CN210974017U - 一种去除水体中噻虫嗪残留的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种去除水体中噻虫嗪残留的装置，包括反应筒和搅拌装置，反应筒内从上至下依次设置相连通的反应腔、沉降腔和回流腔，回流腔的一侧设置有电磁吸附装置，另一侧设有排泥口，回流腔在电磁吸附装置下方的底部通过介质回流装置与反应筒的投料口相连通；含噻虫嗪残留的水通过反应腔内的搅拌装置与投加进入的反应介质充分接触，水中的噻虫嗪被吸附、降解，仍具有活性的反应介质经沉降后收集并重复使用；较于现有技术，本实用新型提供的一种去除水体中噻虫嗪残留的装置能够充分有效的对水中新烟碱类农药残留包括噻虫嗪、啶虫脒及吡虫啉等进行降解去除；同时，装置结构简单，节约环保，回收或更新装置中仍具活性或已失效的介质简单方便。

Description

一种去除水体中噻虫嗪残留的装置

技术领域

本实用新型涉及水体处理技术领域，特别是涉及一种用于降解水体中的农药噻虫嗪残留的处理装置。

背景技术

噻虫嗪是一种第二代新烟碱类杀虫剂，对刺吸式害虫如蚜虫、飞虱、叶蝉、粉虱等有良好的防效，已被115种作物上注册登记使用。然而，在噻虫嗪大量使用的同时，因其在水中的溶解度大，土壤对它的吸附作用较小，给地表水和地下水造成了潜在的污染问题。

目前，针对水体中噻虫嗪的污染修复治理措施主要有吸附法、光催化降解法、电化学氧化法和零价铁降解法等。吸附法虽然操作简单，成本低，但是不能彻底消除环境中噻虫嗪残留，光催化降解和电化学降解必须借助光、电等能源。纳米零价铁具有强的还原性、较高的催化活性和优良的吸附性能，被广泛用于含卤有机物的还原脱卤、硝基化合物中硝基的还原、染料的还原脱色及重金属离子的去除，是一种非常具有应用潜力的环境友好型污染环境修复控制材料。利用纳米零价铁的吸附/还原/催化作用去除污染物是当前环境领域研究热点 (Mueller N.C.,Braun J.,Bruns J.,Cernik M.,Rissing P.,Rickerby D.,Nowack B., Environ Sci Pollut Res Int(环境科学污染研究学报),2012,19(2),550-558)；而纳米零价铁存在如下弊端：在制备过程中，易发生团聚、氧化而导致反应活性降低；在污染物去除过程中，反应产生的Fe²⁺/Fe³⁺易在其表面形成钝化层，降低了后期纳米零价铁的反应活性，这在很大程度上限制了其在实际污染物治理中的应用；而将纳米零价铁负载于多孔性的无机材料上有望减少其团聚和钝化，提高其吸附、还原、催化性能(GreenleeL.F.,Torrey J.D.,Amaro R.L.,Shaw J.M.,Environ Sci Technol(环境科学工艺),2012,46(23),12913-12920)；目前，可用于分散纳米零价铁的无机载体主要有活性炭、金属氧化物、硅胶及粘土矿物等；在众多的载体材料中，蒙脱石作为自然界广泛存在的粘土矿物，因其成本低，具有多孔结构、表面积大、阳离子交换能力强等特点是理想的载体 (Trujillo-Reyes J.,Peralta-Videa J.R.,Gardea-Torresdey J.L.,J Hazard Mater,2014, 280,487-503)；在中国发明专利申请公开说明书201210447511.9中公开了一种以蒙脱石为载体的纳米零价铁的制备方法，充分利用蒙脱石层间及表面空间，活性和稳定性高且能减少纳米零价铁聚合。

现有技术中，实现利用纳米零价铁来吸附水体中污染物的处理装置，首先是将纳米零价铁颗粒与水体充分混合，处理过的水体排出装置，装置内的纳米零价铁颗粒则随水回流重新参与混合然后作为废弃物排出装置外，而该现有技术无法将参与了多次反应后仍具有反应活性的负载有纳米零价铁的颗粒进行回收，造成浪费，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种能够使纳米零价铁与噻虫嗪产生有效接触，并且能将未参与反应与仍具有反应活性的纳米零价铁颗粒进行回收和重复利用的装置。

为达到上述目的，本实用新型提供一种去除水体中噻虫嗪残留的装置，包括反应筒和搅拌装置，所述反应筒内从上至下依次设置相连通的反应腔、沉降腔和回流腔，所述回流腔的一侧设置有电磁吸附装置，另一侧设有排泥口，所述回流腔在所述电磁吸附装置下方的底部通过介质回流装置与所述反应筒的投料口相连通。

较佳地，所述反应筒设有与所述反应腔连通的进水口和出水口。

较佳地，所述出水口的高度高于所述进水口，通过所述出水口与所述反应腔连通有排水腔；所述排水腔与所述进水口同一水平位置处设置有排水口。

较佳地，所述出水口上设置有滤网。

较佳地，所述电磁吸附装置设置在所述回流腔一侧的内侧壁上。

较佳地，所述介质回流装置包括所述回流腔底端靠近所述电磁吸附装置处设置的回流管，以及设置在所述回流管上的回流泵；所述回流管与所述回流腔连通，所述回流管通过所述投料口与所述反应腔连通。

较佳地，所述回流管上设置有清淤口。

较佳地，所述沉降腔内排列有多个折板，所述多个折板的外侧还设置有斜导板；所述斜导板的一端固定于所述沉降腔的内壁上。

较佳地，每个所述折板沿纵向呈S形弯折延伸，所述折板的横向两端固定于所述沉降腔内侧壁上。

较佳地，所述反应腔内壁上设置有pH计。

由此，通过所述一种去除水体中噻虫嗪残留的装置将水中的噻虫嗪进行充分的降解，可减少水体中噻虫嗪残留对环境的污染。

由于上述技术方案的运用，相较于现有技术，本实用新型提供的能快速降解噻虫嗪的处理装置能够用于通过充分有效地对水体中新烟碱类农药残留如噻虫嗪、啶虫脒及吡虫啉等农药进行降解去除，减少农药残留对环境污染；同时，装置结构简单，排污效率高，本实用新型通过电磁吸附装置对金属的吸附作用来回收未参与反应或仍具有活性的纳米零价铁颗粒，节约环保，可持续性强，更新装置中失效的纳米零价铁颗粒简单方便；且排水口与进水口设置在同一水平面可消除水处理前后的高度落差，减少不必要的管道设计。

附图说明

图1为一种去除水体中噻虫嗪残留的装置的结构示意图；

图2为一种去除水体中噻虫嗪残留的装置中沉降腔的结构立体图；

图3为一种去除水体中噻虫嗪残留的装置中沉降腔的俯视图。

附图中：1-反应腔、2-沉降腔、3-回流腔、4-排水腔、5-转轴、6-搅拌桨、 7-排水口、8-出水口、9-电机、10-进水口、11a-折板、11b-斜导板、12-排泥口、13-电磁吸附装置、14-回流泵、15-回流管、16-pH计、17-投料口、18-清淤口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步描述。

实施例一

请参阅图1至图3，本实用新型提供的一种去除水体中噻虫嗪残留的装置，包括反应筒和搅拌装置，所述反应筒内从上至下依次设置相连通的反应腔1、沉降腔2和回流腔3；所述反应筒设有与所述反应腔1连通的进水口10和出水口 8，植烟区灌溉水从进水口10进入装置。

通过所述出水口8与所述反应腔1连通有排水腔4；所述出水口8上设置有滤网，用于截留随水流出的少量介质；所述排水腔4与所述进水口10同一水平位置处设置有排水口7，处理后的水最终经出水口8从排水口7排出，排水口7 与进水口10设置在同一水平面则可消除水体处理前后的高度落差，减少不必要的管道设计。

所述反应腔1内设置有搅拌装置，所述搅拌装置包括转轴5、设置于所述转轴5上的搅拌桨6以及给所述转轴5提供转矩以驱动所述搅拌桨6旋转的电机9；所述搅拌桨6中心固定在所述转轴5上，所述多个搅拌桨6在水平方向上与所述转轴5形成不同的夹角，使搅拌更为完全、充分。

于本实施例中，所述反应腔1的内壁上设置有pH计16，用于检测反应腔1 内pH值；蒙脱石负载纳米零价铁颗粒(以下均简称为介质)的最优pH值为3，当pH计16检测到反应腔1内pH值高于或低于3时，可通过投料口17投加试剂达到所需最优pH值；本实施例中使用的pH计16为在线pH计，本实施例中在线pH计的电极设置在与出水口同一侧的内壁上，通过导线，与设置在反应筒外壁上的LED显示屏电连接，并且可设置pH值的报警上下限，当反应腔1内的pH值不在2.5-3.5(可根据实际需要设置不同的pH值范围)的范围内时实现报警，通过LED显示屏上的示数在投料口17内加入相应的pH值调节剂来稳定反应腔1内最优条件的pH值。

所述沉降腔2内排列有多个折板11a，所述多个折板11a的外侧还设置有斜导板11b；所述斜导板11b的一端固定于所述沉降腔2的内壁上；每个所述折板11a沿纵向呈S形弯折延伸，所述折板11a的横向两端固定于所述沉降腔 2内侧壁上；通过两种板的设置促进介质的沉降并且阻止介质逆向流动。

于本实施例中，搅拌装置位于折板11a的上方，经过搅拌装置的搅拌参与了反应的介质通过重力作用沉降至折板11a处，并通过折板11a与斜导板11b作用最终沉降至回流区3。

所述回流腔3的横截面沿轴向逐渐减小，便于对沉降后的介质的拢聚；所述电磁吸附装置13设置在所述回流腔3的一个面内侧壁上；所述回流腔的一侧设置有电磁吸附装置13，另一侧设有排泥口12，排泥口12设置于回流腔3的底端；所述回流腔3在所述电磁吸附装置13下方的底部通过介质回流装置与所述反应筒的投料口17相连通；本实施例中，电磁吸附装置13采用普通电磁吸盘，即JB/T 10577-2006电磁吸盘，电磁吸盘是一种用电磁原理，通过使内部线圈通电产生磁力，经过导磁面板，将接触在面板表面的工件紧紧吸住的，通过线圈断电，磁力消失实现退磁，取下工件的产品；本实施例中，电磁吸附装置 13的导磁面板安装在回流腔3一侧的外壁上，此处外壁壁厚为其余各处的 20-50％。

于本实施例中，所述介质回流装置包括所述回流腔3底端靠近所述电磁吸附装置13处设置的回流管15，以及设置在所述回流管15上的回流泵14；所述回流管15与所述回流腔3连通，回流管15还通过所述投料口17与所述反应腔 1连通，回流管15上设置有清淤口18。

于本实施例中，通过控制电磁吸附装置13的电源开关来控制蒙脱石负载纳米零价铁颗粒的回收；正常工作时，未参与反应或仍具有反应活性的介质通过回流泵14的压力随水经过回流管15从投料口17重新进入反应腔1参与反应；若需要对失去活性的介质进行收集时，进水口10停止进水，打开电磁吸附装置 13的电源开关产生磁性，整个装置内剩余的介质受磁性影响聚集在电磁吸附装置13上，打开排泥口12随水放出其他沉沙等杂质后关闭排泥口12，关闭电磁吸附装置13的电源开关，被收集的介质失去磁性吸引而掉落至回流管15中，此时打开清淤口则可获得此介质。

于本实施例中，反应腔1和沉降腔2都是由矩形体内壁形成的矩形腔体，回流腔3是与该矩形体内壁的下端连接的棱锥形成的棱锥形腔体；在其他实施例中，反应腔1和沉降腔2还可以是由圆柱体内壁形成的圆柱形腔体，回流腔3 是与该圆柱形体内壁的下端连接的圆锥筒形成的圆柱形腔体。

于本实施例中，一种去除水体中噻虫嗪残留的装置还包括蒙脱石负载纳米零价铁加料装置，该蒙脱石负载纳米零价铁加料装置可采用装有蒙脱石负载纳米零价铁的加料桶，蒙脱石负载纳米零价铁加料装置通过管道与投料口17连通。管道上设阀门以控制加料与否。

于本实施例中，排水口7、出水口8、进水口10、排泥口12、投料口17、清淤口18处均设置有阀门以控制该处是否允许物质流经。

由于上述技术方案的运用，相较于现有技术，本实用新型提供的一种去除水体中噻虫嗪残留的装置能够充分高效对水中新烟碱农药如噻虫嗪、啶虫脒及吡虫啉等残留进行降解去除，减少其对环境的污染；同时，装置结构简单，排污效率高，可回收未参与反应或仍具有活性的蒙脱石负载的纳米零价铁颗粒，节约环保，可持续性强，更新装置中失效的蒙脱石负载纳米零价铁颗粒简单方便；且排水口与进水口设置在同一水平面可消除水处理前后的高度落差，减少不必要的管道设计。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种去除水体中噻虫嗪残留的装置，包括反应筒和搅拌装置，其特征在于，所述反应筒内从上至下依次设置相连通的反应腔(1)、沉降腔(2)和回流腔(3)，所述回流腔的一侧设置有电磁吸附装置(13)，另一侧设有排泥口(12)，所述回流腔(3)在所述电磁吸附装置(13)下方的底部通过介质回流装置与所述反应筒的投料口(17)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种去除水体中噻虫嗪残留的装置，其特征在于：所述反应筒设有与所述反应腔(1)连通的进水口(10)和出水口(8)。

3.根据权利要求2所述的一种去除水体中噻虫嗪残留的装置，其特征在于：所述出水口(8)的高度高于所述进水口(10)，通过所述出水口(8)与所述反应腔(1)连通有排水腔(4)；所述排水腔(4)与所述进水口(10)同一水平位置处设置有排水口(7)。

4.根据权利要求2或3所述的一种去除水体中噻虫嗪残留的装置，其特征在于：所述出水口(8)上设置有滤网。

5.根据权利要求1所述的一种去除水体中噻虫嗪残留的装置，其特征在于：所述回流腔(3)的横截面沿轴向由上至下逐渐减小，所述电磁吸附装置(13)设置在所述回流腔(3)一侧的内侧壁上。

6.根据权利要求1所述的一种去除水体中噻虫嗪残留的装置，其特征在于：所述介质回流装置包括所述回流腔(3)底端靠近所述电磁吸附装置(13)处设置的回流管(15)，以及设置在所述回流管(15)上的回流泵(14)；所述回流管(15)与所述回流腔(3)连通，所述回流管(15)通过所述投料口(17)与所述反应腔(1)连通。

7.根据权利要求6所述的一种去除水体中噻虫嗪残留的装置，其特征在于：所述回流管(15)上设置有清淤口(18)。

8.根据权利要求1所述的一种去除水体中噻虫嗪残留的装置，其特征在于：所述沉降腔(2)内排列有多个折板(11a)，所述多个折板(11a)的外侧还设置有斜导板(11b)；所述斜导板(11b)的一端固定于所述沉降腔(2)的内壁上。

9.根据权利要求8所述的一种去除水体中噻虫嗪残留的装置，其特征在于：每个所述折板(11a)沿纵向呈S形弯折延伸，所述折板(11a)的横向两端固定于所述沉降腔(2)内侧壁上。

10.根据权利要求1所述的一种去除水体中噻虫嗪残留的装置，其特征在于：所述反应腔(1)内壁上设置有pH计(16)。

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