酯,并使得pH调整到4.7~8.5之间,保温静置159.3~199.5分钟;
第5步:启动多釜反应器中的搅拌机,设定转速为132rpm~199rpm,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,设定多釜反应器内的温度为1.581×102℃~2.462×102℃,加入聚氨酯树脂,反应126.2~137.1分钟;之后加入磷酸十六烷基酯钾盐,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,设定多釜反应器内的温度为210.6℃~266.7℃,pH调整至4.2~8.2之间,压力为1.32MPa~1.33MPa,反应时间为0.4~0.9小时;之后降压至表压为0MPa,降温至126.2℃~137.1℃出料入压模机,即得到触酶网;
所述铅纳米微粒的粒径为140μm~150μm。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明中湍流态处理器的结构示意图;
图3是本发明中药剂混合设备的结构示意图;
图4是本发明中沉淀部的结构示意图;
图5是本发明中振动装置的结构示意图;
图6是图5中A部的局部放大图;
图7是本发明中电化学反应装置的结构示意图;
图8是本发明中移动式输气站的结构示意图;
图9是本发明中触酶网材料耐腐蚀度随使用时间变化的曲线图。
图中:1、爬梯,2、作业平台,3、药剂混合设备,3-1、混合药剂排放管路,3-2、蒸汽喷射管路,3-3、蜂巢式反应器,3-4、添加剂加注管路,3-5、药剂注入管路,3-6、洗涤管路,3-7、温度传感器,3-8、基座,3-9、药剂混合壳体,3-10、蒸汽供应管路,4、添加管路,5、湍流态处理器,5-1、进液电磁阀,5-2、喷洒管路,5-3、湍流态促反应器,5-4、沉淀部,5-4-1、振动装置,5-4-1-1、防水密封外壳,5-4-1-2、限位板,5-4-1-3、口字形框架,5-4-1-4、齿条,5-4-1-5、旋转轮,5-4-1-6、连续齿,5-4-1-7、振动电机,5-4-1-8、顶杆,5-4-1-9、压缩弹簧,5-4-1-10、外部限位块,5-4-1-11、内部限位块,5-4-2、稳流翼板,5-4-3、高分子稳流筛网,5-4-4、聚合氯化铝分散管,5-4-5、沉淀部壳体,5-4-6、中储槽,5-4-7、中储槽水泵,5-5、出液阀,5-6、温度检测器,5-7、液位计,5-8、曝气管,5-9、排泥管路,5-10、排液管路,5-11、湍流壳体,5-12、排泥阀,6、移动式输气站,6-1、移动轮,6-2、移动承载板,6-3、曝气泵,6-4、气体流量计,6-5、输气阀,6-6、输气管路,7、控制系统,8、电化学反应装置,8-1、缓冲池,8-2、缓冲池送水管,8-3、沉淀室,8-4、直流电棒,8-5、沉淀物排出管,8-6、触酶网,8-7、反应箱,8-8、清水池,8-9、电化学室,8-10、过滤网,8-11、过滤室,8-12、清水外排管路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图8所示,一种用于土壤重金属污染修复的设备,包括通过支架一悬空支设的作业平台2,还包括药剂混合设备3、移动式输气站6和控制系统7,所述作业平台2的一侧通过支架二悬空支设有湍流态处理器5,所述药剂混合设备3通过基座3-8固定支设在作业平台2的下部;
所述药剂混合设备3包括药剂混合壳体3-9,所述药剂混合壳体3-9内的中部和下部分别固定设置有蜂巢式反应器3-3和蒸汽喷射管路3-2,药剂混合壳体3-9的底部固定连接有与其内腔连通的混合药剂排放管路3-1,药剂混合壳体3-9的上部固定连接有与其内腔连通的药剂注入管路3-5和添加剂加注管路3-4,药剂混合壳体3-9内还固定设置有温度传感器3-7;所述蜂巢式反应器3-3的断面为蜂窝状,且上下贯通,其由多根蜂窝状排列的立管组成;所述蒸汽喷射管路3-2呈圆环状,其上表面遍布地设置有与其内腔连通的通孔,连接蒸汽喷射管路3-2的蒸汽供应管路3-10穿出药剂混合壳体3-9后与外部的高压蒸汽管道连接;通过蒸汽喷射管路3-2的设置能向上部的蜂巢式反应器3-3均匀地喷射出高温的蒸汽,以促进药剂的反应;所述混合药剂排放管路3-1的出液端通过压力泵与固定连接在湍流态处理器5上部的一侧添加管路4的进液端固定连接,添加管路4上设置有电磁阀A;所述添加管路4、混合药剂排放管路3-1、药剂注入管路3-5、添加剂加注管路3-4和蒸汽供应管路3-10上分别设置有电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、电磁阀D和电磁阀E;药剂、添加剂分别从药剂注入管3-5、药剂注入管3-5加注到药剂混合设备3内,蒸汽喷射管3-2所喷出高温蒸汽促进药剂在蜂巢式反应器3-3内部反应,结束后从混合药剂排放管3-1排出;
所述移动式输气站6设置在湍流态处理器5的下部,移动式输气站6包括移动承载板6-2、可转动地连接在移动承载板6-2下部的两对移动轮6-1、固定装配在移动承载板6-2上部的曝气泵6-3、连接在曝气泵6-3出气口处气体流量计6-4和输气管路6-6、设置在输气管路6-6上的输气阀6-5;移动轮6-1上可以设置有刹车装置,还可以设置有用于驱动其转动的驱动电机。
所述湍流态处理器5包括上端开口的湍流壳体5-11、固定连接在湍流壳体5-11内腔中上部的喷淋管网、固定连接在湍流壳体5-11内腔中中部的湍流态吸附机构、固定连接在湍流壳体5-11内腔中下部的曝气管5-8、固定设置在湍流壳体5-11内部的温度检测器5-6和液位计5-7;
所述喷淋管网由多根相互连通的喷洒管路5-2组成,每根喷洒管路5-2的下部均连接有沿其长度方向分布的多个与其内腔连通的喷嘴,与喷淋管网进液端固定连接的进液管路5-13由湍流壳体5-11的上端穿出并与外部的水泵的出水端连接,进液管路5-13上连接有进液电磁阀5-1,所述湍流态吸附机构由呈陈列地分布的若干个湍流态促反应器5-3组成,所述湍流态促反应器5-3呈圆柱状中空结构,其表面凹凸不平并设有大量的与其内腔连通的通孔,其内部装有吸附填料,其表面还覆盖有生物膜,所述曝气管5-8呈环形,其上部设置有与其内腔连通的曝气孔;输气管路6-6的出气端穿过湍流壳体5-11后与曝气管5-8的进口端;
所述湍流壳体5-11的下部为呈漏斗状的沉淀部5-4,所述沉淀部5-4包括沉淀部壳体5-4-5,且在沉淀部壳体5-4-5内部由上到下依次固定设置有分散单元、稳流缓冲单元、稳流震荡单元;所述分散单元由左右平行并排设置的呈矩形环状的两个聚合氯化铝分散管5-4-4及均匀地连接在每个聚合氯化铝分散管5-4-4下部的多个喷嘴组成;所述稳流缓冲单元由纵向叠加布置的多个高分子稳流筛网5-4-3组成;所述稳流震荡单元由从左到右依次等距离间隔排布的多个稳流震荡单体组成,所述稳流震荡单体由固定连接在沉淀部壳体5-4-5底端的两个振动装置5-4-1和固定连接在两个振动装置5-4-1上端的稳流翼板5-4-2组成,所述稳流翼板5-4-2的纵断面呈倾倒的W型;所述沉淀部壳体5-4-5的中部和下端分别固定连接有与其内腔连通的排液管路5-10和排泥管路5-9,所述排泥管路5-9和排液管路5-10上分别连接有出泥阀5-12和出液阀5-5,排泥管路5-9和排液管路5-10的进液端分别位于沉淀部壳体5-4-5的底部和中部,排液管路5-10的进液端位于稳流缓冲单元和稳流震荡单元之间;在沉淀部壳体5-4-5的外部设置有中储槽5-4-6和中储槽水泵5-4-7,中储槽5-4-6中储存有聚合氯化铝溶液,中储槽水泵5-4-7的进液端通过管路与中储槽5-4-6内腔的底部贯通连通,中储槽水泵5-4-7的出液端分别通过管路与两个聚合氯化铝分散管5-4-4的内腔连通;所述稳流筛网5-4-3的网眼孔径为5mm~16mm;稳流筛网5-4-3的数量为10个;所述稳流震荡单体的数量为10个,相邻稳流震荡单体之间的距离为2cm~6cm;同一个稳流震荡单体之中的两个振动装置5-4-1前后方向地分布,且相距10cm~60cm。污水从沉淀部壳体5-4-5上部进入,与聚合氯化铝分散管5-4-4喷出的聚合氯化铝相遇,并在高分子稳流筛网5-4-3的缓冲作用下,落入沉淀部壳体5-4-5的下部;此时在稳流翼板5-4-2在振动装置5-4-1的带动下进行水平震荡,同时,振动装置5-4-1自身也会发生一定幅度的水平震荡,从而能加速絮凝反应,当稳流翼板5-4-2、振动装置5-4-1停止工作时,有机物絮凝沉淀并从底部的排泥管5-9排出,清水从中部的排液管路5-10排出;
所述振动装置5-4-1包括刚性的防水密封外壳5-4-1-1,所述防水密封外壳5-4-1-1的中部上下间隔地固定连接有一对限位板5-4-1-2、并在一对限位板5-4-1-2之间横向滑动地设置有口字形框架5-4-1-3,所述口字形框架5-4-1-3上边梁和下边梁的里侧相对地设置有一对齿条5-4-1-4,口字形框架5-4-1-3的内部设置有旋转轮5-4-1-5,旋转轮5-4-1-5的周向的局部设置有连续齿5-4-1-6,旋转轮5-4-1-5通过连续齿5-4-1-6与上部或下部的齿条5-4-1-4啮合,旋转轮5-4-1-5固定装配在固定连接在防水密封外壳5-4-1-1内侧壁的振动电机5-4-1-7的输出轴上;在口字形框架5-4-1-3的左侧的侧边梁中部和右侧的侧边梁中部各开设有一导向孔,两个导向孔中分别横向滑动地穿设有两个顶杆5-4-1-8,顶杆5-4-1-8的外端和里端分别固定连接有外部限位块5-4-1-10和内部限位块5-4-1-11,并在外部限位块5-4-1-10和侧边梁之间的部分套装有压缩弹簧5-4-1-9;
所述电化学反应装置8设置在湍流态处理器5的一侧,电化学反应装置8包括反应箱8-7、分别设置在反应箱8-7两侧的缓冲池8-1和清水池8-8,所述反应箱8-7内的上部和下部分别固定连接有过滤网8-10和触酶网8-6,并在过滤网8-10和触酶网8-6之间固定连接有多个呈矩阵式分布的直流电棒8-4;触酶网8-6遍布其表面地设置有生物酶;反应箱8-7的内腔在过滤网8-10之上形成过滤室8-11、在过滤网8-10和触酶网8-6之间形成电化学室8-9、在触酶网8-6之下形成沉淀室8-3;所述缓冲池8-1与排液管路5-10的出水端连通,缓冲池8-1内腔的底部通过管路与水泵A的进水端连接,水泵A的出水端通过缓冲池送水管8-2与过滤室8-11连通;反应箱8-7的底部固定连接有与沉淀室8-3连通的沉淀物排出管路8-5、反应箱8-7的底部的一侧固定连接有与电化学室8-9连通的清水外排管路8-12,清水外排管路8-12的末端与清水池8-8的内腔连通;缓冲池送水管8-2、沉淀物排出管路8-5和清水外排管路8-12上分别设置有电磁阀G、电磁阀H和电磁阀I;
电磁阀A、曝气泵6-3、气体流量计6-4、输气阀6-5、温度检测器5-6、液位计5-7、水泵、进液电磁阀5-1、出泥阀5-12、出液阀5-5、温度传感器3-7、电磁阀B、电磁阀C、电磁阀D、电磁阀E、电磁阀G、电磁阀H、电磁阀I、振动装置5-4-1、中储槽水泵5-4-7、振动电机5-4-1-7、水泵A和直流电棒8-4均与控制系统7连接。
所述药剂混合设备3还包括固定连接在药剂混合壳体3-9顶端的洗涤管路3-6,洗涤管路3-6在药剂混合壳体3-9外部的一端与洗涤水泵的出水口连接、在药剂混合壳体3-9内部的一端与设置在蜂巢式反应器3-3上部的莲花喷头固定连接;所述洗涤管路3-6上设置有电磁阀F;电磁阀F与控制系统7连接。
所述温度检测器5-6安装在湍流壳体5-11内侧壁上,其距离湍流壳体5-11上端的距离在15cm~25cm之间;所述液位计5-7设置于内壁上,液位计5-7距离湍流壳体5-11底端的距离在40cm~60cm之间。
所述控制系统7固定设置在作业平台2上。
所述移动板6-2为矩形的镀锌板。
所述曝气泵6-3数量为两个。
所述沉淀部壳体5-4-5为方锥体结构;所述喷洒管路5-2数量不少于6根。
所述作业平台2由厚度在1cm~1.5cm之间的不锈钢板制成,在作业平台2周边设置有安全护栏,所述安全护栏高度在80cm~120cm之间,所述作业平台2上连接有爬梯1。
进一步,为了得到耐腐蚀性好、使用寿命较长的触酶网8-6,所述触酶网8-6按重量份数比由以下组分组成:
蒸馏水341.0~566.2份,3-甲基十一腈133.3~175.5份,2-甲氧基-5-甲基-4-[(4-甲基-2-硝基苯基)偶氮]苯重氮(T-4)四氯锌酸盐(2:1)136.2~245.1份,3-甲硫基丁酸乙酯132.6~149.7份,金黄隐色体135.2~192.9份,2,2'-[(1-甲基亚乙基)双[[2-(2-丙烯基)-4,1-亚苯基]氧亚甲基]双环氧乙烷与氢封端的聚二甲基硅氧烷的聚合物138.4~199.1份,铅纳米微粒140.9~195.2份,聚合[氧基-1,4-亚苯(1-甲基亚乙基)-1,4-亚苯氧基-1,4-亚苯基亚氨基碳基(二羧环丁烷二基)碳基亚氨基-1,4-亚苯]133.5~175.9份,甲醛与二壬基酚、壬基酚和环氧乙烷的聚合物135.1~175.6份,碱式磷酸铜135.6~158.1份,甲乙酮肟封端的1,1'-亚甲基双(异氰酸根合苯)124.4~160.8份,7-甲基-辛酸123.2~166.8份,甲酸己酯132.6~177.2份,聚氨酯树脂142.1~186.1份,质量浓度为132mg/L~399mg/L的磷酸十六烷基酯钾盐165.7~219.5份。
进一步,为了得到耐腐蚀性好、使用寿命较长的触酶网8-6,所述触酶网8-6的制作方法如下:
第1步:在多釜反应器中,加入蒸馏水和3-甲基十一腈,启动多釜反应器中的搅拌机,设定转速为134rpm~180rpm,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,使温度升至149.0℃~150.2℃,加入2-甲氧基-5-甲基-4-[(4-甲基-2-硝基苯基)偶氮]苯重氮(T-4)四氯锌酸盐(2:1)搅拌均匀,进行反应126.3~137.5分钟,加入3-甲硫基丁酸乙酯,通入流量为125.1m3/min~166.7m3/min的氟气126.3~137.5分钟;之后在多釜反应器中加入金黄隐色体,再次启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,使温度升至166.2℃~199.1℃,保温126.6~137.7分钟,加入2,2'-[(1-甲基亚乙基)双[[2-(2-丙烯基)-4,1-亚苯基]氧亚甲基]双环氧乙烷与氢封端的聚二甲基硅氧烷的聚合物,调整多釜反应器中溶液的pH值为4.2~8.9,保温126.2~366.2分钟;
第2步:另取铅纳米微粒,将铅纳米微粒在功率为6.66KW~12.1KW下超声波处理0.132~1.199小时后;将铅纳米微粒加入到另一个多釜反应器中,加入质量浓度为136mg/L~366mg/L的聚合[氧基-1,4-亚苯(1-甲基亚乙基)-1,4-亚苯氧基-1,4-亚苯基亚氨基碳基(二羧环丁烷二基)碳基亚氨基-1,4-亚苯]分散铅纳米微粒,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,使溶液温度在46℃~86℃之间,启动多釜反应器中的搅拌机,并以4×102rpm~8×102rpm的速度搅拌,调整pH值在4.4~8.8之间,保温搅拌132~199分钟;之后停止反应静置6.66×10~12.1×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入甲醛与二壬基酚、壬基酚和环氧乙烷的聚合物,调整pH值在1.4~2.8之间,形成沉淀物用蒸馏水洗脱,通过离心机在转速4.732×103rpm~9.23×103rpm下得到固形物,在2.95×102℃~3.419×102℃温度下干燥,研磨后过0.732×103~1.23×103目筛,备用;
第3步:另取碱式磷酸铜和第2步处理后铅纳米微粒,混合均匀后采用电离辐射辐照,电离辐射辐照的能量为123.2MeV~151.8MeV、剂量为171.2kGy~211.8kGy、照射时间为135.2~160.8分钟,得到性状改变的碱式磷酸铜和铅纳米微粒混合物;将碱式磷酸铜和铅纳米微粒混合物置于另一多釜反应器中,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,设定温度134.6℃~180.2℃,启动多釜反应器中的搅拌机,转速为126rpm~521rpm,pH调整到4.1~8.1之间,脱水135.1~149.1分钟,备用;
第4步:将第3步得到的性状改变的碱式磷酸铜和铅纳米微粒混合物,加至质量浓度为136mg/L~366mg/L的甲乙酮肟封端的1,1'-亚甲基双(异氰酸根合苯)中,并流加至第1步的多釜反应器中,流加速度为271mL/min~999mL/min;启动多釜反应器搅拌机,设定转速为140rpm~180rpm;搅拌4~8分钟;再加入7-甲基-辛酸,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,升温至170.7℃~207.5℃,pH调整到4.7~8.5之间,通入氟气通气量为125.293m3/min~166.410m3/min,保温静置160.0~190.2分钟;再次启动多釜反应器搅拌机,转速为135rpm~180rpm,加入甲酸己酯,并使得pH调整到4.7~8.5之间,保温静置159.3~199.5分钟;
第5步:启动多釜反应器中的搅拌机,设定转速为132rpm~199rpm,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,设定多釜反应器内的温度为1.581×102℃~2.462×102℃,加入聚氨酯树脂,反应126.2~137.1分钟;之后加入磷酸十六烷基酯钾盐,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,设定多釜反应器内的温度为210.6℃~266.7℃,pH调整至4.2~8.2之间,压力为1.32MPa~1.33MPa,反应时间为0.4~0.9小时;之后降压至表压为0MPa,降温至126.2℃~137.1℃出料入压模机,即得到触酶网8-6;
所述铅纳米微粒的粒径为140μm~150μm。
以下实施例进一步说明本发明的内容,作为触酶网8-6,它是本发明的重要组件,由于它的存在,增加了整体设备的使用寿命,它为整体设备的安全、平稳运行发挥着关键作用。为此,通过以下是实施例,进一步验证本发明所述的触酶网8-6,所表现出的高于其他相关专利的物理特性。
实施例1
按照以下步骤制备本发明所述触酶网8-6,并按重量份数计:
第1步:在多釜反应器中,加入蒸馏水341.0份和3-甲基十一腈133.3份,启动多釜反应器中的搅拌机,设定转速为134rpm,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,使温度升至149.0℃,加入2-甲氧基-5-甲基-4-[(4-甲基-2-硝基苯基)偶氮]苯重氮(T-4)四氯锌酸盐(2:1)136.2份搅拌均匀,进行反应126.3分钟,加入3-甲硫基丁酸乙酯132.6份,通入流量为125.1m3/min的氟气126.3分钟;之后在多釜反应器中加入金黄隐色体135.2份,再次启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,使温度升至166.2℃,保温126.6分钟,加入2,2'-[(1-甲基亚乙基)双[[2-(2-丙烯基)-4,1-亚苯基]氧亚甲基]双环氧乙烷与氢封端的聚二甲基硅氧烷的聚合物138.4份,调整多釜反应器中溶液的pH值为4.2,保温126.2分钟;
第2步:另取铅纳米微粒140.9份,将铅纳米微粒在功率为6.66KW下超声波处理0.132小时后;将铅纳米微粒加入到另一个多釜反应器中,加入质量浓度为136mg/L的聚合[氧基-1,4-亚苯(1-甲基亚乙基)-1,4-亚苯氧基-1,4-亚苯基亚氨基碳基(二羧环丁烷二基)碳基亚氨基-1,4-亚苯]133.5份分散铅纳米微粒,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,使溶液温度在46℃,启动多釜反应器中的搅拌机,并以4×102rpm的速度搅拌,调整pH值在4.4,保温搅拌132分钟;之后停止反应静置6.66×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入甲醛与二壬基酚、壬基酚和环氧乙烷的聚合物135.1份,调整pH值在1.4,形成沉淀物用蒸馏水洗脱,通过离心机在转速4.732×103rpm下得到固形物,在2.95×102℃温度下干燥,研磨后过0.732×103目筛,备用;
第3步:另取碱式磷酸铜135.6和第2步处理后铅纳米微粒,混合均匀后采用电离辐射辐照,电离辐射辐照的能量为123.2MeV、剂量为171.2kGy、照射时间为135.2分钟,得到性状改变的碱式磷酸铜和铅纳米微粒混合物;将碱式磷酸铜和铅纳米微粒混合物置于另一多釜反应器中,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,设定温度134.6℃,启动多釜反应器中的搅拌机,转速为126rpm,pH调整到4.1,脱水135.1分钟,备用;
第4步:将第3步得到的性状改变的碱式磷酸铜和铅纳米微粒混合物,加至质量浓度为136mg/L的甲乙酮肟封端的1,1'-亚甲基双(异氰酸根合苯)124.4份中,并流加至第1步的多釜反应器中,流加速度为271mL/min;启动多釜反应器搅拌机,设定转速为140rpm;搅拌4分钟;再加入7-甲基-辛酸123.2份,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,升温至170.7℃,pH调整到4.7,通入氟气通气量为125.293m3/min,保温静置160.0分钟;再次启动多釜反应器搅拌机,转速为135rpm,加入甲酸己酯132.6份,并使得pH调整到4.7,保温静置159.3分钟;
第5步:启动多釜反应器中的搅拌机,设定转速为132rpm,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,设定多釜反应器内的温度为1.581×102℃,加入聚氨酯树脂142.1份,反应126.2分钟;之后加入质量浓度为132mg/L的磷酸十六烷基酯钾盐165.7份,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,设定多釜反应器内的温度为210.6℃,pH调整至4.2,压力为1.32MPa,反应时间为0.4小时;之后降压至表压为0MPa,降温至126.2℃出料入压模机,即得到触酶网8-6;所述铅纳米微粒的粒径为140μm。
实施例2
按照以下步骤制备本发明所述触酶网8-6,并按重量份数计:
第1步:在多釜反应器中,加入蒸馏水566.2份和3-甲基十一腈175.5份,启动多釜反应器中的搅拌机,设定转速为180rpm,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,使温度升至150.2℃,加入2-甲氧基-5-甲基-4-[(4-甲基-2-硝基苯基)偶氮]苯重氮(T-4)四氯锌酸盐(2:1)245.1份搅拌均匀,进行反应137.5分钟,加入3-甲硫基丁酸乙酯149.7份,通入流量为166.7m3/min的氟气137.5分钟;之后在多釜反应器中加入金黄隐色体192.9份,再次启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,使温度升至199.1℃,保温137.7分钟,加入2,2'-[(1-甲基亚乙基)双[[2-(2-丙烯基)-4,1-亚苯基]氧亚甲基]双环氧乙烷与氢封端的聚二甲基硅氧烷的聚合物199.1份,调整多釜反应器中溶液的pH值为8.9,保温366.2分钟;
第2步:另取铅纳米微粒195.2份,将铅纳米微粒在功率为12.1KW下超声波处理1.199小时后;将铅纳米微粒加入到另一个多釜反应器中,加入质量浓度为366mg/L的聚合[氧基-1,4-亚苯(1-甲基亚乙基)-1,4-亚苯氧基-1,4-亚苯基亚氨基碳基(二羧环丁烷二基)碳基亚氨基-1,4-亚苯]175.9份分散铅纳米微粒,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,使溶液温度在86℃之间,启动多釜反应器中的搅拌机,并以8×102rpm的速度搅拌,调整pH值在8.8,保温搅拌199分钟;之后停止反应静置12.1×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入甲醛与二壬基酚、壬基酚和环氧乙烷的聚合物175.6份,调整pH值在2.8,形成沉淀物用蒸馏水洗脱,通过离心机在转速9.23×103rpm下得到固形物,在3.419×102℃温度下干燥,研磨后过1.23×103目筛,备用;
第3步:另取碱式磷酸铜158.1份和第2步处理后铅纳米微粒,混合均匀后采用电离辐射辐照,电离辐射辐照的能量为151.8MeV、剂量为211.8kGy、照射时间为160.8分钟,得到性状改变的碱式磷酸铜和铅纳米微粒混合物;将碱式磷酸铜和铅纳米微粒混合物置于另一多釜反应器中,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,设定温度180.2℃,启动多釜反应器中的搅拌机,转速为521rpm,pH调整到8.1,脱水149.1分钟,备用;
第4步:将第3步得到的性状改变的碱式磷酸铜和铅纳米微粒混合物,加至质量浓度为366mg/L的甲乙酮肟封端的1,1'-亚甲基双(异氰酸根合苯)160.8份中,并流加至第1步的多釜反应器中,流加速度为999mL/min;启动多釜反应器搅拌机,设定转速为180rpm;搅拌8分钟;再加入7-甲基-辛酸166.8份,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,升温至207.5℃,pH调整到8.5,通入氟气通气量为166.410m3/min,保温静置190.2分钟;再次启动多釜反应器搅拌机,转速为180rpm,加入甲酸己酯177.2份,并使得pH调整到8.5,保温静置199.5分钟;
第5步:启动多釜反应器中的搅拌机,设定转速为199rpm,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,设定多釜反应器内的温度为2.462×102℃,加入聚氨酯树脂186.1份,反应137.1分钟;之后加入质量浓度为399mg/L的磷酸十六烷基酯钾盐219.5份,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,设定多釜反应器内的温度为266.7℃,pH调整至8.2,压力为1.33MPa,反应时间为0.9小时;之后降压至表压为0MPa,降温至137.1℃出料入压模机,即得到触酶网8-6;所述铅纳米微粒的粒径为150μm。
实施例3
按照以下步骤制备本发明所述触酶网8-6,并按重量份数计:
第1步:在多釜反应器中,加入蒸馏水341.9份和3-甲基十一腈133.9份,启动多釜反应器中的搅拌机,设定转速为134rpm,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,使温度升至149.9℃,加入2-甲氧基-5-甲基-4-[(4-甲基-2-硝基苯基)偶氮]苯重氮(T-4)四氯锌酸盐(2:1)136.9份搅拌均匀,进行反应126.9分钟,加入3-甲硫基丁酸乙酯132.9份,通入流量为125.9m3/min的氟气126.9分钟;之后在多釜反应器中加入金黄隐色体135.9份,再次启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,使温度升至166.9℃,保温126.9分钟,加入2,2'-[(1-甲基亚乙基)双[[2-(2-丙烯基)-4,1-亚苯基]氧亚甲基]双环氧乙烷与氢封端的聚二甲基硅氧烷的聚合物138.9份,调整多釜反应器中溶液的pH值为4.9,保温126.9分钟;
第2步:另取铅纳米微粒140.9份,将铅纳米微粒在功率为6.669KW下超声波处理0.1329小时后;将铅纳米微粒加入到另一个多釜反应器中,加入质量浓度为136.9mg/L的聚合[氧基-1,4-亚苯(1-甲基亚乙基)-1,4-亚苯氧基-1,4-亚苯基亚氨基碳基(二羧环丁烷二基)碳基亚氨基-1,4-亚苯]133.9份分散铅纳米微粒,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,使溶液温度在46.9℃,启动多釜反应器中的搅拌机,并以4.9×102rpm的速度搅拌,调整pH值在4.9,保温搅拌132.9分钟;之后停止反应静置6.66×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入甲醛与二壬基酚、壬基酚和环氧乙烷的聚合物135.9份,调整pH值在1.9,形成沉淀物用蒸馏水洗脱,通过离心机在转速4.732×103rpm下得到固形物,在2.95×102℃温度下干燥,研磨后过0.732×103目筛,备用;
第3步:另取碱式磷酸铜135.9和第2步处理后铅纳米微粒,混合均匀后采用电离辐射辐照,电离辐射辐照的能量为123.9MeV、剂量为171.9kGy、照射时间为135.9分钟,得到性状改变的碱式磷酸铜和铅纳米微粒混合物;将碱式磷酸铜和铅纳米微粒混合物置于另一多釜反应器中,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,设定温度134.9℃,启动多釜反应器中的搅拌机,转速为126rpm,pH调整到4.9,脱水135.9分钟,备用;
第4步:将第3步得到的性状改变的碱式磷酸铜和铅纳米微粒混合物,加至质量浓度为136.9mg/L的甲乙酮肟封端的1,1'-亚甲基双(异氰酸根合苯)124.9份中,并流加至第1步的多釜反应器中,流加速度为271.9mL/min;启动多釜反应器搅拌机,设定转速为140rpm;搅拌4.9分钟;再加入7-甲基-辛酸123.9份,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,升温至170.9℃,pH调整到4.9,通入氟气通气量为125.9m3/min,保温静置160.9分钟;再次启动多釜反应器搅拌机,转速为135rpm,加入甲酸己酯132.9份,并使得pH调整到4.9,保温静置159.9分钟;
第5步:启动多釜反应器中的搅拌机,设定转速为132rpm,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,设定多釜反应器内的温度为1.581×102℃,加入聚氨酯树脂142.9份,反应126.9分钟;之后加入质量浓度为132mg/L的磷酸十六烷基酯钾盐165.7份,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,设定多釜反应器内的温度为210.9℃,pH调整至4.9,压力为1.32MPa,反应时间为0.41小时;之后降压至表压为0MPa,降温至126.9℃出料入压模机,即得到触酶网8-6;所述铅纳米微粒的粒径为140μm。
对照例
对照例采用市售某品牌的触酶网进行性能测试试验。
实施例4
将实施例1~3和对照例所获得的触酶网8-6进行性能测试试验,测试结束后对抗压强度提升率、抗变形强度提升率、隔板使用年限提升率、抗冲击能力提升率等参数进行分析。数据分析如表1所示。
从表1可见,本发明所述的触酶网8-6,在相关技术指标中均明显高于现有技术生产的产品。
此外,如图8所示,实施例1~3在相关技术指标中,均大幅优于现有技术生产的产品。
本发明中的一种用于土壤重金属污染修复的设备的工作方法,该方法包括以下几个步骤:
第1步:通过控制系统7控制电磁阀E、电磁阀C和电磁阀D打开,通过蒸汽供应管路3-10供入蒸汽,通过药剂注入管3-5、药剂注入管3-5分别加入药剂、添加剂,进入药剂混合壳体3-9内的液体均匀地进入到蜂巢式反应器3-3中,在蒸汽的作用下加速反应,反应后生成的无机絮凝剂通过混合药剂排放管路3-1排出;
第2步,通过控制系统7打开进液电磁阀5-1,利用压力泵将含有重金属的污水供入,并通过喷洒管路5-2和喷嘴的作用均匀的喷洒到湍流态处理器5内,经过15min后,再通过控制系统7启动移动式输气站6上的曝气泵6-3,同时打开输气管路6-6上的输气阀6-5,通过曝气管5-8将新鲜空气供入湍流态处理器5,增加湍流态处理器5内的含氧量,同时,使进入的空气与下浇的水进行充分的接触,利用氧气将氧微生物杀死,经过10min后,通过控制系统7打开添加管路4上的电磁阀A,向湍流态处理器5内添加无机絮凝剂,与污水进行充分的反应,当污水落入沉淀部壳体5-4-5中时,控制系统7启动中储槽水泵5-4-7和振动电机5-4-1-7,通过聚合氯化铝分散管5-4-4供入聚合氯化铝以对污水进行除菌、除臭和脱色,振动电机5-4-1-7带动振动装置5-4-1振动,进而带动稳流翼板5-4-2在水平方向产生一定幅度的震荡,下落的污水在高分子稳流筛网5-4-3和稳流翼板5-4-2的双重缓冲作用下与无机絮凝剂充分的反应,沉淀物落入沉淀部壳体5-4-5的下部;经过设定时间的反应后,絮凝后的沉降物经排泥管路5-9排出,稳流翼板5-4-2附近的清水从排液管路5-10排出燕进入集液池;
第3步:湍流态吸附器5-3上的生物膜上的微生物对进入的污水中的微生物进行吸附和降解,在此过程中,温度检测器5-6实时监测湍流态处理器5内的温度;当检测到温度高于系统设定值T时,温度检测器5-6将电信号反馈给控制系统7,控制系统7控制与其相连接的报警器发出警报,以通知操作人员采取降温措施;
第4步:液位计5-7实时监测湍流态促反应器5-3内混合液体的液位;当液位计5-7检测到清水液位高于系统设定值M时,液位计5-7将信号反馈给控制系统7,控制系统7打开出液阀5-5,通过排液管路5-10将处理后的清水及时排出;
第5步:移动式输气站6上的气体流量计6-4实时监测空气的输送量;当气体流量计6-4检测到输送量低于系统设定值P时,气体流量计6-4将反馈信号发送给控制系统7,控制系统7提高曝气泵6-3转速,同时增大输气阀6-5开度,以保证气体的供应量。
第6步:通过控制系统7控制水泵A工作,并控制电磁阀G打开,直流电棒8-4通电,将缓冲池8-1中经过处理的清水供入反应箱8-7中的过滤室8-11中,这部分水经过过滤网8-10后进入电化学室8-9,在直流电棒8-4产生的直流电场的作用下,水体中有机物迅速沉淀;与此同时,水体与触酶网8-6接触发生化学发应,进一步促进有机物沉淀,并落入沉淀室8-3,过滤网8-10对水中的大颗粒杂物进行过滤,向反应箱8-7中加注有助于促进重金属电解沉降的化学制剂,水在经过触酶网8-6的时候会与生物酶充分的接触,从而能进一步去除水中胶体状和溶解性有机物及植物性营养物。反应结束后,通过控制系统7控制电磁阀I打开,将处理后的清水排入清水池8-8中,最后将电磁阀H打开,将沉淀物外排并集中收集。

Claims (10)

1.一种用于土壤重金属污染修复的设备,包括通过支架一悬空支设的作业平台(2),其特征在于,还包括药剂混合设备(3)、移动式输气站(6)、电化学反应装置(8)和控制系统(7),所述作业平台(2)的一侧通过支架二悬空支设有湍流态处理器(5),所述药剂混合设备(3)通过基座(3-8)固定支设在作业平台(2)的下部;
所述药剂混合设备(3)包括药剂混合壳体(3-9),所述药剂混合壳体(3-9)内的中部和下部分别固定设置有蜂巢式反应器(3-3)和蒸汽喷射管路(3-2),药剂混合壳体(3-9)的底部固定连接有与其内腔连通的混合药剂排放管路(3-1),药剂混合壳体(3-9)的上部固定连接有与其内腔连通的药剂注入管路(3-5)和添加剂加注管路(3-4),药剂混合壳体(3-9)内还固定设置有温度传感器(3-7);所述蜂巢式反应器(3-3)的断面为蜂窝状,且上下贯通,其由多根蜂窝状排列的立管组成;所述蒸汽喷射管路(3-2)呈圆环状,其上表面遍布地设置有与其内腔连通的通孔,连接蒸汽喷射管路(3-2)的蒸汽供应管路(3-10)穿出药剂混合壳体(3-9)后与外部的高压蒸汽管道连接;所述混合药剂排放管路(3-1)的出液端通过压力泵与固定连接在湍流态处理器(5)上部的一侧添加管路(4)的进液端固定连接,添加管路(4)上设置有电磁阀A;所述添加管路(4)、混合药剂排放管路(3-1)、药剂注入管路(3-5)、添加剂加注管路(3-4)和蒸汽供应管路(3-10)上分别设置有电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、电磁阀D和电磁阀E;
所述移动式输气站(6)设置在湍流态处理器(5)的下部,移动式输气站(6)包括移动承载板(6-2)、可转动地连接在移动承载板(6-2)下部的两对移动轮(6-1)、固定装配在移动承载板(6-2)上部的曝气泵(6-3)、连接在曝气泵(6-3)出气口处气体流量计(6-4)和输气管路(6-6)、设置在输气管路(6-6)上的输气阀(6-5);
所述湍流态处理器(5)包括上端开口的湍流壳体(5-11)、固定连接在湍流壳体(5-11)内腔中上部的喷淋管网、固定连接在湍流壳体(5-11)内腔中中部的湍流态吸附机构、固定连接在湍流壳体(5-11)内腔中下部的曝气管(5-8)、固定设置在湍流壳体(5-11)内部的温度检测器(5-6)和液位计(5-7);
所述喷淋管网由多根相互连通的喷洒管路(5-2)组成,每根喷洒管路(5-2)的下部均连接有沿其长度方向分布的多个与其内腔连通的喷嘴,与喷淋管网进液端固定连接的进液管路(5-13)由湍流壳体(5-11)的上端穿出并与外部的水泵的出水端连接,进液管路(5-13)上连接有进液电磁阀(5-1),所述湍流态吸附机构由呈陈列地分布的若干个湍流态促反应器(5-3)组成,所述湍流态促反应器(5-3)呈圆柱状中空结构,其表面凹凸不平并设有大量的与其内腔连通的通孔,其内部装有吸附填料,其表面还覆盖有生物膜,所述曝气管(5-8)呈环形,其上部设置有与其内腔连通的曝气孔;输气管路(6-6)的出气端穿过湍流壳体(5-11)后与曝气管(5-8)的进口端;
所述湍流壳体(5-11)的下部为呈漏斗状的沉淀部(5-4),所述沉淀部(5-4)包括沉淀部壳体(5-4-5),且在沉淀部壳体(5-4-5)内部由上到下依次固定设置有分散单元、稳流缓冲单元、稳流震荡单元;所述分散单元由左右平行并排设置的呈矩形环状的两个聚合氯化铝分散管(5-4-4)及均匀地连接在每个聚合氯化铝分散管(5-4-4)下部的多个喷嘴组成;所述稳流缓冲单元由纵向叠加布置的多个高分子稳流筛网(5-4-3)组成;所述稳流震荡单元由从左到右依次等距离间隔排布的多个稳流震荡单体组成,所述稳流震荡单体由固定连接在沉淀部壳体(5-4-5)底端的两个振动装置(5-4-1)和固定连接在两个振动装置(5-4-1)上端的稳流翼板(5-4-2)组成,所述稳流翼板(5-4-2)的纵断面呈倾倒的W型;所述沉淀部壳体(5-4-5)的中部和下端分别固定连接有与其内腔连通的排液管路(5-10)和排泥管路(5-9),所述排泥管路(5-9)和排液管路(5-10)上分别连接有出泥阀(5-12)和出液阀(5-5),排泥管路(5-9)和排液管路(5-10)的进液端分别位于沉淀部壳体(5-4-5)的底部和中部;在沉淀部壳体(5-4-5)的外部设置有中储槽(5-4-6)和中储槽水泵(5-4-7),中储槽(5-4-6)中储存有聚合氯化铝溶液,中储槽水泵(5-4-7)的进液端通过管路与中储槽(5-4-6)内腔的底部贯通连通,中储槽水泵(5-4-7)的出液端分别通过管路与两个聚合氯化铝分散管(5-4-4)的内腔连通;
所述振动装置(5-4-1)包括刚性的防水密封外壳(5-4-1-1),所述防水密封外壳(5-4-1-1)的中部上下间隔地固定连接有一对限位板(5-4-1-2)、并在一对限位板(5-4-1-2)之间横向滑动地设置有口字形框架(5-4-1-3),所述口字形框架(5-4-1-3)上边梁和下边梁的里侧相对地设置有一对齿条(5-4-1-4),口字形框架(5-4-1-3)的内部设置有旋转轮(5-4-1-5),旋转轮(5-4-1-5)的周向的局部设置有连续齿(5-4-1-6),旋转轮(5-4-1-5)通过连续齿(5-4-1-6)与上部或下部的齿条(5-4-1-4)啮合,旋转轮(5-4-1-5)固定装配在固定连接在防水密封外壳(5-4-1-1)内侧壁的振动电机(5-4-1-7)的输出轴上;在口字形框架(5-4-1-3)的左侧的侧边梁中部和右侧的侧边梁中部各开设有一导向孔,两个导向孔中分别横向滑动地穿设有两个顶杆(5-4-1-8),顶杆(5-4-1-8)的外端和里端分别固定连接有外部限位块(5-4-1-10)和内部限位块(5-4-1-11),并在外部限位块(5-4-1-10)和侧边梁之间的部分套装有压缩弹簧(5-4-1-9);
所述电化学反应装置(8)设置在湍流态处理器(5)的一侧,电化学反应装置(8)包括反应箱(8-7)、分别设置在反应箱(8-7)两侧的缓冲池(8-1)和清水池(8-8),所述反应箱(8-7)内的上部和下部分别固定连接有过滤网(8-10)和触酶网(8-6),并在过滤网(8-10)和触酶网(8-6)之间固定连接有多个呈矩阵式分布的直流电棒(8-4);触酶网(8-6)遍布其表面地设置有生物酶;反应箱(8-7)的内腔在过滤网(8-10)之上形成过滤室(8-11)、在过滤网(8-10)和触酶网(8-6)之间形成电化学室(8-9)、在触酶网(8-6)之下形成沉淀室(8-3);所述缓冲池(8-1)与排液管路(5-10)的出水端连通,缓冲池(8-1)内腔的底部通过管路与水泵A的进水端连接,水泵A的出水端通过缓冲池送水管(8-2)与过滤室(8-11)连通;反应箱(8-7)的底部固定连接有与沉淀室(8-3)连通的沉淀物排出管路(8-5)、反应箱(8-7)的底部的一侧固定连接有与电化学室(8-9)连通的清水外排管路(8-12),清水外排管路(8-12)的末端与清水池(8-8)的内腔连通;缓冲池送水管(8-2)、沉淀物排出管路(8-5)和清水外排管路(8-12)上分别设置有电磁阀G、电磁阀H和电磁阀I;
电磁阀A、曝气泵(6-3)、气体流量计(6-4)、输气阀(6-5)、温度检测器(5-6)、液位计(5-7)、水泵、进液电磁阀(5-1)、出泥阀(5-12)、出液阀(5-5)、温度传感器(3-7)、电磁阀B、电磁阀C、电磁阀D、电磁阀E、电磁阀G、电磁阀H、电磁阀I、振动装置(5-4-1)、中储槽水泵(5-4-7)、振动电机(5-4-1-7)、水泵A和直流电棒(8-4)均与控制系统(7)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于土壤重金属污染修复的设备,其特征在于,所述药剂混合设备(3)还包括固定连接在药剂混合壳体(3-9)顶端的洗涤管路(3-6),洗涤管路(3-6)在药剂混合壳体(3-9)外部的一端与洗涤水泵的出水口连接、在药剂混合壳体(3-9)内部的一端与设置在蜂巢式反应器(3-3)上部的莲花喷头固定连接;所述洗涤管路(3-6)上设置有电磁阀F;电磁阀F与控制系统(7)连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于土壤重金属污染修复的设备,其特征在于,所述控制系统(7)固定设置在作业平台(2)上。
4.根据权利要求3所述的一种用于土壤重金属污染修复的设备,其特征在于,所述稳流筛网(5-4-3)的网眼孔径为5mm~16mm;稳流筛网(5-4-3)的数量为10个;所述稳流震荡单体的数量为10个,相邻稳流震荡单体之间的距离为2cm~6cm;同一个稳流震荡单体之中的两个振动装置(5-4-1)前后方向地分布,且相距10cm~60cm。
5.根据权利要求4所述的一种用于土壤重金属污染修复的设备,其特征在于,所述曝气泵(6-3)数量为两个。
6.根据权利要求5所述的一种用于土壤重金属污染修复的设备,其特征在于,所述沉淀部壳体(5-4-5)为方锥体结构;所述喷洒管路(5-2)数量不少于6根。
7.根据权利要求6所述的一种用于土壤重金属污染修复的设备,其特征在于,所述作业平台(2)由厚度在1cm~1.5cm之间的不锈钢板制成,在作业平台(2)周边设置有安全护栏,所述安全护栏高度在80cm~120cm之间,所述作业平台(2)上连接有爬梯(1)。
8.根据权利要求7所述的一种用于土壤重金属污染修复的设备,其特征在于,所述触酶网(8-6)按重量份数比由以下组分组成:
蒸馏水341.0~566.2份,3-甲基十一腈133.3~175.5份,2-甲氧基-5-甲基-4-[(4-甲基-2-硝基苯基)偶氮]苯重氮(T-4)四氯锌酸盐(2:1)136.2~245.1份,3-甲硫基丁酸乙酯132.6~149.7份,金黄隐色体135.2~192.9份,2,2'-[(1-甲基亚乙基)双[[2-(2-丙烯基)-4,1-亚苯基]氧亚甲基]双环氧乙烷与氢封端的聚二甲基硅氧烷的聚合物138.4~199.1份,铅纳米微粒140.9~195.2份,聚合[氧基-1,4-亚苯(1-甲基亚乙基)-1,4-亚苯氧基-1,4-亚苯基亚氨基碳基(二羧环丁烷二基)碳基亚氨基-1,4-亚苯]133.5~175.9份,甲醛与二壬基酚、壬基酚和环氧乙烷的聚合物135.1~175.6份,碱式磷酸铜135.6~158.1份,甲乙酮肟封端的1,1'-亚甲基双(异氰酸根合苯)124.4~160.8份,7-甲基-辛酸123.2~166.8份,甲酸己酯132.6~177.2份,聚氨酯树脂142.1~186.1份,质量浓度为132mg/L~399mg/L的磷酸十六烷基酯钾盐165.7~219.5份。
9.根据权利要求8所述的一种用于土壤重金属污染修复的设备,其特征在于,所述触酶网(8-6)的制作方法如下:
第1步:在多釜反应器中,加入蒸馏水和3-甲基十一腈,启动多釜反应器中的搅拌机,设定转速为134rpm~180rpm,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,使温度升至149.0℃~150.2℃,加入2-甲氧基-5-甲基-4-[(4-甲基-2-硝基苯基)偶氮]苯重氮(T-4)四氯锌酸盐(2:1)搅拌均匀,进行反应126.3~137.5分钟,加入3-甲硫基丁酸乙酯,通入流量为125.1m3/min~166.7m3/min的氟气126.3~137.5分钟;之后在多釜反应器中加入金黄隐色体,再次启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,使温度升至166.2℃~199.1℃,保温126.6~137.7分钟,加入2,2'-[(1-甲基亚乙基)双[[2-(2-丙烯基)-4,1-亚苯基]氧亚甲基]双环氧乙烷与氢封端的聚二甲基硅氧烷的聚合物,调整多釜反应器中溶液的pH值为4.2~8.9,保温126.2~366.2分钟;
第2步:另取铅纳米微粒,将铅纳米微粒在功率为6.66KW~12.1KW下超声波处理0.132~1.199小时后;将铅纳米微粒加入到另一个多釜反应器中,加入质量浓度为136mg/L~366mg/L的聚合[氧基-1,4-亚苯(1-甲基亚乙基)-1,4-亚苯氧基-1,4-亚苯基亚氨基碳基(二羧环丁烷二基)碳基亚氨基-1,4-亚苯]分散铅纳米微粒,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,使溶液温度在46℃~86℃之间,启动多釜反应器中的搅拌机,并以4×102rpm~8×102rpm的速度搅拌,调整pH值在4.4~8.8之间,保温搅拌132~199分钟;之后停止反应静置6.66×10~12.1×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入甲醛与二壬基酚、壬基酚和环氧乙烷的聚合物,调整pH值在1.4~2.8之间,形成沉淀物用蒸馏水洗脱,通过离心机在转速4.732×103rpm~9.23×103rpm下得到固形物,在2.95×102℃~3.419×102℃温度下干燥,研磨后过0.732×103~1.23×103目筛,备用;
第3步:另取碱式磷酸铜和第2步处理后铅纳米微粒,混合均匀后采用电离辐射辐照,电离辐射辐照的能量为123.2MeV~151.8MeV、剂量为171.2kGy~211.8kGy、照射时间为135.2~160.8分钟,得到性状改变的碱式磷酸铜和铅纳米微粒混合物;将碱式磷酸铜和铅纳米微粒混合物置于另一多釜反应器中,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,设定温度134.6℃~180.2℃,启动多釜反应器中的搅拌机,转速为126rpm~521rpm,pH调整到4.1~8.1之间,脱水135.1~149.1分钟,备用;
第4步:将第3步得到的性状改变的碱式磷酸铜和铅纳米微粒混合物,加至质量浓度为136mg/L~366mg/L的甲乙酮肟封端的1,1'-亚甲基双(异氰酸根合苯)中,并流加至第1步的多釜反应器中,流加速度为271mL/min~999mL/min;启动多釜反应器搅拌机,设定转速为140rpm~180rpm;搅拌4~8分钟;再加入7-甲基-辛酸,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,升温至170.7℃~207.5℃,pH调整到4.7~8.5之间,通入氟气通气量为125.293m3/min~166.410m3/min,保温静置160.0~190.2分钟;再次启动多釜反应器搅拌机,转速为135rpm~180rpm,加入甲酸己酯,并使得pH调整到4.7~8.5之间,保温静置159.3~199.5分钟;
第5步:启动多釜反应器中的搅拌机,设定转速为132rpm~199rpm,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,设定多釜反应器内的温度为1.581×102℃~2.462×102℃,加入聚氨酯树脂,反应126.2~137.1分钟;之后加入磷酸十六烷基酯钾盐,启动多釜反应器中的汽封蒸汽热交换器,设定多釜反应器内的温度为210.6℃~266.7℃,pH调整至4.2~8.2之间,压力为1.32MPa~1.33MPa,反应时间为0.4~0.9小时;之后降压至表压为0MPa,降温至126.2℃~137.1℃出料入压模机,即得到触酶网(8-6)。
10.根据权利要求9所述的一种用于土壤重金属污染修复的设备,其特征在于,所述铅纳米微粒的粒径为140μm~150μm。
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