CN112774304B - 一种无机重金属离子吸附材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及吸附材料制备领域，特别是涉及一种无机重金属离子吸附材料及其制备方法，所述的无机重金属离子吸附材料包括以下重量组分的原料：第一次发酵液滤渣10份，醋酸杆菌菌悬液1份，葡萄酒5份；所述的第一次发酵材料包括以下重量组分的原料：无机沸石载体11份，面包屑2份，葡萄糖10份，粗糙脉孢菌菌悬液1份，水20份；一种无机重金属离子吸附材料制备方法，包括以下步骤：步骤一、将原料混合后进行第一次发酵；步骤二、将步骤一所得物进行过滤，取滤渣与其他原料混合进行二次发酵；步骤三、将步骤二所得物过滤，取滤渣用水冲洗后，自然晾干得无机重金属离子吸附材料；上述方法还涉及一种无机重金属离子吸附材料制备装置。

Description

一种无机重金属离子吸附材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及吸附材料制备领域，特别是涉及一种无机重金属离子吸附材料及其制备方法。
背景技术
水是人类生产和生活不可缺少的环境资源要素，重金属污水处理关系到人们的生活质量和生活环境。目前，已有很多方法来处理回收重金属离子，如反渗透法、离子交换法、膜过滤法以及吸附法等，其中吸附法因其成本低、效果好、可操作性强而被广泛应用，是工业废水处理应用中一种极其重要的物理化学方法。而该技术的关键是吸附材料。常用制备吸附剂的材料有很多种类，大致可分成两类：无机矿物材料和生物质材料。无机矿物材料有粘土、沸石、粉煤灰、磷灰石、海泡石、陶粒等，生物质材料包括植物类、动物类和微生物类三类，如活性炭、壳聚糖等。但是无机矿物材料作为吸附剂大多是利用其物理吸附性能，吸附容量低，吸附的重金属离子不牢固，容易产生解吸，导致吸附率低的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种无机重金属离子吸附材料及其制备方法，其有益效果为：该一种无机重金属离子吸附材料及其制备方法中涉及的一种无机重金属离子吸附材料制备装置，制备效率高，便于使用。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种无机重金属离子吸附材料制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将原料混合后进行第一次发酵；
步骤二、将步骤一所得物进行过滤，取滤渣与其他原料混合进行二次发酵；
步骤三、将步骤二所得物过滤，取滤渣用水冲洗后，自然晾干得无机重金属离子吸附材料；
上述一种无机重金属离子吸附材料制备方法中还涉及一种无机重金属离子吸附材料制备装置；
所述的一种无机重金属离子吸附材料制备装置包括支撑架、转动外箱、过滤机构、搅拌机构、箱体封堵机构、加料架、送料机构和加料封堵机构，所述的转动外箱连接在支撑架上，所述的过滤机构连接在转动外箱内且与支撑架固定连接，所述的搅拌机构连接在过滤机构内且与支撑架固定连接，所述的箱体封堵机构连接在转动外箱的外端，所述的加料架固定连接在支撑架的侧端且与过滤机构转动连接，所述的送料机构转动连接在加料架内且与搅拌机构固定连接，所述的加料封堵机构连接在加料架上。
所述的支撑架包括支撑侧板、固定板、连接板、排放座和排放孔，支撑侧板设有两个，连接板的两端分别固定连接在两个支撑侧板的后端，固定板固定连接在其中给一个支撑侧板上，排放座固定连接在两个支撑侧板之间，排放座上设有排放孔。
所述的转动外箱包括转动圆管、排放管、弧形杆、半齿环和转动调节轴，转动圆管的上端固定连接有排放管，弧形杆固定连接在排放管上，转动圆管的中部固定连接有半齿环，半齿环和转动调节轴传动连接，转动调节轴的两端转动连接在两个支撑侧板上且其中一端设有驱动电机，转动圆管的两端分别转动连接在两个支撑侧板上，排放管的外端与排放座内端配合转动连接。
所述的过滤机构包括半圆滤板、侧圆板、转动套、蜗杆和电机，半圆滤板上设有滤孔，半圆滤板的两端均固定连接有侧圆板，两个侧圆板的外端均设有转动套，其中一个转动套与蜗杆啮合传动连接，蜗杆固定连接在电机的输出轴上，电机固定连接在固定板上，半圆滤板和两个侧圆板均转动连接在转动圆管内。
所述的搅拌机构包括搅拌电机、搅拌轴、搅拌连接板、搅拌板和连接环，搅拌连接板与连接环之间固定连接有多个搅拌板，多个搅拌板转动连接在半圆滤板内，搅拌轴固定连接在搅拌连接板的外端且转动连接在其中一个转动套内，搅拌电机固定连接在连接板上，搅拌电机与搅拌轴传动连接。
所述的箱体封堵机构包括封堵弧板和滑板，封堵弧板滑动连接在排放管内，滑板固定连接在封堵弧板上且滑动连接在弧形杆上，滑板与弧形杆的外端之间设有弹簧，滑板顶紧排放管。
所述的加料架包括加料横管、侧堵板、加料竖管、开口管和连接固定板，加料横管的一端转动连接在另一个转动套内，侧堵板固定连接在加料横管的另一端，加料竖管的下端固定连接在加料横管上，加料竖管的上端设有开口管，连接固定板固定连接在加料竖管上且与支撑侧板固定连接。
所述的送料机构包括输送轴和螺旋板，输送轴上固定连接有螺旋板，输送轴的两端分别转动连接在侧堵板和搅拌连接板上，螺旋板转动连接在加料横管内。
所述的加料封堵机构包括加料封堵板和伸缩杆，加料封堵板滑动连接在加料竖管内，伸缩杆的一端与加料封堵板固定连接，伸缩杆的另一端与支撑侧板固定连接。
所述的一种无机重金属离子吸附材料制备方法进行制备的无机重金属离子吸附材料，所述的无机重金属离子吸附材料包括以下重量组分的原料：第一次发酵液滤渣10份，醋酸杆菌菌悬液1份，葡萄酒5份；所述第一次发酵液滤渣由第一次发酵材料发酵后过滤得到，所述的第一次发酵材料包括以下重量组分的原料：无机沸石载体11份，面包屑2份，葡萄糖10份，粗糙脉孢菌菌悬液1份，水20份。
本发明的有益效果：本发明提供一种无机重金属离子吸附材料及其制备方法，该一种无机重金属离子吸附材料及其制备方法中涉及的一种无机重金属离子吸附材料制备装置，能够无需转移的对无机重金属离子吸附材料原料进行二次发酵，制备效率高，便于使用。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的整体剖视示意图；
图3是本发明的支撑架结构示意图；
图4是本发明的混合箱结构示意图；
图5是本发明的搅拌机构结构示意图；
图6是本发明的搅拌机构剖视示意图；
图7是本发明的角度调节机构结构示意图；
图8是本发明的搅拌动力机构结构示意图；
图9是本发明的吸喷机构结构示意图；
图10是本发明的排出机构结构示意图。
图中：支撑架1；支撑侧板1-1；固定板1-2；连接板1-3；排放座1-4；排放孔1-5；转动外箱2；转动圆管2-1；排放管2-2；弧形杆2-3；半齿环2-4；转动调节轴2-5；过滤机构3；半圆滤板3-1；侧圆板3-2；转动套3-3；蜗杆3-4；电机3-5；搅拌机构4；搅拌电机4-1；搅拌轴4-2；搅拌连接板4-3；搅拌板4-4；连接环4-5；箱体封堵机构5；封堵弧板5-1；滑板5-2；加料架6；加料横管6-1；侧堵板6-2；加料竖管6-3；开口管6-4；连接固定板6-5；送料机构7；输送轴7-1；螺旋板7-2；加料封堵机构8；加料封堵板8-1；伸缩杆8-2。
具体实施方式
下面结合附图1-10对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式一：
如图1-10所示，一种无机重金属离子吸附材料制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将原料混合后进行第一次发酵；
步骤二、将步骤一所得物进行过滤，取滤渣与其他原料混合进行二次发酵；
步骤三、将步骤二所得物过滤，取滤渣用水冲洗后，自然晾干得无机重金属离子吸附材料；
上述一种无机重金属离子吸附材料制备方法中还涉及一种无机重金属离子吸附材料制备装置；
所述的一种无机重金属离子吸附材料制备装置包括支撑架1、转动外箱2、过滤机构3、搅拌机构4、箱体封堵机构5、加料架6、送料机构7和加料封堵机构8，所述的转动外箱2连接在支撑架1上，所述的过滤机构3连接在转动外箱2内且与支撑架1固定连接，所述的搅拌机构4连接在过滤机构3内且与支撑架1固定连接，所述的箱体封堵机构5连接在转动外箱2的外端，所述的加料架6固定连接在支撑架1的侧端且与过滤机构3转动连接，所述的送料机构7转动连接在加料架6内且与搅拌机构4固定连接，所述的加料封堵机构8连接在加料架6上。
在使用时，将无机沸石载体、面包屑、葡萄糖、粗糙脉孢菌菌悬液和水按照比例加入加料架6，并通过送料机构7送入过滤机构3内，通过搅拌机构4进行搅拌，将原料搅拌均匀，通过加料封堵机构8将加料架6进行封堵，对原料进行发酵，同时，通过发酵完成后，通过转动外箱2在支撑架1上转动，直至箱体封堵机构5受支撑架1格挡与支撑架1发生滑动，从而使转动外箱2打开，从而通过过滤机构3的格挡，使液体由转动外箱2流出，滤渣留在过滤机构3内，过滤完成后，将转动外箱2回转，再按照比例将醋酸杆菌菌悬液和葡萄酒通过送料机构7送入过滤机构3内，通过搅拌机构4进行搅拌，将原料搅拌均匀，进行二次发酵，发酵完成后先将转动外箱2转动将发酵液排出，再转动过滤机构3，将滤渣排出集中收集，用水冲洗后，自然晾干得无机重金属离子吸附材料。
具体实施方式二：
如图1-10所示，所述的支撑架1包括支撑侧板1-1、固定板1-2、连接板1-3、排放座1-4和排放孔1-5，支撑侧板1-1设有两个，连接板1-3的两端分别固定连接在两个支撑侧板1-1的后端，固定板1-2固定连接在其中给一个支撑侧板1-1上，排放座1-4固定连接在两个支撑侧板1-1之间，排放座1-4上设有排放孔1-5。
具体实施方式三：
如图1-10所示，所述的转动外箱2包括转动圆管2-1、排放管2-2、弧形杆2-3、半齿环2-4和转动调节轴2-5，转动圆管2-1的上端固定连接有排放管2-2，弧形杆2-3固定连接在排放管2-2上，转动圆管2-1的中部固定连接有半齿环2-4，半齿环2-4和转动调节轴2-5传动连接，转动调节轴2-5的两端转动连接在两个支撑侧板1-1上且其中一端设有驱动电机，转动圆管2-1的两端分别转动连接在两个支撑侧板1-1上，排放管2-2的外端与排放座1-4内端配合转动连接。
具体实施方式四：
如图1-10所示，所述的过滤机构3包括半圆滤板3-1、侧圆板3-2、转动套3-3、蜗杆3-4和电机3-5，半圆滤板3-1上设有滤孔，半圆滤板3-1的两端均固定连接有侧圆板3-2，两个侧圆板3-2的外端均设有转动套3-3，其中一个转动套3-3与蜗杆3-4啮合传动连接，蜗杆3-4固定连接在电机3-5的输出轴上，电机3-5固定连接在固定板1-2上，半圆滤板3-1和两个侧圆板3-2均转动连接在转动圆管2-1内。
转动圆管2-1与两个侧圆板3-2组成发酵腔，并通过箱体封堵机构5对排放管2-2进行封堵，通过搅拌机构4和加料架6对两个转动套3-3进行封堵，在第一次发酵完成后，启动驱动电机带动转动调节轴2-5转动，转动调节轴2-5传动半齿环2-4使转动圆管2-1在两个支撑侧板1-1上转动，直至排放管2-2转动至下端，此时箱体封堵机构5受排放座1-4格挡，停止随排放管2-2转动，排放管2-2和排放孔1-5连通，发酵液由半圆滤板3-1上的滤孔穿过，经排放管2-2和排放孔1-5流出，达到过滤的目的，此过程中搅拌机构4持续搅拌，提高过滤效果，在二次发酵完成后，重复上述步骤完成过滤后，启动电机3-5带动蜗杆3-4转动，对转动套3-3进行传动，使半圆滤板3-1在转动圆管2-1内转动至位于下端排放管2-2露出，从而使二次发酵得到的滤渣经排放管2-2和排放孔1-5排出，排出时搅拌机构4持续搅拌，可以避免滤渣滞留在半圆滤板3-1上，提高滤渣排出效率，便于集中收集，用水冲洗后，自然晾干得无机重金属离子吸附材料，从而达到无需转移的对无机重金属离子吸附材料原料进行二次发酵，制备效率高，便于使用的目的。
具体实施方式五：
如图1-10所示，所述的搅拌机构4包括搅拌电机4-1、搅拌轴4-2、搅拌连接板4-3、搅拌板4-4和连接环4-5，搅拌连接板4-3与连接环4-5之间固定连接有多个搅拌板4-4，多个搅拌板4-4转动连接在半圆滤板3-1内，搅拌轴4-2固定连接在搅拌连接板4-3的外端且转动连接在其中一个转动套3-3内，搅拌电机4-1固定连接在连接板1-3上，搅拌电机4-1与搅拌轴4-2传动连接。
搅拌电机4-1传动搅拌轴4-2通过搅拌连接板4-3带动搅拌板4-4在半圆滤板3-1内转动，便于原料的混合以及发酵液的过滤，同时便于滤渣的排出，连接环4-5的设置用于对搅拌板4-4的固定，同时便于原料由加料架6加入半圆滤板3-1内。
具体实施方式六：
如图1-10所示，所述的箱体封堵机构5包括封堵弧板5-1和滑板5-2，封堵弧板5-1滑动连接在排放管2-2内，滑板5-2固定连接在封堵弧板5-1上且滑动连接在弧形杆2-3上，滑板5-2与弧形杆2-3的外端之间设有弹簧，滑板5-2顶紧排放管2-2。
封堵弧板5-1用于封堵排放管2-2，在排放管2-2随转动圆管2-1转动至下方时，排放管2-2的外端与排放座1-4内端先发生配合转动，在排放管2-2的外端与排放座1-4内端完全接触后，滑板5-2受排放座1-4格挡停止转动，从而使封堵弧板5-1与排放管2-2发生相对移动，使排放管2-2逐渐打开与转动圆管2-1连通，直至排放管2-2与排放孔1-5相匹配，此时排放管2-2与转动圆管2-1完全连通，从而使发酵液由半圆滤板3-1上的滤孔穿过，经排放管2-2和排放孔1-5流出，或滤渣由排放管2-2和排放孔1-5排出，在转动圆管2-1回转时，受滑板5-2与弧形杆2-3的外端之间设有弹簧的弹力作用，封堵弧板5-1回滑入排放管2-2内，继续对排放管2-2进行封堵。
具体实施方式七：
如图1-10所示，所述的加料架6包括加料横管6-1、侧堵板6-2、加料竖管6-3、开口管6-4和连接固定板6-5，加料横管6-1的一端转动连接在另一个转动套3-3内，侧堵板6-2固定连接在加料横管6-1的另一端，加料竖管6-3的下端固定连接在加料横管6-1上，加料竖管6-3的上端设有开口管6-4，连接固定板6-5固定连接在加料竖管6-3上且与支撑侧板1-1固定连接。
具体实施方式八：
如图1-10所示，所述的送料机构7包括输送轴7-1和螺旋板7-2，输送轴7-1上固定连接有螺旋板7-2，输送轴7-1的两端分别转动连接在侧堵板6-2和搅拌连接板4-3上，螺旋板7-2转动连接在加料横管6-1内。
加料时，将原料倒入开口管6-4内，经加料竖管6-3落入加料横管6-1内，螺旋板7-2通过输送轴7-1随搅拌连接板4-3转动，从而将加料横管6-1内的原料送入半圆滤板3-1上。
具体实施方式九：
如图1-10所示，所述的加料封堵机构8包括加料封堵板8-1和伸缩杆8-2，加料封堵板8-1滑动连接在加料竖管6-3内，伸缩杆8-2的一端与加料封堵板8-1固定连接，伸缩杆8-2的另一端与支撑侧板1-1固定连接。
在将加料架6封堵时，启动伸缩杆8-2伸长推动加料封堵板8-1滑入加料竖管6-3内，实现对加料竖管6-3内的封堵。
具体实施方式十：
如图1-10所示，所述的一种无机重金属离子吸附材料制备方法进行制备的无机重金属离子吸附材料，其特征在于：所述的无机重金属离子吸附材料包括以下重量组分的原料：第一次发酵液滤渣10份，醋酸杆菌菌悬液1份，葡萄酒5份；所述第一次发酵液滤渣由第一次发酵材料发酵后过滤得到，所述的第一次发酵材料包括以下重量组分的原料：无机沸石载体11份，面包屑2份，葡萄糖10份，粗糙脉孢菌菌悬液1份，水20份。
本发明一种无机重金属离子吸附材料及其制备方法，其使用原理为：在使用时，将无机沸石载体、面包屑、葡萄糖、粗糙脉孢菌菌悬液和水按照比例加入加料架6，并通过送料机构7送入过滤机构3内，通过搅拌机构4进行搅拌，将原料搅拌均匀，通过加料封堵机构8将加料架6进行封堵，对原料进行发酵，同时，通过发酵完成后，通过转动外箱2在支撑架1上转动，直至箱体封堵机构5受支撑架1格挡与支撑架1发生滑动，从而使转动外箱2打开，从而通过过滤机构3的格挡，使液体由转动外箱2流出，滤渣留在过滤机构3内，过滤完成后，将转动外箱2回转，再按照比例将醋酸杆菌菌悬液和葡萄酒通过送料机构7送入过滤机构3内，通过搅拌机构4进行搅拌，将原料搅拌均匀，进行二次发酵，发酵完成后先将转动外箱2转动将发酵液排出，再转动过滤机构3，将滤渣排出集中收集，用水冲洗后，自然晾干得无机重金属离子吸附材料。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种无机重金属离子吸附材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、将原料混合后进行第一次发酵；
步骤二、将步骤一所得物进行过滤，取滤渣与其他原料混合进行二次发酵；
步骤三、将步骤二所得物过滤，取滤渣用水冲洗后，自然晾干得无机重金属离子吸附材料；
上述一种无机重金属离子吸附材料制备方法中还涉及一种无机重金属离子吸附材料制备装置；
所述的一种无机重金属离子吸附材料制备装置包括支撑架（1）、转动外箱（2）、过滤机构（3）、搅拌机构（4）、箱体封堵机构（5）、加料架（6）、送料机构（7）和加料封堵机构（8），所述的转动外箱（2）连接在支撑架（1）上，所述的过滤机构（3）连接在转动外箱（2）内且与支撑架（1）固定连接，所述的搅拌机构（4）连接在过滤机构（3）内且与支撑架（1）固定连接，所述的箱体封堵机构（5）连接在转动外箱（2）的外端，所述的加料架（6）固定连接在支撑架（1）的侧端且与过滤机构（3）转动连接，所述的送料机构（7）转动连接在加料架（6）内且与搅拌机构（4）固定连接，所述的加料封堵机构（8）连接在加料架（6）上；
所述的支撑架（1）包括支撑侧板（1-1）、固定板（1-2）、连接板（1-3）、排放座（1-4）和排放孔（1-5），支撑侧板（1-1）设有两个，连接板（1-3）的两端分别固定连接在两个支撑侧板（1-1）的后端，固定板（1-2）固定连接在其中给一个支撑侧板（1-1）上，排放座（1-4）固定连接在两个支撑侧板（1-1）之间，排放座（1-4）上设有排放孔（1-5）；
所述的转动外箱（2）包括转动圆管（2-1）、排放管（2-2）、弧形杆（2-3）、半齿环（2-4）和转动调节轴（2-5），转动圆管（2-1）的上端固定连接有排放管（2-2），弧形杆（2-3）固定连接在排放管（2-2）上，转动圆管（2-1）的中部固定连接有半齿环（2-4），半齿环（2-4）和转动调节轴（2-5）传动连接，转动调节轴（2-5）的两端转动连接在两个支撑侧板（1-1）上且其中一端设有驱动电机，转动圆管（2-1）的两端分别转动连接在两个支撑侧板（1-1）上，排放管（2-2）的外端与排放座（1-4）内端配合转动连接；
所述的过滤机构（3）包括半圆滤板（3-1）、侧圆板（3-2）、转动套（3-3）、蜗杆（3-4）和电机（3-5），半圆滤板（3-1）上设有滤孔，半圆滤板（3-1）的两端均固定连接有侧圆板（3-2），两个侧圆板（3-2）的外端均设有转动套（3-3），其中一个转动套（3-3）与蜗杆（3-4）啮合传动连接，蜗杆（3-4）固定连接在电机（3-5）的输出轴上，电机（3-5）固定连接在固定板（1-2）上，半圆滤板（3-1）和两个侧圆板（3-2）均转动连接在转动圆管（2-1）内；
所述的搅拌机构（4）包括搅拌电机（4-1）、搅拌轴（4-2）、搅拌连接板（4-3）、搅拌板（4-4）和连接环（4-5），搅拌连接板（4-3）与连接环（4-5）之间固定连接有多个搅拌板（4-4），多个搅拌板（4-4）转动连接在半圆滤板（3-1）内，搅拌轴（4-2）固定连接在搅拌连接板（4-3）的外端且转动连接在其中一个转动套（3-3）内，搅拌电机（4-1）固定连接在连接板（1-3）上，搅拌电机（4-1）与搅拌轴（4-2）传动连接；
所述的箱体封堵机构（5）包括封堵弧板（5-1）和滑板（5-2），封堵弧板（5-1）滑动连接在排放管（2-2）内，滑板（5-2）固定连接在封堵弧板（5-1）上且滑动连接在弧形杆（2-3）上，滑板（5-2）与弧形杆（2-3）的外端之间设有弹簧，滑板（5-2）顶紧排放管（2-2）。
2.根据权利要求1所述的一种无机重金属离子吸附材料制备方法，其特征在于：所述的加料架（6）包括加料横管（6-1）、侧堵板（6-2）、加料竖管（6-3）、开口管（6-4）和连接固定板（6-5），加料横管（6-1）的一端转动连接在另一个转动套（3-3）内，侧堵板（6-2）固定连接在加料横管（6-1）的另一端，加料竖管（6-3）的下端固定连接在加料横管（6-1）上，加料竖管（6-3）的上端设有开口管（6-4），连接固定板（6-5）固定连接在加料竖管（6-3）上且与支撑侧板（1-1）固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种无机重金属离子吸附材料制备方法，其特征在于：所述的送料机构（7）包括输送轴（7-1）和螺旋板（7-2），输送轴（7-1）上固定连接有螺旋板（7-2），输送轴（7-1）的两端分别转动连接在侧堵板（6-2）和搅拌连接板（4-3）上，螺旋板（7-2）转动连接在加料横管（6-1）内。
4.根据权利要求3所述的一种无机重金属离子吸附材料制备方法，其特征在于：所述的加料封堵机构（8）包括加料封堵板（8-1）和伸缩杆（8-2），加料封堵板（8-1）滑动连接在加料竖管（6-3）内，伸缩杆（8-2）的一端与加料封堵板（8-1）固定连接，伸缩杆（8-2）的另一端与支撑侧板（1-1）固定连接。
5.使用权利要求4所述的一种无机重金属离子吸附材料制备方法进行制备的无机重金属离子吸附材料，其特征在于：所述的无机重金属离子吸附材料包括以下重量组分的原料：第一次发酵液滤渣10份，醋酸杆菌菌悬液1份，葡萄酒5份；所述第一次发酵液滤渣由第一次发酵材料发酵后过滤得到，所述的第一次发酵材料包括以下重量组分的原料：无机沸石载体11份，面包屑2份，葡萄糖10份，粗糙脉孢菌菌悬液1份，水20份。
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