CN113428929A - 一种高盐废水的转筒型双向流净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高盐废水的转筒型双向流净化方法，包括以下步骤：高盐废水通过管路系统进入进水布水管，通过进水布水孔进入填充有用于吸附去除高盐废水的水凝胶填料的净化系统；充满第一独立净化区后；电机带动净化系统旋转60°；控制系统再次通过管路系统对下一个独立净化区进行高盐废水充水；重复旋转净化系统三次后，排出第一独立净化区内的高盐废水，并通过管路系统的清洗水进水管对第一独立净化区进行清洗；重复所述步骤上述步骤以完成对高盐废水中的盐和重金属离子的不间断去除。本发明提供的方法中6个净化单元顺次工作，使得整个装置实现连续、同步的截污和清洗功能，降低了处理复杂性、操作成本和人力投入，具有工业化应用前景。

Description

一种高盐废水的转筒型双向流净化方法

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种高盐废水的转筒型双向流净化方法。

背景技术

高含盐废水作为工业生产废水的主要组成部分，因其排放量大和处理难度高而成为现阶段工业发展和废水处理面临的重大环保问题。

高盐废水的不达标排放不仅会造成盐资源和水资源的浪费，还会导致严重的环境污染。由于盐度是水环境重要的环境因素对水生的生物、生长和繁殖起着直接或间接的影响。当水环境盐度骤增，会导致水生物种与其生存环境的渗透平衡，引起细胞脱水，膨胀压力降低，进而造成质壁分离代谢失调，甚至死亡。此外，附近士壤的盐分也会增加，导致土壤结构退化，影响土壤生态。因此，高效处理高盐废水以及回收高盐废水中的无机盐和水资源对于解决资源短缺和环境污染问题具有重大意义。

高盐废水成分复杂，浓度较大，非常容易造成处理工艺和设备的堵塞和非正常运行，所以在正式工艺之前须设置前处理工艺来对部分污染物浓度进行减量化和无害化处理。现有技术主要为生物法、化学法和物理法。生物法即利用微生物自身代谢繁殖进行废水处理的方法，但是高盐废水中的重金属等物质会破坏微生物的生命结构抑制其生长繁殖，甚至导致细胞失活。化学法即通过化学药剂进行处理，该方法成本较高，且会造成二次污染。物理法通过吸附、絮凝、混凝等物理手段将部分污染物从废水体系中分离，该方法与前述两种方法相比可行性较高，但是仍存在以下问题待解决：①现有技术吸附或者过滤之后需要解吸附或者反冲洗，只能间歇运行，通常设置若干个平行工艺交替运行，其本质还是间歇运行，增加了初期投资和运行费用；②吸附剂质量较大，提高了设备总重量，从而提高了电耗等运行成本；③现有吸附剂吸附效果不足。水凝胶作为一种新型轻质材料，且对污染物具有很好的吸附效果，但其在高盐废水处理相关领域中的应用却鲜有报道。

因此，亟需开发一种既可以利用水凝胶实现对高盐废水的高效处理、又能持续运行的处理工艺，这对现有环保产业和生态环境保护均具有重大意义。

发明内容

本发明针对上述缺陷，提供一种6个净化单元顺次工作，使得整个装置实现连续、同步的截污和清洗功能，降低了处理复杂性、操作成本和人力投入，具有工业化应用前景的高盐废水的转筒型双向流净化方法。

本发明提供如下技术方案：一种高盐废水的转筒型双向流净化方法，包括以下步骤：

S1：高盐废水通过管路系统的进水管进入进水布水管，通过进水布水管在轴向上具有垂直向上的、至少一排依次排列的进水布水孔进入净化系统内，控制系统开始计时；

所述净化系统内填充有用于吸附去除高盐废水的水凝胶填料；

S2：所述高盐废水充满所述净化系统内的第一独立净化区后，控制系统记录充满所需要的时间T；

S3：净化系统内的旋转轴被电机带动旋转，净化系统内的第一独立净化区旋转60°进入第二独立净化区所在位置，所述第二独立净化区至第六独立净化区同时旋转60°；

S4：控制系统再次通过管路系统的进水管进入进水布水管，通过进水布水管再次进入净化系统内原来第一独立净化区所在位置的独立净化区内；

S5：重复所述步骤S3三次后，控制系统开启出水管排出第一独立净化区内的所述高盐废水，并通过管路系统的清洗水进水管对第一独立净化区进行清洗；

S6：重复所述步骤S3-S5以完成对高盐废水中的盐和重金属离子的不间断去除。

进一步地，所述S5步骤包括以下步骤：

S51：重复所述步骤S3三次后，将所述净化系统内的三个扇形独立净化区内全部充满所述高盐废水，此时所述第一独立净化区已旋转180°并利用其中的水凝胶填料对高盐废水中的盐和重金属进行了充分吸附去除，此时控制系统控制出水管中的净化水出水管打开，出水流入存水槽内；

S52：当净化水出水管停止出水并关闭后，清洗水进水管开始进水，并对所述第一独立净化区内开始充水清洗，当充水清洗完毕后，控制系统开启清洗水出水管，清洗水出水流入所述存水槽内。

进一步地，所述S6步骤为：当第一独立净化区清洗完毕后，继续重复一次所述步骤S3，然后再重复一次所述步骤S51-S53，同时完成净化系统的进水布水孔所面对的下一个独立净化区的高盐废水充入以及清洗水布水孔所面对的下一个独立净化区的废水排出以及清洗。

进一步地，根据权利要求1所述的一种高盐废水的转筒型双向流净化方法，其特征在于，所述步骤S51中，所述第一独立净化区内的高盐废水流出至存水槽中的净化水出水区内。

进一步地，所述S51步骤中，当净化水出水管出水时间为0.6T后，关闭控制所述净化水出水管开启的电磁阀，并设置下次开启时间为关闭所述净化水出水管的5.4T之后，开启后0.6T之后关闭。

进一步地，所述S52步骤中，清洗所述第一独立净化区的清洗水进入所述存水槽中的清洗水出水区内，运行时间0.4T之后关闭；

进一步地，所述S52步骤中，所述清洗水进水管的进水时间为0.4T。

进一步地，所述净化系统内的旋转轴被电机带动旋转为顺时针旋转或逆时针旋转。

本发明的有益效果为：

1、本发明提供的方法利用周期性旋转的方式实现各个净化单元之间的周序式工作，同时实现整个装置连续截污作用及同步清洗功能。

2、本发明提供的方法利用同步进出水管路系统实现该系统不间断的工作；发明创新地利用转筒型双向流管路系统实现同步进出水，从而实现该系统的不间断工作以及对高盐废水的持续处理，具有很好的工程应用前景。

3、本发明提供的方法利用转动的方式实现各个净化单元的周序式工作，同时可达到翻动填料的作用，便于填料的清洁。

4、本发明提供的方法由于采用了间歇性地充入高盐废水然后再清洗的步骤，因此极大地提高了系统的运行年限。

5、本发明提供的方法利用转动的方式实现各个净化单元的周序式工作，同时可达到翻动填料的作用，便于填料的清洁。

6、本发明提供的方法创新地将水凝胶用于高盐废水处理，充分发挥了其吸附量大、轻质等优势，可有效增加高盐废水处理效果，同时也降低了运行成本。

7、在市场开拓方面，高盐废水作为工业发展和废水处理面临的重大环保问题，不仅具有重要的社会、环境和生态意义，还具有广阔的市场前景。本发明作为高盐废水处理的新技术，是生态环境治理所必需，因此属于刚需。

8、在工程建设方面，本发明提出的一种高盐废水的转筒型双向流净化方法适用性强，可用于不同类型的高盐废水，进一步的，可应用于已有工业园区的提标升级改造，从而可避免由于高盐废水的不达标排放导致的环境污染问题，具有良好的工程应用价值。

9、在专业发展方面，高盐废水处理作为水处理领域的热点和难点，通过新材料和新工艺破解该类技术难题可有效弥补专业技术在相关领域的空缺，有力推动专业发展。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1为本发明提供的高盐废水的转筒型双向流净化方法所采用的装置的主视图；

图2为本发明提供的高盐废水的转筒型双向流净化方法所采用的装置的侧视图；

图3为本发明提供的高盐废水的转筒型双向流净化方法所采用的装置中管路系统的详图；

图4为本发明提供的方法所采用的系统中进水布水管和清洗水布水管的侧视图；

图5为本发明提供的高盐废水的转筒型双向流净化方法中步骤S4状态下的主视图；

图6为本发明提供的高盐废水的转筒型双向流净化方法中步骤S51状态下的主视图；

图7为本发明提供的高盐废水的转筒型双向流净化方法中步骤S52状态下的主视图。

图中：

1-净化系统；11-分隔板；12-净化区；121-第一独立净化区；122-第二独立净化区；123-第三独立净化区；124-第四独立净化区；125-第五独立净化区；126-第六独立净化区；13-布水仓；131-布水仓外壳；132-布水仓布水孔；14-旋转轴；15-固定支架；16-存水槽；161-清洗水出水区；162-净化水出水区；17-滤网；18-电动机；

2-管式清洗系统；20-进水管；201-进水止回阀；21-进水布水管；211-进水布水孔；212进水布水挡板；22-清洗水布水管；220-清洗水止回阀；221-清洗布水孔；222-清洗水布水挡板；223-清洗水进水管；23-出水管；231-清洗水出水管；232-净化水出水管；24-布水分界板。

具体实施例方式

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。

实施例1

如图1所示，为运行本发明提供的高盐废水的转筒型双向流净化方法的装置，，装置包括净化系统1和嵌套于净化系统1中的管路系统2；

净化系统1包括6个分隔板11、空心圆柱结构的净化区12、位于净化区12轴心的圆柱状布水仓13、与6个分隔板11固定连接的旋转轴14、带动旋转轴14旋转的电机18、与所电机18固定连接并用于支撑装置的固定支架15和设置与净化区12下部的存水槽16；

如图2所示，6个分隔板11均匀分布于净化系统1的净化区12内，将净化区12轴向均匀分隔为6个扇形独立净化区：第一独立净化区121、第二独立净化区122、第三独立净化区123、第四独立净化区124、第五独立净化区125和第六独立净化区126；6个独立净化区121-126内部均填充具有净水效果的水凝胶材料；

净化区12、布水仓13、旋转轴14的轴心重叠为一条中心轴；

管路系统2包括进水管20、与进水管20相连的进水布水管21、清洗水布水管22、用于为清洗水布水管22输水并相连的清洗水进水管223、布水分界板24和设置与净化系统1每个独立净化区轴向依次排列的一排出水管23；

进水布水管21和清洗水布水管22布设于圆柱状布水仓13内并且于轴向方向具有相向而行的进水方向，布水分界板24将进水布水管21与清洗水布水管22于布水仓13的径向垂直方向分隔开；进水布水管21和清洗水布水管22的均与布水仓13的内壁相切；

进水布水管21在轴向上具有垂直向上的、至少一排依次排列的进水布水孔211，清洗水布水管22在周向上具有面对垂直向下的一排依次排列的清洗水布水孔221。

如图1所示，布水仓13包括布水仓外壳131和设置于布水仓外壳131表面在轴向上垂直向上的、至少一排依次排列的布水仓布水孔132，布水仓13有布水仓布水孔132，布水仓布水孔132的与进水布水孔211的一一于圆心处对应；

优选地，进水布水管21在轴向上具有垂直向上的依次排列的进水布水孔的排数为6排，进而布水仓外壳131表面在轴向上垂直向上的次排列的布水仓布水孔132的排数也为6排。

如图3所示，扇形独立净化区和布水仓13的接触面放置有滤网17，滤网(17)孔径为所述布水仓布水孔132的20-75％，优选为滤网17孔径为布水仓布水孔132的73％。

进水布水孔211的直径为与其对应的布水仓布水孔132的直径的80-90％，优选为88％。

如图1所示，进水管20上设置进水止回阀201，管径为布水仓13直径的60-80％，优选为77％；如图4所示，进水布水管21上设置有进水布水挡板212，进水布水挡板212分布在进水布水管21管壁，使得进水布水管21流出的水进入净化区12而不流入布水仓13内。

清洗水进水管223上设置清洗水止回阀220，用于控制清洗水进水管223进水与否，清洗水进水管223的管径为布水仓13直径的20-30％，优选为29％。

清洗水布水管22上设置有清洗水布水挡板222；清洗水布水挡板222分布在清洗水布水管21管壁，使得清洗水布水管21流出的水进入净化区12而不流入布水仓13。

进水管20材质为PVC-U；清洗水进水管223材质为衬塑钢。

本发明采用上述装置的高盐废水不间断运行处理方法，包括以下步骤：

如图1所示，每排出水管在独立净化区轴向上所具有的数量为7个，分布在净化系统1外侧，均含有定时电磁阀；位于进水布水管21进水侧，即位于进水布水管21左侧的数量为3个，为清洗水出水管231；位于清洗水布水管22进水侧，即位于清洗水布水管右侧的数量为4个，为净化水出水管232。

存水槽16分为位于左侧的清洗水出水区161和位于右侧的净化水出水区162，清洗水出水区161用于承接清洗水出水管231的出水，净化水出水区162用于承接净化水出水管232的出水。

扇形独立净化区的外壳厚度为300-800mm，优选为750mm，内置的水凝胶材料填充率为60％-90％，优选为87％；分隔板11与布水仓13的连接方式为焊接，并做防水处理；分隔板11为不锈钢材质；布水仓13具有的布水仓外壳131呈圆柱形，直径为200-2500mm，优选为2450mm，材质为不锈钢。

S1：高盐废水通过管路系统2的进水管20进入进水布水管21，通过进水布水管21在轴向上具有垂直向上的、至少一排依次排列的进水布水孔211进入净化系统1内，控制系统开始计时；

净化系统1内填充有用于吸附去除高盐废水的水凝胶填料；

S2：高盐废水充满净化系统1内的第一独立净化区121后，控制系统记录充满所需要的时间T；

S3：净化系统1内的旋转轴14被电机18带动旋转，净化系统内的第一独立净化区121旋转60°进入第二独立净化区122所在位置，第二独立净化区122至第六独立净化区126同时旋转60°；

S4：控制系统再次通过管路系统2的进水管20进入进水布水管21，通过进水布水管21再次进入净化系统1内原来第一独立净化区121所在位置的独立净化区内；

S5：重复步骤S3三次后，控制系统开启出水管23排出第一独立净化区121内的高盐废水，并通过管路系统2的清洗水进水管223对第一独立净化区121进行清洗；

具体为：如图6所示，重复步骤S3三次后，将净化系统1内的三个扇形独立净化区内全部充满高盐废水，此时第一独立净化区121已旋转180°并利用其中的水凝胶填料对高盐废水中的盐和重金属进行了充分吸附去除，此时控制系统控制出水管23中的净化水出水管232打开，出水流入存水槽16中的净化水出水区162内，当净化水出水管232出水时间为0.6T后，关闭控制净化水出水管232开启的电磁阀，并设置下次开启时间为关闭净化水出水管232的5.4T之后，开启后0.6T之后关闭；

如图7所示，当净化水出水管232停止出水并关闭后，清洗水进水管223开始进水，并对第一独立净化区121内开始充水清洗，清洗水进水管223的进水时间为0.4T，当充水清洗完毕后，控制系统开启清洗水出水管231，清洗水出水流入存水槽16中的清洗水出水区161内，运行时间0.4T之后关闭；

S6：重复步骤S3-S5以完成对高盐废水中的盐和重金属离子的不间断去除，即当第一独立净化区121清洗完毕后，继续重复一次步骤S3，然后再重复一次步骤S51-S53，同时完成净化系统1的进水布水孔211所面对的下一个独立净化区的高盐废水充入以及清洗水布水孔221所面对的下一个独立净化区的废水排出以及清洗。

净化系统1内的旋转轴14被电机18带动旋转为顺时针旋转或逆时针旋转。

本发明提供的方法所采用的装置中的净化系统1内部空心部分为布水仓13，内具有相切设置的、进水方向相向而行的进水布水管21和清洗水布水管22，并被布水分界板24上下分开，优选地进水布水管21的直径大于清洗水布水管22的直径。从进水管20进入该系统的废水依次经过进水布水管21上的进水布水孔211以及布水仓13上面的布水仓布水孔132实现对各个独立净化区依次持续性供水。从清洗水布水管22进入该系统的清洗水依次经过清洗水布水管上的清洗水布水孔以及布水仓上面的布水仓布水孔实现对各个独立净化区依次持续性清洗。各个独立净化区和布水仓13为固定连接，通过控制系统进行每次60°的周期性旋转，进水布水管21和清洗水布水管22不随上述系统旋转，以实现对废水的持续性处理以及对系统的持续性清洗。本发明在实现高盐水中重金属处理的同时可以实现吸附剂的重复多次利用，同时具有稳定性强、维护简便、寿命持久等显著增益。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例所采用的高盐废水不间断处理装置中，滤网17孔径为布水仓布水孔132的20％，进水布水孔211的直径为与其对应的布水仓布水孔132的直径的80％。

进水管20上设置进水止回阀201，管径为布水仓13直径的60％，清洗水进水管223的管径为布水仓13直径的21％。进水管20材质为不锈钢；清洗水进水管223材质为PP-R。

扇形独立净化区的外壳厚度为300mm，内置的水凝胶材料填充率为60％；分隔板11与布水仓13的连接方式为焊接，并做防水。分隔板11为不锈钢材质；布水仓13具有的布水仓外壳131呈圆柱形，直径为200mm。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例所采用的高盐废水不间断处理装置中，滤网17孔径为布水仓布水孔132的45％，进水布水孔211的直径为与其对应的布水仓布水孔132的直径的83％。进水管20上设置进水止回阀201，管径为布水仓13直径的69％，清洗水进水管223的管径为布水仓13直径的24％。

进水管20材质为衬塑钢；清洗水进水管223材质为衬塑钢。

扇形独立净化区的外壳厚度为500mm，内置的水凝胶材料填充率为77％；分隔板11与布水仓13的连接方式为焊接，并做防水。分隔板11为不锈钢材质；布水仓13具有的布水仓外壳131呈圆柱形，直径为1500mm。

需要说明，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

其次，本申请的实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后......仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种高盐废水的转筒型双向流净化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：高盐废水通过管路系统(2)的进水管(20)进入进水布水管(21)，通过进水布水管(21)在轴向上具有垂直向上的、至少一排依次排列的进水布水孔(211)进入净化系统(1)内，控制系统开始计时；

所述净化系统(1)内填充有用于吸附去除高盐废水的水凝胶填料；

S2：所述高盐废水充满所述净化系统(1)内的第一独立净化区(121)后，控制系统记录充满所需要的时间T；

S3：净化系统(1)内的旋转轴(14)被电机(18)带动旋转，净化系统内的第一独立净化区(121)旋转60°进入第二独立净化区(122)所在位置，所述第二独立净化区(122)至第六独立净化区(126)同时旋转60°；

S4：控制系统再次通过管路系统(2)的进水管(20)进入进水布水管(21)，通过进水布水管(21)再次进入净化系统(1)内原来第一独立净化区(121)所在位置的独立净化区内；

S5：重复所述步骤S3三次后，控制系统开启出水管(23)排出第一独立净化区(121)内的所述高盐废水，并通过管路系统(2)的清洗水进水管(223)对第一独立净化区(121)进行清洗；

S6：重复所述步骤S3-S5以完成对高盐废水中的盐和重金属离子的不间断去除。

2.根据权利要求1所述的一种高盐废水的转筒型双向流净化方法，其特征在于，所述S5步骤包括以下步骤：

S51：重复所述步骤S3三次后，将所述净化系统(1)内的三个扇形独立净化区内全部充满所述高盐废水，此时所述第一独立净化区(121)已旋转180°并利用其中的水凝胶填料对高盐废水中的盐和重金属进行了充分吸附去除，此时控制系统控制出水管(23)中的净化水出水管(232)打开，出水流入存水槽(16)内；

S52：当净化水出水管(232)停止出水并关闭后，清洗水进水管(223)开始进水，并对所述第一独立净化区(121)内开始充水清洗，当充水清洗完毕后，控制系统开启清洗水出水管(231)，清洗水出水流入所述存水槽(16)内。

3.根据权利要求2所述的一种高盐废水的转筒型双向流净化方法，其特征在于，所述S6步骤为：当第一独立净化区(121)清洗完毕后，继续重复一次所述步骤S3，然后再重复一次所述步骤S51-S53，同时完成净化系统(1)的进水布水孔(211)所面对的下一个独立净化区的高盐废水充入以及清洗水布水孔(221)所面对的下一个独立净化区的废水排出以及清洗。

4.根据权利要求2所述的一种高盐废水的转筒型双向流净化方法，其特征在于，所述步骤S51中，所述第一独立净化区(121)内的高盐废水流出至存水槽(16)中的净化水出水区(162)内。

5.根据权利要求2所述的一种高盐废水的转筒型双向流净化方法，其特征在于，所述S51步骤中，当净化水出水管(232)出水时间为0.6T后，关闭控制所述净化水出水管(232)开启的电磁阀，并设置下次开启时间为关闭所述净化水出水管(232)的5.4T之后，开启后0.6T之后关闭。

6.根据权利要求2所述的一种高盐废水的转筒型双向流净化方法，其特征在于，所述S52步骤中，清洗所述第一独立净化区(121)的清洗水进入所述存水槽(16)中的清洗水出水区(161)内，运行时间0.4T之后关闭。

7.根据权利要求2所述的一种高盐废水的转筒型双向流净化方法，其特征在于，所述S52步骤中，所述清洗水进水管(223)的进水时间为0.4T。

8.根据权利要求1所说的一种高盐废水的转筒型双向流净化方法，其特征在于，所述净化系统(1)内的旋转轴(14)被电机(18)带动旋转为顺时针旋转或逆时针旋转。

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