CN112225286B - 一种新型凝胶吸附设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型凝胶吸附设备，包括：污水蓄水槽、盐酸储料罐和吸附池，吸附池包括上盖、凝胶固定盘和底板，底板的底面中部安装有电机，电机的动力输出端与凝胶固定盘轴心连接，上盖置于凝胶固定盘的上方且上盖的顶面靠近边缘处开设有蓄水槽连接孔、储料罐连接孔、水洗连接孔、干燥连接孔和投料孔，污水蓄水槽的下端与蓄水槽连接孔连接且内部与吸附池内部相连通。本发明在污水处理设备使用凝胶对污水进行最后的吸附处理，代替了一般的反渗透膜，其优点在于生产方便，吸附效率高，同时又是一种新型环保材料，具有良好的社会效应。同时设计的一款新型凝胶吸附设备可以集吸附、解吸、干燥于一体，提高了凝胶在实际生产中的应用。

Description

一种新型凝胶吸附设备

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，更具体为一种新型凝胶吸附设备。

背景技术

污水处理：为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。

反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，是反渗透技术的核心构件。反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。

在重金属废水处理领域，由纤维素、藻酸盐、壳聚糖等材料制备的凝胶材料可以有效地去除废水中的铅、铜等重金属离子。以海藻酸钠和羧甲基纤维素凝胶为例，其在吸附方面具有良好性能，在废水处理中具有较高的应用价值。凝胶因其可再生、可生物降解、廉价、易获取等优点而受到研究者的关注，同时还具有吸附重金属离子的功能，设计其在污水处理中的工艺流程具有重要意义和前景。

目前，现有的污水处理工艺的最后步骤大多使用反渗透膜来对污水进行吸附处理，需要经常的对反渗透膜进行更换，造成了一定的浪费，设备不能长时间的连续使用，吸附的效率底下。为此，需要设计一个新的方案给予改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型凝胶吸附设备，解决了背景技术中所提出的问题，满足实际使用需求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型凝胶吸附设备，包括：污水蓄水槽、盐酸储料罐和吸附池，所述吸附池包括上盖、凝胶固定盘和底板，所述底板的底面中部安装有电机，所述电机的动力输出端与凝胶固定盘轴心连接，所述上盖置于凝胶固定盘的上方且上盖的顶面靠近边缘处开设有蓄水槽连接孔、储料罐连接孔、水洗连接孔、干燥连接孔和投料孔，所述污水蓄水槽的下端与蓄水槽连接孔连接且内部与吸附池内部相连通，所述盐酸储料罐安装在上盖的顶部且端部采用连接管道与储料罐连接孔相连通；

所述凝胶固定盘包括传动块、安装环、固定环和隔板，所述传动块呈柱形且中部开设连接轴孔，所述传动块的外壁上焊接有六个呈环形分布的连接板，所述连接板的末端均匀安装环的内壁焊接连接，所述固定环水平设置且套接在安装环外，固定环的内侧壁与安装环的外壁下端焊接连接，所述隔板共设置有30个且等距分布在安装环的外壁上且与固定环焊接连接，所述隔板的底部与固定环焊接连接，所述隔板、固定环和安装环之间围合形成有30个凝胶固定方格，所述凝胶固定方格的截面呈梯形结构，且凝胶固定方格内部填充有海藻酸钠/羧甲基纤维素凝胶，所述固定环(21)的表面均匀开设有若干个通孔；

所述蓄水槽连接孔、储料罐连接孔、水洗连接孔、干燥连接孔和投料孔均在凝胶固定方格的旋转路径上。

作为本发明的一种优选实施方式，所述底板置于凝胶固定盘的下方且表面开设有与蓄水槽连接孔、储料罐连接孔、水洗连接孔和干燥连接孔相对应的固定孔，与所述蓄水槽连接孔相对应的固定孔处焊接连接有下水管，所述下水管的表面安装有下水阀。

作为本发明的一种优选实施方式，所述下水管的侧壁上采用导管连接有水泵，所述水泵的另一端口采用导管连接至污水蓄水槽的侧壁上端，所述污水蓄水槽的上端还安装有污水进水口。

作为本发明的一种优选实施方式，与所述储料罐连接孔和水洗连接孔相对应的固定孔处均焊接有连接管，与所述储料罐连接孔对应的连接管上安装有阀门一，且连接管上采用导管连接有耐酸泵一，所述耐酸泵一的另一端口采用导管连接到盐酸储料罐与上盖之间的连接管道上，所述连接管道中段安装有阀门三。

作为本发明的一种优选实施方式，与所述水洗连接孔对应的连接管上安装有阀门二，且连接管上采用导管连接有耐酸泵二，所述水洗连接孔上焊接有注水管，所述耐酸泵二的另一端口采用导管与注水管的末端连接。

作为本发明的一种优选实施方式，与所述干燥连接孔相对应的固定孔下端安装有热风机，所述干燥连接孔上竖直固定有出气管。

作为本发明的一种优选实施方式，所述吸附池内部且位于污水蓄水槽的下方形成有凝胶吸附空间。

作为本发明的一种优选实施方式，所述吸附池内部且位于连接管道的下方形成有凝胶解吸空间。

作为本发明的一种优选实施方式，所述吸附池内部且位于注水管的下方形成有凝胶水洗空间。

作为本发明的一种优选实施方式，所述吸附池内部且位于出气管与热风机之间形成有凝胶干燥空间。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明，在污水处理设备使用凝胶对污水进行最后的吸附处理，代替了一般的反渗透膜，其优点在于生产方便，吸附效率高，同时又是一种新型环保材料，具有良好的社会效应。同时设计的一款新型凝胶吸附设备可以集吸附、解吸、干燥于一体，提高了凝胶在实际生产中的应用。

(2)本发明，将吸附池设置成圆盘状，且内部安装凝胶固定盘，凝胶固定盘上形成30个凝胶固定方格，每个凝胶固定方格内填充的凝胶为污水处理一天的用量，30个凝胶固定方格可用一个月的吸附计量，在凝胶吸附后进行解吸、水洗、干燥处理以达到重复利用的目的，经过12次的解吸后可以使用一年不用换料，大大降低了凝胶的浪费和更换填料所带来的麻烦，提高了凝胶在实际生产中的应用。

附图说明

图1为本发明所述新型凝胶吸附设备的结构图；

图2为本发明所述吸附池的爆炸图；

图3为本发明所述凝胶固定盘的结构图；

图4为本发明所述新型凝胶吸附设备的截面图一；

图5为本发明所述新型凝胶吸附设备的截面图二；

图6为本发明所述新型凝胶吸附设备的截面图三；

图7为本发明所述新型凝胶吸附设备的截面图四。

图中:1、污水进水口；2、污水蓄水槽；3、水泵；4、下水阀；5、盐酸储料罐；6、吸附池；7、电机；8、热风机；9、上盖；10、蓄水槽连接孔；11、储料罐连接孔；12、水洗连接孔；13、干燥连接孔；14、投料孔；15、凝胶固定盘；16、底板；17、下水管；18、安装环；19、传动块；20、隔板；21、固定环；22、凝胶固定方格；23、通孔；24、耐酸泵一；25、阀门一；26、阀门二；27、耐酸泵二；28、出气管；29、注水管。

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做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。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种新型凝胶吸附设备，包括：污水蓄水槽2、盐酸储料罐5和吸附池6，吸附池6包括上盖9、凝胶固定盘15和底板16，底板16的底面中部安装有电机7，电机7的动力输出端与凝胶固定盘15轴心连接，上盖9置于凝胶固定盘15的上方且上盖9的顶面靠近边缘处开设有蓄水槽连接孔10、储料罐连接孔11、水洗连接孔12、干燥连接孔13和投料孔14，污水蓄水槽2的下端与蓄水槽连接孔10连接且内部与吸附池6内部相连通，盐酸储料罐5安装在上盖9的顶部且端部采用连接管道与储料罐连接孔11相连通，集吸附、解吸、干燥于一体，提高了凝胶在实际生产中的应用；凝胶固定盘15包括传动块19、安装环18、固定环21和隔板20，传动块19呈柱形且中部开设连接轴孔，传动块19的外壁上焊接有六个呈环形分布的连接板，连接板的末端均匀安装环18的内壁焊接连接，固定环21水平设置且套接在安装环18外，固定环21的内侧壁与安装环18的外壁下端焊接连接，隔板20共设置有30个且等距分布在安装环18的外壁上且与固定环21焊接连接，隔板20的底部与固定环21焊接连接，隔板20、固定环21和安装环18之间围合形成有30个凝胶固定方格22，凝胶固定方格22的截面呈梯形结构，且凝胶固定方格22内部填充有海藻酸钠/羧甲基纤维素凝胶，经过冷冻干燥形成的海藻酸钠/羧甲基纤维素凝胶，呈现出质地较密的海绵状。通过测量得到海藻酸钠/羧甲基纤维素气凝胶样品的直径和高分别为8.5cm和1.1cm,质量为2.71g，计算出其密度为0.041g/cm3，一天用量250g约等于6100cm3，考虑圆形设备的特殊性，故将凝胶固定方格22设置为梯形，面积为(0.19+0.25)*0.3*0.5m2高0.15m，有效容积约为10000cm3。可以满足每日所需容积，固定环(21)的表面均匀开设有若干个通孔23，用于滤水、滤酸、防止凝胶流失；蓄水槽连接孔10、储料罐连接孔11、水洗连接孔12、干燥连接孔13和投料孔14均在凝胶固定方格22的旋转路径上，硅胶在吸附使用后，通过电机7转动带动硅胶固定盘转动，依次经过解吸、水洗、干燥工序来对其进行净化，以方便下次使用，硅胶固定盘内硅胶使用时长为12个月。

进一步改进地，底板16置于凝胶固定盘15的下方且表面开设有与蓄水槽连接孔10、储料罐连接孔11、水洗连接孔12和干燥连接孔13相对应的固定孔，与蓄水槽连接孔10相对应的固定孔处焊接连接有下水管17，下水管17的表面安装有下水阀4，对下水进行控制。

进一步改进地，下水管17的侧壁上采用导管连接有水泵3，水泵3的另一端口采用导管连接至污水蓄水槽2的侧壁上端，污水蓄水槽2的上端还安装有污水进水口1，在对污水进行吸附的时候，水泵3开启进行循环，以达到更好、更快的吸附效果。

进一步改进地，与储料罐连接孔11和水洗连接孔12相对应的固定孔处均焊接有连接管，与储料罐连接孔11对应的连接管上安装有阀门一25，且连接管上采用导管连接有耐酸泵一24，耐酸泵一24的另一端口采用导管连接到盐酸储料罐5与上盖9之间的连接管道上，连接管道中段安装有阀门三，耐酸泵一24带动盐酸循环，以达到更好的解吸效果。

进一步改进地，与水洗连接孔12对应的连接管上安装有阀门二26，且连接管上采用导管连接有耐酸泵二27，水洗连接孔12上焊接有注水管29，耐酸泵二27的另一端口采用导管与注水管29的末端连接，耐酸泵二27带动水循环，以达到更好的水洗效果。

进一步改进地，与干燥连接孔13相对应的固定孔下端安装有热风机8，干燥连接孔13上竖直固定有出气管28，对水洗后的凝胶快速的干燥。

进一步改进地，吸附池6内部且位于污水蓄水槽2的下方形成有凝胶吸附空间，将凝胶转动至凝胶吸附空间内对污水进行吸附处理。

进一步改进地，吸附池6内部且位于连接管道的下方形成有凝胶解吸空间，将吸附后的凝胶转动至凝胶解吸空间内对凝胶进行解吸处理。

进一步改进地，吸附池6内部且位于注水管29的下方形成有凝胶水洗空间，将解吸后的凝胶转动至凝胶水洗空间内对凝胶进行水洗处理。

具体地，吸附池6内部且位于出气管28与热风机8之间形成有凝胶干燥空间，将水洗后的凝胶转动至凝胶干燥空间内对凝胶进行干燥处理。

本发明使用步骤：

1、吸附

关闭下水阀4，将污水从污水进水口1进入污水蓄水槽2内，污水蓄水槽2内的污水通过蓄水槽连接孔10后流入蓄水槽连接孔10下方的凝胶固定方格22(凝胶吸附空间)内，凝胶固定方格22内的凝胶对污水进行吸附，当凝胶固定方格22(凝胶吸附空间)内的水位到达一定深度后开启水泵3，水泵3将凝胶固定方格22(凝胶吸附空间)内的水抽回至污水蓄水槽2内，此时污水蓄水槽2内的水进入循环状态，即水槽内的水先流入凝胶固定方格22(凝胶吸附空间)，再通过水泵3抽回水槽内，以达到充分反应的目的，在经过8个小时的吸附反应后关闭水泵3，并打开阀门，将已经处理完成的污水排出，待污水排放完成后启动电机7，电机7带动凝胶固定盘15转动，将吸附完成的凝胶固定方格22(凝胶吸附空间)转动至储料连接孔(凝胶解吸空间)下方。

2、解吸

首先关闭阀门一25，然后打开阀门三，将盐酸储料罐5中的盐酸流入到凝胶固定方格22(凝胶解吸空间)内，并与方格中的凝胶进行反应，凝胶固定方格22(凝胶解吸空间)内装满盐酸时启动耐酸泵一24并关闭阀门三，通过耐酸泵一24来将盐酸不断的循环送回凝胶固定方格22(凝胶解吸空间)内，以达到充分反应的目的。在经过4个小时的解吸后关闭耐酸泵一24并开启阀门一25，将解吸后的含有高浓度重金属离子的废水流入废水收集池中，启动电机7，将解吸完成的凝胶固定方格22(凝胶解吸空间)转动至水洗连接孔12(凝胶水洗空间)下方。

3、水洗

首先关闭阀门二26，将自来水通过注水管29注入到凝胶固定方格22(凝胶水洗空间)内，并开启耐酸泵二27，进行水洗循环，以达到充分水洗的目的，待水洗完成后开启阀门二26，将废水排出至废水收集池中，启动电机7，将解吸完成的凝胶固定方格22(凝胶解吸空间)转动至水洗连接孔12(凝胶干燥空间)下方。

4、干燥

开启热风机8，热风机8输出热风并吹送至凝胶固定方格22(凝胶干燥空间)内，对水洗后的凝胶进行干燥，干燥风通过通风管排出，达到干燥时间后关闭热风机8。

被固定的凝胶经过吸附后再被旋转送去解吸、水洗、干燥。经过干燥的凝胶再通过旋转进行吸附等一系列操作，以达到自动化的操作。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型凝胶吸附设备，包括：污水蓄水槽(2)、盐酸储料罐(5)和吸附池(6)，其特征在于：所述吸附池(6)包括上盖(9)、凝胶固定盘(15)和底板(16)，所述底板(16)的底面中部安装有电机(7)，所述电机(7)的动力输出端与凝胶固定盘(15)轴心连接，所述上盖(9)置于凝胶固定盘(15)的上方且上盖(9)的顶面靠近边缘处开设有蓄水槽连接孔(10)、储料罐连接孔(11)、水洗连接孔(12)、干燥连接孔(13)和投料孔(14)，所述污水蓄水槽(2)的下端与蓄水槽连接孔(10)连接且内部与吸附池(6)内部相连通，所述盐酸储料罐(5)安装在上盖(9)的顶部且端部采用连接管道与储料罐连接孔(11)相连通；

所述凝胶固定盘(15)包括传动块(19)、安装环(18)、固定环(21)和隔板(20)，所述传动块(19)呈柱形且中部开设连接轴孔，所述传动块(19)的外壁上焊接有六个呈环形分布的连接板，所述连接板的末端均匀安装环(18)的内壁焊接连接，所述固定环(21)水平设置且套接在安装环(18)外，固定环(21)的内侧壁与安装环(18)的外壁下端焊接连接，所述隔板(20)共设置有30个且等距分布在安装环(18)的外壁上且与固定环(21)焊接连接，所述隔板(20)的底部与固定环(21)焊接连接，所述隔板(20)、固定环(21)和安装环(18)之间围合形成有30个凝胶固定方格(22)，所述凝胶固定方格(22)的截面呈梯形结构，且凝胶固定方格(22)内部填充有海藻酸钠/羧甲基纤维素凝胶，所述固定环(21)的表面均匀开设有若干个通孔(23)；

所述蓄水槽连接孔(10)、储料罐连接孔(11)、水洗连接孔(12)、干燥连接孔(13)和投料孔(14)均在凝胶固定方格(22)的旋转路径上。

2.根据权利要求1所述的一种新型凝胶吸附设备，其特征在于：所述底板(16)置于凝胶固定盘(15)的下方且表面开设有与蓄水槽连接孔(10)、储料罐连接孔(11)、水洗连接孔(12)和干燥连接孔(13)相对应的固定孔，与所述蓄水槽连接孔(10)相对应的固定孔处焊接连接有下水管(17)，所述下水管(17)的表面安装有下水阀(4)。

3.根据权利要求2所述的一种新型凝胶吸附设备，其特征在于：所述下水管(17)的侧壁上采用导管连接有水泵(3)，所述水泵(3)的另一端口采用导管连接至污水蓄水槽(2)的侧壁上端，所述污水蓄水槽(2)的上端还安装有污水进水口(1)。

4.根据权利要求2所述的一种新型凝胶吸附设备，其特征在于：与所述储料罐连接孔(11)和水洗连接孔(12)相对应的固定孔处均焊接有连接管，与所述储料罐连接孔(11)对应的连接管上安装有阀门一(25)，且连接管上采用导管连接有耐酸泵一(24)，所述耐酸泵一(24)的另一端口采用导管连接到盐酸储料罐(5)与上盖(9)之间的连接管道上，所述连接管道中段安装有阀门三。

5.根据权利要求4所述的一种新型凝胶吸附设备，其特征在于：与所述水洗连接孔(12)对应的连接管上安装有阀门二(26)，且连接管上采用导管连接有耐酸泵二(27)，所述水洗连接孔(12)上焊接有注水管(29)，所述耐酸泵二(27)的另一端口采用导管与注水管(29)的末端连接。

6.根据权利要求2所述的一种新型凝胶吸附设备，其特征在于：与所述干燥连接孔(13)相对应的固定孔下端安装有热风机(8)，所述干燥连接孔(13)上竖直固定有出气管(28)。

7.根据权利要求1所述的一种新型凝胶吸附设备，其特征在于：所述吸附池(6)内部且位于污水蓄水槽(2)的下方形成有凝胶吸附空间。

8.根据权利要求1所述的一种新型凝胶吸附设备，其特征在于：所述吸附池(6)内部且位于连接管道的下方形成有凝胶解吸空间。

9.根据权利要求5所述的一种新型凝胶吸附设备，其特征在于：所述吸附池(6)内部且位于注水管(29)的下方形成有凝胶水洗空间。

10.根据权利要求6所述的一种新型凝胶吸附设备，其特征在于：所述吸附池(6)内部且位于出气管(28)与热风机(8)之间形成有凝胶干燥空间。