CN212476186U - 一种基于粉末材料的免活化污水循环吸附系统 - Google Patents

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徐瑶雷
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Abstract

本实用新型提供一种基于粉末材料的免活化污水循环吸附系统,属于污水处理技术领域。一种基于粉末材料的免活化污水循环吸附系统,包括投放了粉末吸附剂的第一反应池、第二反应池,第一反应池、第二反应池的酸碱性相反,第一反应池、第二反应池底部均设有陶瓷滤膜,陶瓷滤膜下方设有反冲洗装置,第一反应池底部与第一清水池连通,第二反应池底部与第二清水池连通,还包括第一输送管、第二输送管。本实用新型吸附过程吸附效率高,能够有效去除水中的离子污染物。同时循环交替的方式同时进行阴阳离子污染物的吸附净化,净化效率高。

Description

一种基于粉末材料的免活化污水循环吸附系统
技术领域
本实用新型属于污水处理技术领域,具体涉及一种基于粉末材料的免活化污水循环吸附系统。
背景技术
我国水污染问题日趋严重,严重危害人类生命健康安全。广泛存在于水体中的重金属和有机污染物毒性大、迁移性强、分布广且不易降解,存在致畸、致癌、致突变等潜在危害。吸附法因操作简单、技术可行受到广泛研究,实际废水具有条件极端、成分复杂、水量大等特点。
污水净化方法可按其作用分为四大类,即物理处理法、化学处理法、物理化学法和生物处理法。
(1)物理处理法,通过物理作用,以分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态污染物质(包括油膜和油珠),常用的有重力分离法、离心分离法、过滤法等。
(2)化学处理法,向污水中投加某种化学物质,利用化学反应来分离、回收污水中的污染物质,常用的有化学沉淀法、混凝法、中和法、氧化还原(包括电解)法等。
(3)物理化学法,利用物理化学作用去除废水中的污染物质,主要有吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法等。
(4)生物处理法,通过微生物的代谢作用,使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机性污染物质转化为稳定、无害的物质,可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。
物理处理法就是利用物理作用除去污水的漂浮物、悬浮物和油污等,同时从废水中回收有用物质的一种简单水处理法。
常用于水处理的物理方法有重力分离、过滤、蒸发结晶和物理调节等方法。重力分离法指利用污水中泥沙、悬浮固体和油类等在重力作用下与水分离的特性,经过自然沉降,将污水中比重较大的悬浮物除去;离心分离法指在机械高速旋转的离心作用下,把不同质量的悬浮物或乳化油通过不同出口分别引流出来,进行回收;过滤法是用石英沙、筛网、尼龙布、隔栅等作过滤介质,对悬浮物进行截留;蒸发结晶法是加热使污水中的水气化,固体物得到浓缩结晶;磁力分离法是利用磁场力的作用,快速除去废水中难于分离的细小悬浮物和胶体,如油、重金属离子、藻类、细菌、病毒等污染物质。
化学法就是使有毒、有害废水转为无毒无害水或低毒水的一种方法,主要有酸碱中和法、混凝、化学沉淀、氧化还原等。酸碱中和法是指采用加碱性物质处理酸性废水,加酸性物质处理碱性废水,让两者中和后,加以过滤可将废水基本净化;凝聚法指将污水中加入明矾,充分搅拌,使带电荷的胶体离子沉淀下来;化学沉淀法是在废水中加入化学沉淀剂,使之与废水中的重金属污染物发生反应,以生成难溶的固体物而沉淀;氧化还原法是加入化学氧化剂或还原剂,有选择地改变废水中有毒物质的性质,使之变成无毒或微毒的物质;电化学法是利用电解槽的化学反应,处理废水中污染物质的一种技术,包括电解氧化还原、电解凝聚等不同的过程。
未经处理即被排放的废水,流经一段距离后会逐渐变清,臭气消失,这种现象是水体的自然净化。水中的微生物起着清洁污水的作用,它们以水体中的有机污染物作为自己的营养食料,通过吸附、吸收、氧化、分解等过程,把有机物变成简单的无机物,既满足了微生物本身繁殖和生命活动的需要,又净化了污水。菌类、藻类和原生动物等微生物,具有很强的吸附、氧化、分解有机污染物的能力。它们对废物的处理过程中,对氧的要求不同,据此可将生化处理分为好气处理和厌气处理两类。好气处理是需氧处理,厌气处理则在无氧条件下进行。生化处理法是废水中应用最久最广且相当有效的一种方法,特别适用于处理有机污水。
申请号为CN201921330653.0的中国专利中公开了一种多层污水净化装置。该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。但是该实用新型的净化主要是依靠椰壳渣颗粒的吸附,针对阴离子、阳离子类的污水无法实现净化。而且净化吸附剂需要不断更换,才能保证净化的效果。
粉末材料因不易回收,成型工艺复杂、再生困难以及经济成本高等缺陷,无法在实际水处理工程中应用。目前,现有技术中有利用碳化硅陶瓷膜等将粉末状材料应用于废水处理中,但依旧存在活化再生步骤繁琐,反应条件粗糙,无法适用于水量、水质成分复杂的水体的等缺陷。现有技术中使用的净化方法粉末材料需要活化以后才能继续使用,操作复杂,而且滤膜清洗困难。针对阴、阳离子的吸附净化效果差。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型提供一种基于粉末材料的免活化污水循环吸附系统,两套净化部位,一个净化水溶液中的阳离子污染物,一个净化污水中的阴离子污染物,吸附过程吸附效率高,能够有效去除水中的离子污染物。同时循环交替的方式同时进行阴阳离子污染物的吸附净化,净化效率高。
一种基于粉末材料的免活化污水循环吸附系统,包括投放了粉末吸附剂的第一反应池、第二反应池,所述第一反应池、第二反应池设有搅拌器,所述第一反应池、第二反应池的酸碱性相反,所述第一反应池、第二反应池底部均设有陶瓷滤膜,所述陶瓷滤膜下方设有反冲洗装置,所述第一反应池底部与第一清水池连通,所述第二反应池底部与第二清水池连通,还包括第一输送管、第二输送管,所述第一输送管一端与第一清水池连通另一端与第二反应池相连通,所述第二输送管一端与第二清水池连通另一端与第一反应池相连通,所述第一输送管上设有第一抽水泵、所述第二输送管上设有第二抽水泵,所述第一清水池、第二清水池底部均设有排水管。
第一反应池中的溶液为酸性、第二反应池的溶液为碱性,所述粉末吸附剂由粘土矿物、十六烷基三甲基溴化铵、导电聚合物单体、过硫酸铵、盐酸溶液组成。
所述粘土矿物为累托石、蒙脱石、高岭土、伊利石、膨润土、海泡石和沸石中的一种或多种。这种粉末吸附剂具有特殊的性质,在酸性的条件下可以吸附阴离子污染物,添加碱液以后能够恢复吸附能力,相当于解吸。在碱性条件下能够吸附阳离子污染物,添加酸液以后能够解吸,恢复吸附能力。导电聚合物单体可以为吡咯、苯胺、噻吩中的一种或多种。
作为优选的,所述第一清水池、第二清水池均设有抽气泵。
作为优选的,所述第一反应池、第二反应池与pH值调节装置相连,所述第一反应池、第二反应池内设有用于检测溶液酸碱度的监测探头。
作为优选的,所述第一反应池、第二反应池底部与排泥管相连通。
作为优选的,所述陶瓷滤膜为碳化硅陶瓷膜。
作为优选的,净化污水时所述第一反应池内的溶液的pH为3-4。
作为优选的,净化污水时所述第二反应池内的溶液的pH为9-11。
净化出清水以后将清水收集,然后添加酸或者碱液使得粉末材料解吸,那么阴离子阳离子会进入到解析液中,然后丢弃解析液,使得阳离子污染物和清水之间分离,粉末吸附剂中也会残留一些阳离子,因为解吸是很难完全解吸的,所以用了一定的次数之后要将夹杂阳离子的粉末吸附剂从排泥管8排出,及时更换新。
可以根据具体带净化污水的性质选择净化的流程,同时还需要及时调整各个位置的泵的工作状态。
本实用新型可将粉末吸附材料直接应用于实际废水处理,利用两反应池中吸附材料电性的不同,实现对复杂水体中各组分的有效吸附,无需对粉末材料活化。两套净化部位,一个净化水溶液中的阳离子污染物,一个净化污水中的阴离子污染物,吸附过程吸附效率高,能够有效去除水中的离子污染物。同时循环交替的方式同时进行阴阳离子污染物的吸附净化,净化效率高。
附图说明
图1位本实用新型具体实施方式中提供的一种基于粉末材料的免活化污水循环吸附系统的结构示意图。
其中:第一反应池1、第二反应池2、搅拌器3、pH值调节装置4、监测探头5、陶瓷滤膜6、反冲洗装置7、排泥管8、第一清水池9、第二清水池10、第一输送管11a、第二输送管11b、抽气泵12、排水管13、第一抽水泵14a、第二抽水泵14b。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细描述。
请参阅图1,一种基于粉末材料的免活化污水循环吸附系统,包括投放了粉末吸附剂的第一反应池1、第二反应池2,所述第一反应池1、第二反应池2的酸碱性相反,所述第一反应池1、第二反应池2设有搅拌器3,所述第一反应池1、第二反应池2底部均设有陶瓷滤膜6,所述陶瓷滤膜6下方设有反冲洗装置7,所述第一反应池1底部与第一清水池9连通,所述第二反应池2底部与第二清水池10连通,还包括第一输送管11a、第二输送管11b,所述第一输送管11a一端与第一清水池9连通另一端与第二反应池2相连通,所述第二输送管11b一端与第二清水池10连通另一端与第一反应池1相连通,所述第一输送管11a上设有第一抽水泵14a、所述第二输送管11b上设有第二抽水泵14b,所述第一清水池9、第二清水池10底部均设有排水管13。
搅拌器3的作用是搅拌第一反应池1、第二反应池2中的液体提高粉末吸附剂与污水的接触面积,防止粉末吸附剂团聚,提高吸附的效率。
在第一抽水泵14a的作用下第一输送管11a将经过第一反应池1净化进入到第一清水池9中的清水泵入第二反应池2中继续净化;在第二抽水泵14b的作用下第二输送管11b将经过第二反应池2净化进入到第二清水池10中的清水泵入第一反应池1中继续净化。
第一反应池中的溶液为酸性、第二反应池的溶液为碱性,所述粉末吸附剂由粘土矿物、十六烷基三甲基溴化铵、导电聚合物单体、过硫酸铵、盐酸溶液组成,所述粘土矿物为累托石、蒙脱石、高岭土、伊利石、膨润土、海泡石和沸石中的一种或多种。
这种粉末吸附剂具有特殊的性质,在酸性的条件下可以吸附阴离子污染物,添加碱液以后能够恢复吸附能力,相当于解吸。在碱性条件下能够吸附阳离子污染物,添加酸液以后能够解吸,恢复吸附能力。
反冲洗装置7可以是反冲洗水管,经过长时间的吸附解吸过程,陶瓷滤膜6的膜通量会降低,需要开启反冲洗装置7,将膜壁上的吸附材料快速冲洗回反应池,实现滤膜过滤系统的再生。
所述第一清水池9、第二清水池10均设有抽气泵12,第一清水池9、第二清水池10只有与第一反应池1、第二反应池2连通的位置是开放的其余位置没有出口,在净化开始的时候第一清水池9、第二清水池10中是空的,在开始净化了以后打开抽气泵12,抽气泵12要设置在第一清水池9、第二清水池10上部,以防抽走液体,在打开抽气泵12以后第一清水池9、第二清水池10的压力变小,第一反应池1、第二反应池2中的水经由陶瓷滤膜6被压入第一清水池9、第二清水池10中,加快净化的效率。
所述第一反应池1、第二反应池2与pH值调节装置4相连,所述第一反应池1、第二反应池2内设有用于检测溶液酸碱度的监测探头5。及时检测第一反应池1、第二反应池2中pH值的变化,根据需要及时补充酸碱溶液。
所述第一反应池1、第二反应池2底部与排泥管8相连通,所述陶瓷滤膜6为碳化硅陶瓷膜。
第一轮净化的时候:
第一反应池1、第二反应池2中添加入粉末吸附剂,然后都加入待净化的污水调节第一反应池1、第二反应池2的pH值使得,第一反应池1内的溶液的pH为1-4,第二反应池2内的溶液的pH为9-13。使得第一反应池1能够吸附水中的阴离子污染物、第二反应池2能够吸附水中的阳离子污染物。然后开启抽气泵12使得水能够进入到第一清水池9/第二清水池10中,完成阴离子/阳离子的净化,得到一级净化水,当需要继续净化继续吸附污水中的阳离子/阴离子的时候开启第一抽水泵14a/第二抽水泵14b将第一清水池9/第二清水池10中的一级净化水泵入第二反应池2/第一反应池1中,继续净化吸附离子。当只需要吸附污水中的阴离子或者阳离子中的一种离子时只需要经过第一反应池1、第二反应池2中的一个即可,在净化的时候需要完成溶液的阴、阳同时吸附时可以使污水先在第一反应池1中吸附阴离子,然后再在第二反应池2中完成阳离子的吸附;当然也可以是先在第二反应池2中完成阳离子吸附然后再在第一反应池1中完成阴离子污染物的吸附。
第二轮净化的时候:
在完成第一轮吸附净化以后,洁净的水会从排水管13中排出,收集,得到洁净的清水,使得阴离子、阳离子污染物分离出来。吸附了阴离子或阳离子污染物的粉末吸附剂留在了第一反应池1/第二反应池2中,然后通过pH调节装置往第一反应池1中加入碱液,向第二反应池2中加入酸液,使得第一反应池1中吸附了阴离子的粉末吸附剂解吸,第二反应池2中吸附了阳离子的粉末吸附剂解吸,从排水管13中排出含有阴离子的碱液、含有阳离子的酸液;然后调节第一反应池1的pH值为9-11,使第一反应池1的吸附性能转变为能够吸附阳离子,调节第二反应池2的pH值为3-4,使得第二反应池2的吸附性能转变为能够吸附阴离子。这样可以循环使用,是第一反应池1、第二反应池2的净化性质(吸附阴离子、阳离子污染物的性质)不断交替。
净化出清水以后将清水收集,然后添加酸或者碱液使得粉末材料解吸,那么阴离子阳离子会进入到解析液中,然后丢弃解析液,使得阳离子污染物和清水之间分离,粉末吸附剂中也会残留一些阳离子,因为解吸是很难完全解吸的,所以用了一定的次数之后要将夹杂阳离子的粉末吸附剂从排泥管8排出,及时更换新。
可以根据具体带净化污水的性质选择净化的流程,同时还需要及时调整各个位置的泵的工作状态。
本实用新型可将粉末吸附材料直接应用于实际废水处理,利用两反应池中吸附材料电性的不同,实现对复杂水体中各组分的有效吸附,无需对粉末材料活化。两套净化部位,一个净化水溶液中的阳离子污染物,一个净化污水中的阴离子污染物,吸附过程吸附效率高,能够有效去除水中的离子污染物。同时循环交替的方式同时进行阴阳离子污染物的吸附净化,净化效率高。
本实用新型不局限于上述具体的实施方式,本实用新型可以有各种更改和变化。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于粉末材料的免活化污水循环吸附系统,其特征在于,包括投放了粉末吸附剂的第一反应池、第二反应池,所述第一反应池、第二反应池的酸碱性相反,所述第一反应池、第二反应池设有搅拌器,所述第一反应池、第二反应池底部均设有陶瓷滤膜,所述陶瓷滤膜下方设有反冲洗装置,所述第一反应池底部与第一清水池连通,所述第二反应池底部与第二清水池连通,还包括第一输送管、第二输送管,所述第一输送管一端与第一清水池连通另一端与第二反应池相连通,所述第二输送管一端与第二清水池连通另一端与第一反应池相连通,所述第一输送管上设有第一抽水泵、所述第二输送管上设有第二抽水泵,所述第一清水池、第二清水池底部均设有排水管。
2.根据权利要求1所述的一种基于粉末材料的免活化污水循环吸附系统,其特征在于,所述第一清水池、第二清水池均设有抽气泵。
3.根据权利要求2所述的一种基于粉末材料的免活化污水循环吸附系统,其特征在于,所述第一反应池、第二反应池与pH值调节装置相连,所述第一反应池、第二反应池内设有用于检测溶液酸碱度的监测探头。
4.根据权利要求3所述的一种基于粉末材料的免活化污水循环吸附系统,其特征在于,所述第一反应池、第二反应池底部与排泥管相连通。
5.根据权利要求4所述的一种基于粉末材料的免活化污水循环吸附系统,其特征在于,所述陶瓷滤膜为碳化硅陶瓷膜。
6.根据权利要求5所述的一种基于粉末材料的免活化污水循环吸附系统,其特征在于,净化污水时所述第一反应池内的溶液的pH为3-4。
7.根据权利要求6所述的一种基于粉末材料的免活化污水循环吸附系统,其特征在于,净化污水时所述第二反应池内的溶液的pH为9-11。
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