CN204111360U - 一种利用多孔材料固定改性吸附剂滤除水中重金属的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用多孔材料固定改性吸附剂滤除水中重金属的装置，包括：反应罐(2)、多孔介质(3)、吸附剂(4)，其特征在于：在所述反应罐底部还设有砂芯滤板(5)，罐体下方出水口设有开关(8)。多孔介质为丝瓜络，其中均匀分散有改性后的生物吸附颗粒，相比于机械的颗粒堆积，介质固定后的吸附剂比表面积数倍增加，吸附重金属强度大幅度提升，装置内介质和吸附剂洗脱后可循环使用，具有可回收、可持久性使用、对环境无污染的优点。本实用新型制作简单、生产成本低，富集效率高，即适用于处理工业化废水，又适用于家庭饮用水，可实现对水中重金属进行高倍富集并祛除。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水处理装置，尤其是涉及一种利用多孔材料固定改性吸附剂滤除水中重金属的装置。
背景技术
随着工业的发展和城市的扩张，自来水水源普遍受到工业废水的污染，由于各自来水厂仍采用传统方法处理自来水，虽然水厂的出流水多能符合饮用水水质标准，但因水管老旧或使用水塔未定期清洗的因素，使一般家庭饮用水水质发生变化，其中严重危害人体健康的水中有毒物质即为重金属，水环境中常见的污染物主要有砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等离子，由于重金属的金属离子携带的电子多，能产生强而稳定的键结，在体内与蛋白质结合后不易被代谢出体外，影响身体的代谢运作，且金属离子大多带正电，所以会优先接触神经系统，导致相关的疾病，如砷会对神经系统、皮肤、动脉血管产生不良影响,同时还有致癌性，铅会损害人体造血、神经、消化和神经系统，镉可对人的肝和肾造成严重蓄积性伤害,在体内滞留时间长,有组织累积，在人体骨骼中的滞留半衰期是38年,有致癌性，如汞中毒破坏肝肾神经细胞等。目前对水中重金属滤除方式，大多使用氧化还原作用的原理，利用高纯度、细粒度的铜锌合金混合物产生电子化学反应，将重金属如铅、汞等形成附着于铜锌合金表面，以去除水中重金属，但这种处理中铜锌合金混合物制造不便，且成本较高，去除率随原水过滤量增加而下降，无法循环利用，易产生二次污染。
因此，如何有效地去除原水中重金属，是相关科研工作者亟需研发的课题。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于，利用重金属滤除装置去除原水中重金属，使原水中重金属含量大幅度降低，且该装置中的吸附材料可循环使用，不产生二次污染。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种利用多孔材料固定改性吸附剂滤除水中重金属的装置，包括反应罐(2)、多孔介质(3)、吸附剂(4)，罐体下方出水口设有旋转开关(8)，在所述反应罐底部还设有砂芯滤板(5)。砂芯滤板(5)，用来截留细小的吸附颗粒从多孔介质中脱落而随水流出；旋转开关(8)可用来调节过滤水流速度，从而调节过滤效果。
所述砂芯滤板(5)为树脂覆膜砂芯，砂芯孔径为：20-30um；所述反应罐(2)上部还配套有带手柄(6)的活塞(1)，所述反应罐罐身装有便于固定的耳柄(7)；所述多孔介质(3)为天然丝瓜络；所述反应罐(2)中的多孔介质(3)中均匀放置有经改性处理后的生物吸附剂颗粒(4)，为海藻、海带或白腐真菌菌丝中的至少一种。相比于吸附剂机械地堆积吸附，分散于多孔介质中的吸附剂，与液体的接触面数倍增加，吸附效率大大提高，
所述反应罐(2)的内径为60mm，高500mm的圆柱型反应罐。所述手柄(6)为圆形、方形、三角形或五边以上多边形；所述反应罐(2)和活塞(1)为玻璃材质，套接处做磨砂处理。在水流速度慢或砂芯滤板(5)有堵塞时，可实现加压过滤。
本实用新型的有益效果在于，利用本实用新型提出的重金属滤除装置，可以使原水中的重金属如铅、镉、汞等被多孔介质中生物吸附剂吸附，该吸附剂既环保又便宜，用稀盐酸解吸后，可循环利用，且不产生二次污染。
附图说明
附图1为本实用新型的一种结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
如附图1所示，本实用新型一种重金属滤除装置，包括磨砂活塞1，磨砂活塞上有圆形手柄6、装置主体为磨砂反应罐2，优选的反应罐为透明玻璃制成，反应罐中有多孔网状介质3，多孔介质为优选天然丝瓜络，内均匀分布有改性生物吸附剂4，罐体底端安装有砂芯5，用来截留细小的吸附颗粒从网状介质中脱落而随水流出，反应罐设有出水口，若原水中重金属离子浓度较高，原水直接流过吸附剂速度过快，影响吸附效果，在出水口处加装有旋转开关8，控制流水速度，反应罐上方加的密闭活塞，目的是防止部分砂芯孔被吸附颗粒堵塞，导致净化后水流速过慢，可推动活塞，实现加压，使水流出。为方便反应罐固定，在罐体外距离进水口10cm处安装耳柄7。
本实用新型的工作原理是：本方法采用的吸附剂是经过改良的生物吸附剂，可以为海藻、海带、白腐真菌菌丝中的一种或其混合物经过净化、酸化、烘干、粉碎等工艺制备成为直径在1mm左右的颗粒状样品。该生物吸附材料中含有大量的氨基、酰胺基、羧基、羟基、醛基、硫酸根以及磷酸基等官能团，这些官能团通过细胞壁表面络合和细胞内离子交换的方式对重金属离子进行吸附，其中细胞壁是重金属离子主要积累场所，同时重金属离子还与细胞内的K+、Ca2+、Mg2+离子发生交换吸附至生物体上，参与离子交换的官能团主要是羧基和硫酸根。所用生物吸附材料能够快速有效的进行吸附和解吸操作，具有较好的重金属选择吸附特性，且成本低廉，再生性能良好。
操作方法：使用时，先固定好反应罐，然后把处理后的多孔介质填在砂芯上方，填充高度可根据需要调节。将提前制备好的生物吸附颗粒均匀分散于多孔介质中，吸附剂的剂量根据需要添加。填柱完成后，关闭阀门，将原水倒入罐中，使水在反应罐中停留一定的时间，打开阀门，使水流出，当吸附剂中重金属量超过一定浓度致使吸附能力下降、达不到预期吸附效果时，用稀盐酸溶液进行解吸后循环使用；当反应容器中吸附剂量不足时，可直接填充新鲜吸附剂。
经对原水和处理后的水应用电感耦合等离子质谱仪进行检测，过滤前后水中各有害重金属元素检测结果见表1，从表中可以看出原水经该装置过滤后出水中铅、镉、汞等多种重金属元素含量大幅度降低,各元素去除率均达90％以上。
表1某水中有害重金属元素过滤前后数据(单位：ug/L)
| 有害元素 | 铅 | 镉 | 汞 | 砷 | 铬 |
| 原水(过滤前) | 11.52 | 5.81 | 1.35 | 4.62 | 28.57 |
| 处理后(过滤后) | 0.43 | 0.28 | 0.13 | 0.31 | 2.56 |
| 去除率 | 96.27％ | 95.18％ | 90.37％ | 93.29％ | 91.04％ |
Claims (8)
1.一种利用多孔材料固定改性吸附剂滤除水中重金属的装置，包括反应罐(2)、多孔介质(3)、吸附剂(4)，其特征在于：在所述反应罐底部还设有砂芯滤板(5)，罐体下方出水口设有旋转开关(8)。
2.根据权利要求1所述的利用多孔材料固定改性吸附剂滤除水中重金属的装置，其特征在于：所述砂芯滤板(5)为树脂覆膜砂芯，砂芯孔径为：20-30um。
3.根据权利要求1或2所述的利用多孔材料固定改性吸附剂滤除水中重金属的装置，其特征在于：所述反应罐(2)上部还配套有带手柄(6)的活塞(1)，所述反应罐罐身装有便于固定的耳柄(7)。
4.根据权利要求3所述的利用多孔材料固定改性吸附剂滤除水中重金属的装置，其特征在于：所述多孔介质(3)为丝瓜络。
5.根据权利要求3所述的利用多孔材料固定改性吸附剂滤除水中重金属的装置，其特征在于：所述反应罐(2)中的多孔介质(3)中均匀放置有经改性处理后的生物吸附剂颗粒(4)，其原材料为海藻、海带或白腐真菌菌丝中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的利用多孔材料固定改性吸附剂滤除水中重金属的装置，其特征在于：所述反应罐(2)的内径为60mm，高500mm的圆柱型罐。
7.根据权利要求3所述的利用多孔材料固定改性吸附剂滤除水中重金属的装置，其特征在于：所述手柄(6)为圆形、方形、三角形或五边以上多边形。
8.根据权利要求3所述的利用多孔材料固定改性吸附剂滤除水中重金属的装置，其特征在于：所述反应罐(2)和活塞(1)为玻璃材质，套接处做磨砂处理。
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| CN107171007A (zh) * | 2017-06-27 | 2017-09-15 | 清华大学 | 金属空气燃料电池系统及其应用 |
| CN109499536A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-03-22 | 山东省计量科学研究院 | 一种碳纳米材料、制备方法及废液处理装置和方法 |
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