一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置，包括：填料罐、攪拌裝置、填料回收裝置和控制系統(tǒng)；填料罐設(shè)有進水口、出水口、洗脫液進口、填料排出口和加料口，進水口、洗脫液進口和加料口位于填料罐內(nèi)填料層的上方，填料排出口的位置與填料層相應(yīng)，出水口位于填料層的下方；攪拌裝置的攪拌槳伸入填料層；填料回收裝置與填料排出口相接。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、能夠?qū)蜐舛戎亟饘匐x子(1-30ppm)的實驗室污水進行較好地處理，對吸附飽和的填料進行有效再生處理的優(yōu)點，屬于污水處理領(lǐng)域。
【專利說明】一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種實驗室排放的含重金屬離子廢水的吸附脫除處理裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]實驗室產(chǎn)生的廢水中往往含有多種重金屬離子，主要有Hg2+、Cu2+、Mn2+、Pb2+、Cr3+、Cr6+、Zn2+等等，這些重金屬離子會對環(huán)境造成嚴重污染，如果進入生態(tài)系統(tǒng)中，將破壞植物的生長和危及動物和人的生命，因此對實驗室廢水中重金屬離子的去除勢在必行。
[0003]我國作為一個農(nóng)業(yè)大國每年產(chǎn)生大量的農(nóng)場廢棄物，如玉米芯、花生殼、核桃殼等，這些農(nóng)產(chǎn)廢棄物材料內(nèi)部具有大量的羥基、氨基、羧基等基團，并且這些生物材料經(jīng)過粉碎到一定的細度后還有具有很大的比表面積以及空洞結(jié)構(gòu)，對重金屬離子具有非常好的吸附性能。此外，這些材料對重金屬離子的吸附以及絡(luò)合能力相對較弱，吸附在這些生物質(zhì)材料表面的重金屬離子又比較容易通過一定濃度的酸或者其他絡(luò)合能力稍強的試劑洗脫下來，達到吸附劑的重復再生利用。
[0004]鑒于實驗室廢水量不大、重金屬離子濃度不高、流量不穩(wěn)定的特點，不宜建造專業(yè)的污水處理系統(tǒng)。為了避免重金屬離子流入水體或土壤，污染環(huán)境，設(shè)計一種采用生物吸附劑處理的實驗室含重金屬離子廢水的小型設(shè)備具有重要的應(yīng)用價值和廣闊的市場前景。
實用新型內(nèi)容
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本實用新型的目的是:提供一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置和系統(tǒng)，能夠?qū)亟饘匐x子的污水進行較好的處理，且填料能再生多次重復使用。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置，包括:填料罐、攪拌裝置、填料回收裝置和控制系統(tǒng)；填料罐設(shè)有進水口、出水口、洗脫液進口、填料排出口和加料口，進水口、洗脫液進口和加料口位于填料罐內(nèi)填料層的上方，填料排出口的位置與填料層相應(yīng)，出水口位于填料層的下方；攪拌裝置的攪拌槳伸入填料層；填料回收裝置與填料排出口相接。
[0008]填料層的底部為固定在填料罐內(nèi)壁的過濾隔壁；加料口位于填料罐的頂部，出水口位于填料罐的底部，進水口和洗脫液進口位于填料罐的側(cè)壁，填料排出口位于填料罐的側(cè)壁且高于過濾隔壁。此處所說的高于，只需略高即可，即填料排出口需盡量靠近填料層的底部，便于廢棄填料的排出。
[0009]進水口處裝有花灑。
[0010]攪拌裝置還包括:電機和旋轉(zhuǎn)軸；電機固定在填料罐的上端，旋轉(zhuǎn)軸的上端與電機相接由電機帶動轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)軸的下端與攪拌槳固定；旋轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)置且位于填料罐的中心；攪拌槳距離填料層的上端距離為大于等于填料層高度的三分之一。
[0011]填料回收裝置為廢棄填料收集器；廢棄填料收集器的入口與填料排出口通過管道相接，廢棄填料收集器的出口設(shè)有過濾網(wǎng)。
[0012]出水口接有管道，該管道上設(shè)置排水閥，排水閥與控制系統(tǒng)相接。
[0013]進水口、洗脫液進口和填料排出口分別接有管道，三條管道上分別設(shè)置電磁閥，電磁閥分別與控制系統(tǒng)相接。
[0014]一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置還包括一個檢測進水口和出水口壓差的壓力檢測裝置，壓力檢測裝置與控制系統(tǒng)相接；填料罐內(nèi)設(shè)置檢測液位的液位傳感器，液位傳感器與控制系統(tǒng)相接。
[0015]一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置，還包括一循環(huán)管道；循環(huán)管道的一端與出水口連通，另一端接有噴嘴通入填料罐內(nèi)的過濾隔壁的上方；循環(huán)管道中設(shè)置高壓水泵。
[0016]一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的系統(tǒng)，采用兩個以上的依次串接的一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置；位于前方的填料罐的出水口與下一個填料罐的進水口通過管道串接。
[0017]總的說來，本實用新型具有如下優(yōu)點:
[0018]1.結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，操作方便。
[0019]2.能夠?qū)蜐舛戎亟饘匐x子(l-30ppm)的實驗室污水進行較好地處理，尤其適用于廢水量不大、重金屬離子濃度不高、流量不穩(wěn)定的實驗室廢水的處理。
[0020]3.對吸附飽和的填料進行有效再生處理，提高循環(huán)利用率。
[0021]4.設(shè)置攪拌裝置，利于填料的洗脫。
[0022]5.設(shè)置控制系統(tǒng)，對排水閥、電磁閥、壓力檢測裝置、液位傳感器等集中進行控制，操作便利。
[0023]6.采用過濾隔壁，結(jié)構(gòu)簡單，有效對填料進行承托和隔離，減少加工后廢水的雜質(zhì)含量；采用過濾網(wǎng)，減少排出洗脫液的雜質(zhì)含量。
[0024]7.設(shè)置循環(huán)管道，當出水口排出廢水的重金屬離子含量不達標時，廢水重新回到填料層中重新進行吸收處理，直至達到標準才排出。
[0025]8.當重金屬離子含量過高時，可串接若干個廢水處理裝置進行多級處理，直至廢水處理達標，設(shè)置靈活。
[0026]9.進水口裝有花灑，使得廢水均勻噴灑在填料表面，為均勻吸收處理做準備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本實用新型一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]其中，I為進水口，2為電機,3為加料口，4為洗脫液進口，5為攪拌槳,6為過濾隔壁，7為出水口，8為廢棄填料收集器，9為過濾網(wǎng)，10為廢棄填料收集器的出口，11為填料排出口，12為填料。

【具體實施方式】
[0029]下面將結(jié)合附圖和【具體實施方式】來對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0030]實施例一
[0031]一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置，包括:填料罐、攪拌裝置、填料回收裝置和控制系統(tǒng)。
[0032]填料罐為圓筒形，底部為倒錐形，靠近底部的位置設(shè)置過濾隔壁，過濾隔壁上堆置生物填料構(gòu)成填料層。用于加入填料的加料口位于填料罐的上端，排出加工后廢水的出水口位于填料罐的下端，用于加入廢水的進水口和用于加入洗脫液的洗脫液進口位于填料罐的內(nèi)壁且高于填料層，排出填料和洗脫液的填料排出口位于填料罐的側(cè)壁且位置略高于過濾隔壁。填料罐內(nèi)的過濾隔壁附近設(shè)有攪拌裝置以便再生時填料與洗脫液充分接觸，提高洗脫效率；此外，還設(shè)有填料排出口，以便排出失效填料，補充新鮮填料。
[0033]攪拌裝置包括:電機、旋轉(zhuǎn)軸和攪拌槳。電機安裝在填料罐頂部的外壁，電機與旋轉(zhuǎn)軸的上端相接并帶動旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)軸的下端固定有攪拌槳。攪拌槳的葉片應(yīng)該為具有一定強度的槳片，攪拌槳伸入填料層，攪拌槳距離填料層的上端距離為大于等于填料層高度的三分之一。
[0034]填料回收裝置為廢棄填料收集器，用于洗脫液和填料的收集。廢棄填料收集器的入口與填料排出口通過管道相接，廢棄填料收集器的出口設(shè)有過濾網(wǎng)。
[0035]本實用新型還包括一個檢測進水口和出水口壓差的壓力檢測裝置。填料罐內(nèi)設(shè)置液位傳感器。本實用新型還包括一循環(huán)管道，循環(huán)管道的一端與出水口連通，另一端接有噴嘴通入填料罐內(nèi)的過濾隔壁的上方；循環(huán)管道中設(shè)置高壓水泵，通過高壓水泵抽取出水口的廢液回流至填料罐內(nèi)再次吸附重金屬離子。
[0036]進水口、洗脫液進口、廢棄填料收集器的出口分別接有管道，且管道上均設(shè)置電磁閥；填料排出口和廢棄填料收集器的入口之間通過管道相接，且管道上設(shè)置電磁閥；出水口接有管道且管道上設(shè)置排水閥。
[0037]控制系統(tǒng)包括可編程邏輯控制器PLC芯片。電機、壓力檢測裝置、液位傳感器、力口熱裝置、排水閥、電磁閥分別與控制系統(tǒng)相接，并由控制系統(tǒng)控制。
[0038]一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置能夠?qū)ξ鬯械纳倭康闹亟饘匐x子進行吸附脫除，填料吸附飽和后，通過對填料所吸附的重金屬離子進行洗脫，填料可進行重復多次使用。具體過程為:先將待處理的廢水從進水口泵入填料罐中，待填料罐中水位達到一定高度后，開啟排水閥；控制進水速度和出水速度，使排水閥保持一定的壓力；出水中重金屬離子含量可大幅度降低至排放標準。整個過程由控制系統(tǒng)控制完成。從而可對含重金屬的實驗室廢水進行有效治理。
[0039]當填料對重金屬離子吸附達到飽和以后，采用鹽酸、硫酸或者EDTA等溶液中的一種或多種溶液對填料進行洗脫處理，并且采用機械攪拌，達到將吸附在填料表面的重金屬離子洗脫下來，達到吸附劑的多次利用。解吸后的回收液收集，以便后續(xù)的處理。
[0040]實施例二
[0041]本實施例的一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的系統(tǒng)，采用三個實施例一所述的一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置，三個裝置通過管道依次串接，位于前方的裝置的出水口通過管道與下一個裝置的進水口相接，由此完成廢水的三級處理，使得重金屬離子濃度達到排放標準。
[0042]上述實施例為實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置，其特征在于:包括:填料罐、攪拌裝置、填料回收裝置和控制系統(tǒng)； 填料罐設(shè)有進水口、出水口、洗脫液進口、填料排出口和加料口，進水口、洗脫液進口和加料口位于填料罐內(nèi)填料層的上方，填料排出口的位置與填料層相應(yīng)，出水口位于填料層的下方； 攪拌裝置的攪拌槳伸入填料層；填料回收裝置與填料排出口相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置，其特征在于:所述填料層的底部為固定在填料罐內(nèi)壁的過濾隔壁；加料口位于填料罐的頂部，出水口位于填料罐的底部，進水口和洗脫液進口位于填料罐的側(cè)壁，填料排出口位于填料罐的側(cè)壁且高于過濾隔壁。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置，其特征在于:所述進水口處裝有花灑。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置，其特征在于:所述攪拌裝置還包括:電機和旋轉(zhuǎn)軸；電機固定在填料罐的上端，旋轉(zhuǎn)軸的上端與電機相接由電機帶動轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)軸的下端與攪拌槳固定；旋轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)置且位于填料罐的中心；攪拌槳距離填料層的上端距離為大于等于填料層高度的三分之一。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置，其特征在于:所述填料回收裝置為廢棄填料收集器；廢棄填料收集器的入口與填料排出口通過管道相接，廢棄填料收集器的出口設(shè)有過濾網(wǎng)。
6.按照權(quán)利要求1所述的一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置，其特征在于:所述出水口接有管道，該管道上設(shè)置排水閥，排水閥與控制系統(tǒng)相接。
7.按照權(quán)利要求1所述的一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置，其特征在于:所述進水口、洗脫液進口和填料排出口分別接有管道，三條管道上分別設(shè)置電磁閥，電磁閥分別與控制系統(tǒng)相接。
8.按照權(quán)利要求1所述的一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置，其特征在于:它還包括一個檢測進水口和出水口壓差的壓力檢測裝置，壓力檢測裝置與控制系統(tǒng)相接；填料罐內(nèi)設(shè)置檢測液位的液位傳感器，液位傳感器與控制系統(tǒng)相接。
9.按照權(quán)利要求2所述的一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置，其特征在于:它還包括一循環(huán)管道；循環(huán)管道的一端與出水口連通，另一端接有噴嘴通入填料罐內(nèi)的過濾隔壁的上方；循環(huán)管道中設(shè)置高壓水泵。
10.一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的系統(tǒng)，其特征在于:采用兩個以上的依次串接的如權(quán)利要求1至9中任一項所述的一種利用生物吸附材料處理實驗室含重金屬離子廢水的裝置；位于前方的填料罐的出水口與下一個填料罐的進水口通過管道串接。
【文檔編號】C02F1/28GK203976436SQ201420409362
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】李可榮, 龔圣 申請人:廣州市泰博實驗設(shè)備有限公司, 仲愷農(nóng)業(yè)工程學院