CN210419351U - 一种多层污水净化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多层污水净化装置，该装置包括自下而上依次连接的进水口、装置本体和出水口，装置本体内设置若干可侧向抽出的可抽拉滤层，各可抽拉滤层内均填充有椰壳渣颗粒，且填充的椰壳渣颗粒的粒径自下而上逐层增大，填料颗粒间的间隙逐渐增大，流动阻力减小，装置的床层利用率高，吸附效率高。各滤层可抽出并更换滤料颗粒，方便装置的维护、检修，可减少运营成本。此外，椰壳渣颗粒作为吸附剂，可实现废物利用，成本低，并且，椰壳渣吸附剂不会向水体中引入新的污染物椰壳渣吸附剂，天然、环保，可获得良好的吸附净化效果。
Description
技术领域
本实用新型属于水处理领域，涉及一种多层污水净化装置。
背景技术
吸附法是一种常用的污水净化方法，其一般通过填充在床体上的固体吸附剂(如沸石分子筛、活性炭、金属氧化物等)吸附溶解在水体中的重金属离子及VOCs(挥发性有机化合物)等有害物质。目前，吸附净化用床体大多为固定式结构，固体吸附剂在床体上均匀填充(相当于一层厚吸附填料层)。在初始状态下，吸附质(重金属离子及VOCs等)接触到新鲜的吸附剂，传质自固定床的入口位置开始，能够取得较为良好的吸附效果。但是，随着时间的推移，入口位置的吸附剂逐渐吸附趋于饱和，传质区向后移动，填料层有效吸附长度缩短，吸附床整体吸附性能下降，而入口位置的吸附剂更换困难，加之目前使用的诸如活性炭等吸附剂价格较高，导致运营成本高昂。当然，也有一些固定床体上设有反冲洗装置，但是反冲后的吸附剂很难达到原有的吸附性能，且设置反冲洗装置会导致设备整体成本上升。综合以上因素，现有的吸附用床体存在吸附效率低、传质阻力大、床层利用率低、运营成本高等问题，亟待改善。
另一方面，我国是椰树种植大国，椰果产量居世界前列。椰果中的椰汁、椰肉会被提取出来加工，但是椰壳大都被当作废弃物丢掉了，以福建省为例，每年丢弃的椰壳就达数万吨。
发明内容
本实用新型提出一种吸附效率高、传质阻力小、运营成本低，并以椰壳渣颗粒作为吸附剂的多层污水净化装置。
本实用新型所采用的技术方案为：
一种多层污水净化装置，包括自下而上依次连接的进水口、装置本体和出水口，所述装置本体内设置若干可侧向抽出的可抽拉滤层，各可抽拉滤层内均填充有椰壳渣颗粒，且填充的椰壳渣颗粒的粒径自下而上逐层增大。
进一步地，各可抽拉滤层厚度相等，所述可抽拉滤层包括一上部敞开、截面呈圆形的屉式箱，所述屉式箱底部均匀开有若干通孔，所述屉式箱外侧面上设有把手；
所述装置本体为半筒形结构，其内部均匀地一体设置有多个水平方向的屉式箱支撑环，多个屉式箱支撑环间构成若干与所述屉式箱匹配的卡槽，多个屉式箱分别插在对应的卡槽内；各屉式箱内填充对应粒径的椰壳渣颗粒，任一屉式箱底部通孔直径小于其内填充的椰壳渣颗粒粒径，任一屉式箱底部通孔直径小于位于其下层的屉式箱内填充的椰壳渣颗粒粒径；位于最上层的屉式箱支撑环内固定有第一滤网，所述第一滤网的孔径小于最上层屉式箱内填充的椰壳渣颗粒粒径；
各屉式箱的上、下端与对应屉式箱支撑环周向接合的位置均通过第一密封胶圈密封。
进一步地，各屉式箱支撑环位于所述装置本体外侧的部分均开有两连接通孔，所述两连接通孔前、后对称；所述屉式箱的上、下端外缘各设有两与所述屉式箱支撑环上两连接通孔匹配的套头，各屉式箱的上、下端分别与对应屉式箱支撑环通过螺栓连接。
进一步地，所述装置本体、所述进水口、所述出水口、所述多个屉式箱和所述多个屉式箱支撑环均为PMMA有机玻璃材质。
进一步地，上述多层污水净化装置还包括转动连接在所述进水口下方的活动滤网。
进一步地，所述活动滤网包括与所述进水口匹配的滤网固定环，所述滤网固定环内设有第二滤网，所述滤网固定环侧面顶部位置固定有竖直方向的套筒，所述滤网固定环相对的另一侧设有水平、并开设通孔的第一连接板；所述进水口底部两侧分别对应设有转轴和开有通孔的第二连接板；所述套筒嵌套在所述转轴上，第一、第二连接板通过螺栓连接；所述滤网固定环上端面与所述进水口周向接合的位置通过第二密封胶圈密封。
本实用新型的有益效果在于：
(1)本实用新型的污水净化装置设有多层滤层，且填充的椰壳渣颗粒粒径自下而上逐层增大，在进水口位置，污水浓度较高，小的粒径填料间间隙小，紧密度高，吸附容量较大，吸附效率高。随着污水在装置中向上流动，污水中VOCs及重金属离子浓度逐渐下降，所需吸附容量逐渐减小，相对应地，填充的椰壳渣颗粒粒径自下而上逐层增大，填料颗粒间的间隙逐渐增大，流动(传质)阻力减小，装置的床层利用率高，吸附效率高。
(2)本实用新型中，各滤层可抽出并方便地更换滤料颗粒，方便装置的维护、检修，可减少运营成本，装置的整体成本也低于设置有反冲洗装置的固定床过滤设备。
(3)本实用新型中，将椰壳渣颗粒作为吸附剂，实现废物利用，相对于其他吸附剂，成本低的优点突出。并且，椰壳渣吸附剂不会向水体中引入新的污染物椰壳渣吸附剂，天然、环保，可获得良好的吸附净化效果。
附图说明
图1为本实用新型的多层污水净化装置的结构示意图；
图2为装置本体的结构示意图；
图3为可抽拉滤层的主视结构示意图；
图4为图3的俯视图；
图5为屉式箱支撑环的结构示意图；
图6为活动滤网的结构示意图；
图7为转轴和套筒的结构示意图；
图8为椰壳渣颗粒在20μm、50μm、100μm和200μm倍率下的电镜照片；
图9和图10为更换吸附剂填料的示意图；
附图标记：1-装置本体，2-可抽拉滤层，21-屉式箱，22-把手，23-套头，24-第一密封胶圈；3-活动滤网，31-滤网固定环，32-第二滤网，33-第二密封胶圈，34-套筒，35-转轴；4-进水口，5-出水口，6-屉式箱支撑环。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本实用新型的多层污水净化装置作进一步的详细说明。
如图1所示的多层污水净化装置，包括自下而上依次连接的进水口4、装置本体1和出水口5，以及转动连接在进水口4下方的活动滤网3。装置本体1内设置若干可侧向抽出的可抽拉滤层2，各可抽拉滤层2内均填充有椰壳渣颗粒，且填充的椰壳渣颗粒的粒径自下而上逐层增大。
各可抽拉滤层2厚度相等，本实施例中，可抽拉滤层2的数量为3个。
具体地，可抽拉滤层2包括一上部敞开、截面呈圆形的屉式箱21，屉式箱21底部均匀开有若干通孔，屉式箱21外侧面上设有把手22，参见图3和图4。
参见图2和图5，装置本体1为半筒形结构，其内部均匀地一体设置有四个水平方向的屉式箱支撑环6，四个屉式箱支撑环6间构成三个与屉式箱21匹配的卡槽，三个屉式箱21分别插在对应的卡槽内。三个屉式箱21内分别填充对应粒径的椰壳渣颗粒，任一屉式箱21底部通孔直径小于其内填充的椰壳渣颗粒粒径，任一屉式箱21底部通孔直径小于位于其下层的屉式箱21内填充的椰壳渣颗粒粒径。位于最上层的屉式箱支撑环6内固定有第一滤网，第一滤网的孔径小于最上层屉式箱21内填充的椰壳渣颗粒粒径。三个屉式箱21的上、下端与对应屉式箱支撑环6周向接合的位置均通过第一密封胶圈24密封。
四个屉式箱支撑环6位于装置本体1外侧的部分均开有两连接通孔，两连接通孔前、后对称，见图5。屉式箱21的上、下端外缘各设有两与屉式箱支撑环6上两连接通孔匹配的套头23，即单个屉式箱21上、下端设有共计四个套头23，四个套头23与屉式箱21为一体结构。三个屉式箱21的上、下端分别与对应屉式箱支撑环6通过螺栓连接。本实施例中，装置本体1、进水口4、出水口5、三个屉式箱21和四个屉式箱支撑环6均为PMMA有机玻璃材质。
如图6和图7所示，活动滤网3包括与进水口4匹配的滤网固定环31，滤网固定环31内设有第二滤网32，滤网固定环31侧面顶部位置固定有竖直方向的套筒34，滤网固定环31相对的另一侧设有水平、并开设通孔的第一连接板。进水口4底部两侧分别对应设有转轴35和开有通孔的第二连接板。套筒34嵌套在转轴35上(类似房门活页上的转轴)，第一、第二连接板通过螺栓连接。滤网固定环31上端面与进水口4周向接合的位置通过第二密封胶圈33密封。活动滤网3起到防止污水中的悬浮物随污水流进净化装置内的作用。当第二滤网32需要清理时，取下固定第一、第二连接板的螺栓，将活动滤网3整体水平转出，冲洗干净。清理完毕后，将活动滤网3恢复至原位置，并将固定第一、第二连接板的螺栓拧紧，拧紧过程中，第二密封胶圈33受挤压，与滤网固定环31上端面和进水口4紧密贴合。
椰壳渣颗粒吸附剂的制作方法：将椰壳放入恒温水浴锅内100℃浸泡2h，过滤，重复处理3次，去除椰壳中的茶多酚、茶多糖等可溶性成分，直至浸泡液无色，得到椰壳渣。然后，将椰壳渣置于烘箱中60℃烘干。最后，将烘干的椰壳渣通过造粒机，按照需求的粒径大小，制成椰壳渣颗粒。图8是按照此方法制成的粒径为4mm的椰壳渣颗粒分别在20μm、50μm、100μm和200μm倍率下的电镜照片，可见其有着多孔隙的结构，吸附时，污水中的重金属离子和VOCs充当吸附质，在随污水流过吸附填料中曲折的空隙时，由于一定的惯性力作用和范德华力作用，吸附质与流体分离，吸附质由流体相扩散到吸附剂椰壳渣的外表面，完成外扩散。当椰壳渣颗粒表面吸附了大量吸附质后，吸附质由吸附剂的外表面相椰壳渣微孔中的内表面扩散，完成内扩散，由于椰壳渣本身的多孔纤维蜂巢状结构，其拥有巨大的比表面积，表面有大量的微孔，提高了内扩散的效率，增大了对水中吸附质的吸附效率。
吸附剂填料的更换方法为：
参见图9和图10，拆下需要更换吸附剂的屉式箱21上、下端的连接螺栓，然后，将屉式箱21抽出。更换吸附剂填料完毕后，再将屉式箱21推入对应的卡槽，拧紧螺栓，在螺栓拧紧的同时，屉式箱21上、下端面的密封胶圈受到挤压，并分别与对应屉式箱支撑环6紧密贴合，保证装置侧面不漏水。在实际操作过程中，密封胶圈与PMMA有机玻璃在水平接触面上，摩擦力很小，所以，不存在屉式箱21难以插入或拉出的情况。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。
Claims (6)
1.一种多层污水净化装置，其特征在于，包括自下而上依次连接的进水口(4)、装置本体(1)和出水口(5)，装置本体(1)内设置若干可侧向抽出的可抽拉滤层(2)，各可抽拉滤层(2)内均填充有椰壳渣颗粒，且填充的椰壳渣颗粒的粒径自下而上逐层增大。
2.根据权利要求1所述的多层污水净化装置，其特征在于，各可抽拉滤层(2)厚度相等，可抽拉滤层(2)包括一上部敞开、截面呈圆形的屉式箱(21)，屉式箱(21)底部均匀开有若干通孔，屉式箱(21)外侧面上设有把手(22)；
装置本体(1)为半筒形结构，其内部均匀地一体设置有多个水平方向的屉式箱支撑环(6)，多个屉式箱支撑环(6)间构成若干与屉式箱(21)匹配的卡槽，多个屉式箱(21)分别插在对应的卡槽内；各屉式箱(21)内填充对应粒径的椰壳渣颗粒，任一屉式箱(21)底部通孔直径小于其内填充的椰壳渣颗粒粒径，任一屉式箱(21)底部通孔直径小于位于其下层的屉式箱(21)内填充的椰壳渣颗粒粒径；位于最上层的屉式箱支撑环(6)内固定有第一滤网，所述第一滤网的孔径小于最上层屉式箱(21)内填充的椰壳渣颗粒粒径；
各屉式箱(21)的上、下端与对应屉式箱支撑环(6)周向接合的位置均通过第一密封胶圈(24)密封。
3.根据权利要求2所述的多层污水净化装置，其特征在于，各屉式箱支撑环(6)位于装置本体(1)外侧的部分均开有两连接通孔，所述两连接通孔前、后对称；屉式箱(21)的上、下端外缘各设有两与屉式箱支撑环(6)上两连接通孔匹配的套头(23)，各屉式箱(21)的上、下端分别与对应屉式箱支撑环(6)通过螺栓连接。
4.根据权利要求2或3所述的多层污水净化装置，其特征在于，装置本体(1)、进水口(4)、出水口(5)、所述多个屉式箱(21)和所述多个屉式箱支撑环(6)均为PMMA有机玻璃材质。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的多层污水净化装置，其特征在于，还包括转动连接在进水口(4)下方的活动滤网(3)。
6.根据权利要求5所述的多层污水净化装置，其特征在于，活动滤网(3)包括与进水口(4)匹配的滤网固定环(31)，滤网固定环(31)内设有第二滤网(32)，滤网固定环(31)侧面顶部位置固定有竖直方向的套筒(34)，滤网固定环(31)相对的另一侧设有水平、并开设通孔的第一连接板；进水口(4)底部两侧分别对应设有转轴(35)和开有通孔的第二连接板；套筒(34)嵌套在转轴(35)上，第一、第二连接板通过螺栓连接；滤网固定环(31)上端面与进水口(4)周向接合的位置通过第二密封胶圈(33)密封。
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2019
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