CN111003884A - 重金属污水处理设备及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开重金属污水处理设备及处理方法，属于水处理技术领域，包括初步污水处理室、二次污水处理室、深度污水处理池，初步污水处理室下方连接二次污水处理室，二次污水处理室通过排水管连接深度污水处理池，初步污水处理室内部设有第一污水处理组件，第一污水处理组件包括第一滤板、第二滤板、第三滤板，第一滤板、第二滤板、第三滤板下表面的边缘处设有挡块，且滤板与初步污水处理室的接触部位设有胶圈，第一滤板与第三滤板与水平面呈15°‑20°夹角。本发明通过多道工序对重金属污水进行处理，处理时间短、耗能低、吸附率高，有效降低了污水中金属离子浓度，使处理后的水能够循环利用。

Description

重金属污水处理设备及处理方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及重金属污水处理设备及处理方法。

背景技术

随着社会经济的发展，每天产生大量污水，包括含水率较高的污泥、水解液及其它废液等。污泥中含有大量的重金属物质、病原体、虫卵、难分解的有机物等有害物质，没有得到环保处理的污泥对环境的危害很大。而这些污水中重金属离子不仅对环境保护、物种多样性构成威胁，还严重影响人类的身心健康。为了避免环境污染，并实现资源再利用，需要对这些含水量较大的污泥、水解液、其它废液进行无害化处理。而对含水量较大的污泥、水解液、其它废液进行处理的首要环节就是去除其中的重金属离子。

现有的重金属废水处理系统对重金属废水常采用化学沉淀法、离子交换法等进行处理，上述方法成本高昂、结构复杂且对重金属的处理效率低，处理后的重金属不易收集。

发明内容

本发明的目的在于提供重金属污水处理设备及处理方法，通过多道工序对重金属污水进行处理，处理时间短、耗能低、吸附率高，有效降低了污水中金属离子浓度，使处理后的水能够循环利用。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：重金属污水处理设备，包括初步污水处理室、二次污水处理室、深度污水处理池，初步污水处理室下方连接二次污水处理室，二次污水处理室通过排水管连接深度污水处理池，初步污水处理室内部设有第一污水处理组件，第一污水处理组件包括第一滤板、第二滤板、第三滤板，第一滤板、第二滤板、第三滤板下表面的边缘处设有挡块，且滤板与初步污水处理室的接触部位设有胶圈，第一滤板与第三滤板与水平面呈15°-20°夹角。本发明的重金属污水处理装置可通过多道工序对重金属进行分离、吸附，其结构简单、处理时间短，且处理时耗能低，处理后的水可再次回收利用，初步污水处理室内设有三层滤板，当含有重金属的污水流入时可将多数重金属隔于滤板上方，达到初步过滤的目的，滤板外围的胶圈与下方的挡板起到密封、支撑的作用，第一滤板与第三滤板在上述倾斜角度范围内，可延长污水流径的时间与面积，使污水沿着滤板的斜度缓慢流至下层滤板，以提高污水初步过滤的效果，同时还可在各层滤板上添加吸附剂来进一步提升初步去除污水中重金属的效果。

优选的，第一滤板、第二滤板、第三滤板的孔径依次减小，且滤板孔径的取值范围为0.02mm-20um之间。第一滤板至第三滤板的孔径由大变小，可对污水进行初步过滤，由于滤网孔径逐渐变小，其进水量也需要进行控制，滤板也需定时清洗，保证重金属污水过滤效果。

优选的，初步污水处理室顶部左侧设有连接管，连接管中部设有电磁阀，初步污水处理室与二次污水处理室的连接部开设有进污口，二次污水处理室下方的排水管中部安装有第一吸水泵，二次污水处理室底部连接有撑角。连接管用于对外部污水管进行连接，连接管中部的电磁阀可有效的控制污水的进水量，进入的污水流量要与流速成正比，经过三层滤板的污水会通过初步污水处理室底部的进污口流入二次污水处理室进行二次过滤，二次过滤后的污水会又第一吸水泵通过排水管吸至深度污水处理池，第一污水处理组件与第二污水处理组件处理重金属污水时污水为直接流过式过滤，过滤后的污水还含有微量的重金属。

优选的，二次污水处理室内设有第二污水处理组件，第二污水处理组件包括沙袋，沙袋内部填充有氧化石墨与沙层，氧化石墨与沙层之间填充有海绵块。沙袋内设置的沙层由锰沙或者海沙和锰沙以一定比例相混合而成再结合氧化石墨能有效的对重金属污水进行初步吸附，且过滤速度快、水体渗透性强使水流过流量大。

优选的，深度污水处理池顶部设有透明的观察窗，深度污水处理池内部设有若干个藻类生长腔，竖向设置的藻类生长腔之间通过挂绳连接，横向设置的藻类生长腔之间通过弹性绳连接，深度污水处理池侧壁对称设有滑动组件，滑动组件通过弹性绳连接藻类生长腔深度污水处理池内设有多个藻类生长腔，该藻类生长腔内部可养殖多种藻类，养殖的藻类可对水中的重金属离子进行进一步的吸收，藻类生长腔之间连接的弹性绳可使藻类生长腔随着深度污水处理池内的污水流动而产生不规则晃动，滑动组件运动时增大了藻类生长腔的晃动幅度，提高藻类吸附重金属离子的效果。

优选的，滑动组件包括固定于深度污水处理池侧壁内部的电机，电机的输出端连接有齿轮，齿轮的齿口啮合有齿条，齿条的外侧中部安装有滑块，滑块中部旋拧有吊环，吊环上缠绕有弹性绳，齿条的上下两端固接有限位块的一侧，限位块的另一侧连接伸缩板，伸缩板的固定端连接深度污水处理池的上下端面。滑动组件由控制面板控制（控制面板安装于深度处理池的外壁，图中未标出），控制面板控制电机定时启动，电机启动时可带动输出端的齿轮在齿条的有效行程内正反转动，齿条随着齿轮的转动上下滑动，连接于齿轮另一侧的滑块带动缠绕于吊环表面的弹性绳上下晃动，连接在弹性绳上的藻类生长腔也会大幅晃动，增加了藻类与重金属污水接触面积，提高了吸附效果且极大缩短了重金属污水处理时间，同时处理污水过程中所产生的能耗低，适用于各种工业废水的处理。

优选的，藻类生长腔内部中空，外层由藻礁砖环布而成，藻类生长腔内部横向连接有弧形板，弧形板下方连接有若干培养绳，培养绳表面交错设有挂钩。藻类生长腔还可对藻类进行培养并繁殖，不同的藻类可选择不同的养殖方式，弧形板下方的培养绳及挂钩可扩展藻类的生长空间，避免藻类堆积，使藻类进一步繁殖。

优选的，深度污水处理池底面对称设置有喷水组件，对称的喷水组件之间通过管道连接第二吸水泵，喷水组件包括进水主管，进水主管的表面环布有下出水支管与上出水支管，下出水支管与上出水支管端部固连下喷水鸭嘴与上喷水鸭嘴，下出水支管、上出水支管与进水主管的轴线呈40°-45°夹角。该喷水组件可在重金属污水处理时起到辅助作用，第二吸水泵将深度污水处理池内的水吸入并通过管道送至进水主管中，再由上下喷水鸭嘴喷出，上下喷水鸭嘴环形布置且与进水主管的轴线呈一定的夹角，该设置会对污水有扰动作用，使污水在处理池内不停的循环流动，避免重金属离子在水中沉底，再配合晃动的藻类生长腔，能有效的促进藻类对重金属离子的吸附，提高了重金属污水处理效率。

重金属污水处理方法，其特征在于：的处理方法包括下步骤：

步骤一：将需要处理的重金属污水通过连接管灌入初步污水处理室，初步污水处理室内部的滤板将截留大颗粒的重金属；

步骤二：初步处理后的污水通过进污口进入二次污水处理室，二次污水处理室内的第二污水处理组件可对污水中的金属离子进行吸附；

步骤三：二次处理后的污水通过第一吸水泵吸入深度污水处理池，通过藻类生长腔内的养殖的藻类对重金属污水进行深度吸附。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过三道工序对重金属污水进行处理，整个处理过程所使用的耗能低，污水处理速度快，初步污水处理室内设置的三块滤板能初步对含有重金属的污水进行分离，分离后的污水通过会经过第二污水处理组件进行进一步过滤，第二污水处理组件中的氧化石墨与沙层可对大部分重金属进行吸附，深度污水处理池可进一步提高重金属污水处理的效果，使处理后的水能够循环利用。

附图标记说明：1初步污水处理室；2连接管；3电磁阀；4第一污水处理组件；41挡块；42胶圈；43第一滤板；44第二滤板；45第三滤板；5进污口；6二次污水处理室；7第二污水处理组件；71海绵块；72沙层；73氧化石墨；74沙袋；8撑角；9排水管；10第一吸水泵；11观察窗；12深度污水处理池；13滑动组件；131齿轮；132伸缩板；133齿条；134吊环；135滑块；136限位块；137电机；14挂绳；15负重绳；16藻类生长腔；161藻礁砖；162培养绳；163挂钩；164弧形板；17喷水组件；171上喷水鸭嘴；172上出水支管；173进水主管；174下喷水鸭嘴；175下出水支管18第二吸水泵；19弹性绳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明重金属污水处理设备的结构视图；

图2是本发明滑动组件的结构视图；

图3是本发明藻类生长腔的内部结构示意图；

图4是本发明喷水组件的主视图；

图5是本发明喷水组件的俯视图；

图6为本发明的实验数据图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

参见图1-6所示，重金属污水处理设备，包括初步污水处理室1、二次污水处理室6、深度污水处理池12，初步污水处理室1下方连接二次污水处理室6，二次污水处理室6通过排水管9连接深度污水处理池12，初步污水处理室1内部设有第一污水处理组件4，第一污水处理组件4包括第一滤板43、第二滤板44、第三滤板45，第一滤板43、第二滤板44、第三滤板45下表面的边缘处设有挡块41，且滤板与初步污水处理室1的接触部位设有胶圈42，第一滤板43与第三滤板45与水平面呈15°-20°夹角。本发明的重金属污水处理装置可通过多道工序对重金属进行分离、吸附，其结构简单、处理时间短，且处理时耗能低，处理后的水可再次回收利用，初步污水处理室内设有三层滤板，当含有重金属的污水流入时可将多数重金属隔于滤板上方，达到初步过滤的目的，滤板外围的胶圈与下方的挡板起到密封、支撑的作用，第一滤板与第三滤板在上述倾斜角度范围内，可延长污水流径的时间与面积，使污水沿着滤板的斜度缓慢流至下层滤板，以提高污水初步过滤的效果，同时还可在各层滤板上添加吸附剂来进一步提升初步去除污水中重金属的效果。

第一滤板43、第二滤板44、第三滤板45的孔径依次减小，且滤板孔径的取值范围为0.02mm-20um之间。第一滤板至第三滤板的孔径由大变小，可对污水进行初步过滤，由于滤网孔径逐渐变小，其进水量也需要进行控制，滤板也需定时清洗，保证重金属污水过滤效果。

初步污水处理室1顶部左侧设有连接管2，连接管2中部设有电磁阀3，初步污水处理室1与二次污水处理室6的连接部开设有进污口5，二次污水处理室6下方的排水管9中部安装有第一吸水泵10，二次污水处理室6底部连接有撑角8。连接管用于对外部污水管进行连接，连接管中部的电磁阀可有效的控制污水的进水量，进入的污水流量要与流速成正比，经过三层滤板的污水会通过初步污水处理室底部的进污口流入二次污水处理室进行二次过滤，二次过滤后的污水会又第一吸水泵通过排水管吸至深度污水处理池，第一污水处理组件与第二污水处理组件处理重金属污水时污水为直接流过式过滤，过滤后的污水还含有微量的重金属。

二次污水处理室6内设有第二污水处理组件7，第二污水处理组件7包括沙袋74，沙袋74内部填充有氧化石墨73与沙层72，氧化石墨73与沙层72之间填充有海绵块71。沙袋内设置的沙层由锰沙或者海沙和锰沙以一定比例相混合而成再结合氧化石墨能有效的对重金属污水进行初步吸附，且过滤速度快、水体渗透性强使水流过流量大。

深度污水处理池12顶部设有透明的观察窗11，深度污水处理池12内部设有若干个藻类生长腔16，竖向设置的藻类生长腔16之间通过挂绳14连接，横向设置的藻类生长腔16之间通过弹性绳18连接，深度污水处理池12侧壁对称设有滑动组件13，滑动组件13通过弹性绳18连接藻类生长腔16深度污水处理池内设有多个藻类生长腔，该藻类生长腔内部可养殖多种藻类，养殖的藻类可对水中的重金属离子进行进一步的吸收，藻类生长腔之间连接的弹性绳可使藻类生长腔随着深度污水处理池内的污水流动而产生不规则晃动，滑动组件运动时增大了藻类生长腔的晃动幅度，提高藻类吸附重金属离子的效果。

滑动组件13包括固定于深度污水处理池12侧壁内部的电机137，电机137的输出端连接有齿轮131，齿轮131的齿口啮合有齿条133，齿条133的外侧中部安装有滑块135，滑块135中部旋拧有吊环134，吊环134上缠绕有弹性绳19，齿条133的上下两端固接有限位块136的一侧，限位块136的另一侧连接伸缩板132，伸缩板132的固定端连接深度污水处理池12的上下端面。滑动组件由控制面板控制（控制面板安装于深度处理池的外壁，图中未标出），控制面板控制电机定时启动，电机启动时可带动输出端的齿轮在齿条的有效行程内正反转动，齿条随着齿轮的转动上下滑动，连接于齿轮另一侧的滑块带动缠绕于吊环表面的弹性绳上下晃动，连接在弹性绳上的藻类生长腔也会大幅晃动，增加了藻类与重金属污水接触面积，提高了吸附效果且极大缩短了重金属污水处理时间，同时处理污水过程中所产生的能耗低，适用于各种工业废水的处理。

藻类生长腔16内部中空，外层由藻礁砖161环布而成，藻类生长腔16内部横向连接有弧形板164，弧形板164下方连接有若干培养绳162，培养绳162表面交错设有挂钩163。藻类生长腔还可对藻类进行培养并繁殖，不同的藻类可选择不同的养殖方式，弧形板下方的培养绳及挂钩可扩展藻类的生长空间，避免藻类堆积，使藻类进一步繁殖。

深度污水处理池12底面对称设置有喷水组件17，对称的喷水组件17之间通过管道连接第二吸水泵18，喷水组件17包括进水主管173，进水主管173的表面环布有下出水支管175与上出水支管172，下出水支管175与上出水支管172端部固连下喷水鸭嘴174与上喷水鸭嘴171，下出水支管175、上出水支管172与进水主管173的轴线呈40°-45°夹角。该喷水组件可在重金属污水处理时起到辅助作用，第二吸水泵将深度污水处理池内的水吸入并通过管道送至进水主管中，再由上下喷水鸭嘴喷出，上下喷水鸭嘴环形布置且与进水主管的轴线呈一定的夹角，该设置会对污水有扰动作用，使污水在处理池内不停的循环流动，避免重金属离子在水中沉底，再配合晃动的藻类生长腔，能有效的促进藻类对重金属离子的吸附，提高了重金属污水处理效率。

重金属污水处理方法，其特征在于：的处理方法包括下步骤：

步骤一：将需要处理的重金属污水通过连接管2灌入初步污水处理室1，初步污水处理室1内部的滤板将截留大颗粒的重金属；

步骤二：初步处理后的污水通过进污口5进入二次污水处理室6，二次污水处理室6内的第二污水处理组件7可对污水中的金属离子进行吸附；

步骤三：二次处理后的污水通过第一吸水泵10吸入深度污水处理池12，通过藻类生长腔16内的养殖的藻类对重金属污水进行深度吸附。

实施例2：

本发明的重金属污水处理设备在实际运作过程中：将需要处理的重金属污水通过连接管2灌入初步污水处理室1，初步污水处理室1内设有三层滤板，且三层滤板设有倾斜角度，当含有重金属的污水流入时可将多数重金属隔于滤板上方，达到初步过滤的目的，初步过滤的重金属污水通过进污口5进入二次污水处理室6，二次污水处理室6内的沙层72与氧化石墨73能对流过的重金属进行吸附，且采用沙层72与氧化石墨73过滤速度快、水体渗透性强使水流过流量大，二次过滤的污水会通过第一吸水泵10抽入深度污水处理池12，深度污水处理池12侧壁内部的滑动组件13带动弹性绳19上的藻类生长腔16在污水中上下晃动，增加了藻类与重金属污水接触面积，提高藻类吸附重金属离子的效果且极大缩短了重金属污水处理时间，同时处理污水过程中所产生的能耗低，同时配合喷水组件17能对污水进行扰动，使污水在处理池内不停的循环流动，避免重金属离子在水中沉底，适用于各种工业污水的处理。

实施例3：

在本申请深度污水处理池内的藻类生长腔中养殖马尾藻、泡叶藻及杆裂丝藻，再深度污水处理池内加入含镉离子的污水，使污水中的ph值维持在3.0~5.0之间，并在四种状况下对藻类吸附率及吸附时间进行实验；

1．深度污水处理池内的滑动组件与喷水组件停止运行时藻类生长腔内的藻类对镉离子吸附率及吸附时间曲线图；

2. 深度污水处理池内的滑动组件停止运行，喷水组件运行时藻类生长腔内的藻类对镉离子吸附率及吸附时间曲线图；

3.深度污水处理池内的滑动组件运行，喷水组件停止运行时藻类生长腔内的藻类对镉离子吸附率及吸附时间曲线图；

4. 深度污水处理池内的滑动组件与喷水组件同时运行时藻类生长腔内的藻类对镉离子吸附率及吸附时间曲线图；

通过附图6所示，为本发明深度污水处理池内的滑动组件与喷水组件在各运作状态下藻类对污水中镉离子的吸附率及吸附时间曲线图，该组数据可以看出在滑动组件与喷水组件同时暂停运行时在相同的吸附时间下藻类对镉离子的吸附效率较低，在12分钟左右时吸附率明显放缓，单独运行喷水组件时藻类的吸附率有相应的提升，在16分钟后其吸附率也明显变慢，单独运行滑动组件藻类的吸附率在实验所提供的吸附时间内持续升高，同时运行滑动组件与喷水组件时在12分钟藻类的吸附率就达到最佳，12 -20分钟内其吸附率始终维持在最高值；由此可知同时运行本滑动组件与喷水组件对污水的处理时间短、吸附率高，能有效降低了污水中金属离子浓度。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.重金属污水处理设备，包括初步污水处理室（1）、二次污水处理室（6）、深度污水处理池（12），初步污水处理室（1）下方连接二次污水处理室（6），二次污水处理室（6）通过排水管（9）连接深度污水处理池（12），其特征在于：所述初步污水处理室（1）内部设有第一污水处理组件（4），所述第一污水处理组件（4）包括第一滤板（43）、第二滤板（44）、第三滤板（45），所述第一滤板（43）、第二滤板（44）、第三滤板（45）下表面的边缘处设有挡块（41），且滤板与初步污水处理室（1）的接触部位设有胶圈（42），所述第一滤板（43）与第三滤板（45）与水平面呈15°-20°夹角。

2.根据权利要求1所述的重金属污水处理设备，其特征在于：所述第一滤板（43）、第二滤板（44）、第三滤板（45）的孔径依次减小，且滤板孔径的取值范围为0.02mm-20um之间。

3.根据权利要求1所述的重金属污水处理设备，其特征在于：所述初步污水处理室（1）顶部左侧设有连接管（2），所述连接管（2）中部设有电磁阀（3），所述初步污水处理室（1）与二次污水处理室（6）的连接部开设有进污口（5），所述二次污水处理室（6）下方的排水管（9）中部安装有第一吸水泵（10），所述二次污水处理室（6）底部连接有撑角（8）。

4.根据权利要求1所述的重金属污水处理设备，其特征在于：所述二次污水处理室（6）内设有第二污水处理组件（7），所述第二污水处理组件（7）包括沙袋（74），所述沙袋（74）内部填充有氧化石墨（73）与沙层（72），所述氧化石墨（73）与沙层（72）之间填充有海绵块（71）。

5.据权利要求1所述的重金属污水处理设备，其特征在于：所述深度污水处理池（12）顶部设有透明的观察窗（11），所述深度污水处理池（12）内部设有若干个藻类生长腔（16），竖向设置所述的藻类生长腔（16）之间通过挂绳（14）连接，横向设置的所述的藻类生长腔（16）之间通过弹性绳（18）连接，所述深度污水处理池（12）侧壁对称设有滑动组件（13），所述滑动组件（13）通过弹性绳（18）连接藻类生长腔（16）。

6.据权利要求5所述的重金属污水处理设备，其特征在于：所述滑动组件（13）包括固定于深度污水处理池（12）侧壁内部的电机（137），所述电机（137）的输出端连接有齿轮（131），所述齿轮（131）的齿口啮合有齿条（133），所述齿条（133）的外侧中部安装有滑块（135），所述滑块（135）中部旋拧有吊环（134），所述吊环（134）上缠绕有弹性绳（19），所述齿条（133）的上下两端固接有限位块（136）的一侧，所述限位块（136）的另一侧连接伸缩板（132），所述伸缩板（132）的固定端连接深度污水处理池（12）的上下端面。

7.据权利要求5所述的重金属污水处理设备，其特征在于：所述藻类生长腔（16）内部中空，外层由藻礁砖（161）环布而成，所述藻类生长腔（16）内部横向连接有弧形板（164），所述弧形板（164）下方连接有若干培养绳（162），所述培养绳（162）表面交错设有挂钩（163）。

8.据权利要求1所述的重金属污水处理设备，其特征在于：所述深度污水处理池（12）底面对称设置有喷水组件（17），对称的所述喷水组件（17）之间通过管道连接第二吸水泵（18），所述喷水组件（17）包括进水主管（173），所述进水主管（173）的表面环布有下出水支管（175）与上出水支管（172），所述下出水支管（175）与上出水支管（172）端部固连下喷水鸭嘴（174）与上喷水鸭嘴（171），所述下出水支管（175）、上出水支管（172）与进水主管（173）的轴线呈40°-45°夹角。

9.重金属污水处理方法，其特征在于：所述的处理方法包括下步骤：

步骤一：将需要处理的重金属污水通过连接管（2）灌入初步污水处理室（1），初步污水处理室（1）内部的滤板将截留大颗粒的重金属；

步骤二：初步处理后的污水通过进污口（5）进入二次污水处理室（6），二次污水处理室（6）内的第二污水处理组件（7）可对污水中的金属离子进行吸附；

步骤三：二次处理后的污水通过第一吸水泵（10）吸入深度污水处理池（12），通过藻类生长腔（16）内的养殖的藻类对重金属污水进行深度吸附。

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