一種工業(yè)污水中去除重金屬離子設(shè)備及其去除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于工業(yè)污水處理凈化領(lǐng)域，具體設(shè)及一種工業(yè)污水中去除重金屬離子設(shè) 備及其去除方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著工業(yè)排污量急劇增加，大量重金屬污染物排向了生活環(huán)境中。在一定條件下， 某些重金屬(例如隸)還能在某些微生物的作用下轉(zhuǎn)化為毒性更大的有機(jī)物質(zhì)。另外，有毒 重金屬可W長期停留與積累在環(huán)境中，通過食物鏈逐級富集，最終進(jìn)入人體，甚至通過遺傳 或母乳使嬰兒受害，主要表現(xiàn)為富集在人體某些器官內(nèi)形成慢性中毒。因此，重金屬污染物 的處理技術(shù)成為一個研究的熱點(diǎn)，其成果有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003] 重金屬污染物在大氣、水、沉積物、±壤、植物等體系中均有分布，在不同體系中的 存在形式不同。重金屬在±壤中的存在形式、±壤重金屬污染主要是由于使用污泥和污水 灌概造成的，污水中工業(yè)廢水占60%~80%，且成分復(fù)雜，都不同程度含有生物難W降解的 重金屬。
[0004] 近年來，中科院等對長江水環(huán)境中重金屬的背景值進(jìn)行了較深入的考察，結(jié)果表 明河水中大部分元素主要W懸浮顆粒態(tài)存在，而溶解部分的重金屬濃度較低，并且總量越 是偏高的元素，W懸浮顆粒態(tài)存在的比例也越高。運(yùn)一特征與區(qū)域條件有密切聯(lián)系，當(dāng)?shù)乩?風(fēng)化強(qiáng)烈時，懸浮質(zhì)含量直接影響水環(huán)境中元素濃度分布。同時，化學(xué)風(fēng)化微弱使元素難W 釋放，河水堿性偏低更使溶解態(tài)重金屬濃度偏低。
[0005] 通過各種途徑進(jìn)入水環(huán)境的重金屬，絕大部分隨物理、化學(xué)、生物及物理化學(xué)作用 的進(jìn)行，迅速轉(zhuǎn)移到沉積物中或通過懸浮物轉(zhuǎn)移到沉積物中。沉積物中重金屬賦存狀態(tài)及 特征為:饑主要趨向于同化/Mn水合氧化物、碳酸鹽相結(jié)合，化主要形成殘渣相和有機(jī)質(zhì)相， 而化易同化/Mn水合氧化物、碳酸鹽相結(jié)合;Pb JnW非殘渣相為主要成分，CuW殘渣相為主 要成分。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)及其不足 重金屬廢水處理的方法有很多，可分為兩大類:一類是使溶解性的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗?或者難溶的金屬化合物，從而將其從水中除去。另一類是在不改變重金屬化學(xué)形態(tài)的情況 下進(jìn)行濃縮分離，例如反滲透法、電滲析法、離子交換法、蒸發(fā)濃縮法等。
[0007] 1、氨氧化物沉淀法。該方法是通過向重金屬廢水投加堿性沉淀劑(如石灰乳、碳酸 鋼液堿等），使金屬離子與徑基反應(yīng)，生成難溶的金屬氨氧化物沉淀，從而予W分離的方法。 [000引2、硫化物沉淀法。該方法是通過向廢水中投加硫化劑，使金屬離子與硫化物反應(yīng)， 生成難溶的金屬硫化物沉淀從而得W分離的方法。硫化劑可采用硫化鋼、硫化氨或硫化亞 鐵等。此法的缺點(diǎn)是硫化物價格太高。
[0009] 3、還原法。該方法是通過向廢水中投加還原劑，使金屬離子還原為金屬或低價金 屬離子，再投加石灰使其成為金屬氨氧化物沉淀從而得W分離的方法。還原法可用于銅、隸 等金屬離子的回收，常用于含鉛廢水的處理。
[0010] 4、離子交換法。離子交換法是利用離于交換劑的交換基團(tuán)，與廢水中的金屬離子 進(jìn)行交換反應(yīng)，將金屬離子置換到交換劑上予W除去的方法。用離子交換法處理重金屬廢 水，如化 2+、Zn2+、Cd2+等，可W采用陽離子交換樹脂;而W陰離子形式存在的金屬離子絡(luò)合物 或酸根化gCl 2-、化2O7等），則需用陰離子交換樹脂予W除去。
[0011] 5、鐵氧體法。鐵氧體是由鐵離子、氧離子W及其它金屬離子所組成的氧化物，是一 種具有鐵磁性的半導(dǎo)體。采用鐵氧體法處理重金屬廢水是根據(jù)鐵氧體的制造原理，利用鐵 氧體反應(yīng)，把廢水中的二價或=價金屬離子，充填到鐵氧體尖晶石的晶格中去，從而得到沉 淀分離的方法。
[0012] 6、電解法。電解法是利用電極與重金屬離子發(fā)生電化學(xué)作用而消除其毒性的方 法。按照陽極類型不同，將電解法分為電解沉淀法和回收重金屬電解法兩類。此法的缺點(diǎn)是 電耗大、出水水質(zhì)差、廢水處理量小。
[0013] 7、膜分離方法。該方法是利用一種特殊的半透膜，在外界壓力的作用下，在不改變 溶液中化學(xué)形態(tài)的基礎(chǔ)上，將溶劑和溶質(zhì)進(jìn)行分離或濃縮的方法。膜分離法包括反滲透法、 電滲析法、擴(kuò)散滲析法、液膜法和超濾法等。
[0014] 8、吸附法。該方法是利用吸附劑將廢水中的重金屬離子除去的方法，但此法的缺 點(diǎn)是吸附劑價格過于昂貴。
[0015] 在現(xiàn)有技術(shù)條件下，處理重金屬工業(yè)污水的設(shè)備建設(shè)成本和運(yùn)行成本的增加將成 為必然，現(xiàn)有的傳統(tǒng)工藝、處理方法具有工藝流程長，控制復(fù)雜，占地大，處理成本高等缺 點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種工業(yè)污水中去除重金屬離子設(shè)備，包括： 工業(yè)污水池1，污水累水系統(tǒng)2，處理池3，清水管4，清水槽5，處理池支架6，控制系統(tǒng)7; 所述處理池支架6上部設(shè)有控制系統(tǒng)7及處理池3,所述處理池支架6底面設(shè)有工業(yè)污水池1， 所述工業(yè)污水池1與處理池3之間設(shè)有污水累水系統(tǒng)2,所述處理池3與清水槽5之間設(shè)有清 水管4; 所述污水累水系統(tǒng)2中的水累、水體流量計、電磁閥與控制系統(tǒng)7導(dǎo)線控制連接； 所述清水管4上的電磁閥與控制系統(tǒng)7導(dǎo)線控制連接。
[0017] 進(jìn)一步的，所述處理池3包括:穩(wěn)流裝置3-1，上層托板3-2，生物濾柱層3-3，底層托 板3-4，液位傳感器3-5，重金屬降解能力感應(yīng)儀3-6;所述穩(wěn)流裝置3-1位于處理池3內(nèi)部最 上方位置，穩(wěn)流裝置3-1最頂面距處理池3上端檐口 5cm~IOcm;所述上層托板3-2位于處理 池3內(nèi)部穩(wěn)流裝置3-1的下方位置，上層托板3-2與處理池3內(nèi)壁無縫焊接，上層托板3-2表面 均勻分布著大量的通孔，數(shù)量在500~1400個，孔徑值在3mm~25mm之間；所述生物濾柱層3-3位于上層托板3-2正下方位置，生物濾柱層3-3總高度不小于處理池3總高度的1/2;所述底 層托板3-4位于生物濾柱層3-3正下方位置，底層托板3-4與處理池3內(nèi)壁無縫焊接，底層托 板3-4與上層托板3-2結(jié)構(gòu)相同，底層托板3-4表面均勻分布著大量的通孔，數(shù)量在500~ 1400個，孔徑值在3mm~25mm之間；所述液位傳感器3-5位于處理池3內(nèi)部，液位傳感器3-5距 二次處理池3上端檐口 5mm~15mm，液位傳感器3-5與控制系統(tǒng)7導(dǎo)線控制連接;所述重金屬 降解能力感應(yīng)儀3-6位于生物濾柱層3-3中，重金屬降解能力感應(yīng)儀3-6與控制系統(tǒng)7導(dǎo)線控 制連接。
[0018] 進(jìn)一步的，所述穩(wěn)流裝置3-1包括:穩(wěn)流驅(qū)動電機(jī)3-1-1，驅(qū)動電機(jī)主軸3-1-2,凸輪 盤3-1-3，主動驅(qū)臂3-1-4，穩(wěn)流板從動軸3-1-5，從動驅(qū)臂3-1-6，穩(wěn)流板3-1-7，穩(wěn)流板中屯、 軸3-1-8;所述穩(wěn)流驅(qū)動電機(jī)3-1-1與控制系統(tǒng)7導(dǎo)線控制連接，穩(wěn)流驅(qū)動電機(jī)3-1-1的輸出 端連接有驅(qū)動電機(jī)主軸3-1-2,所述驅(qū)動電機(jī)主軸3-1-2的上設(shè)有凸輪盤3-1-3,驅(qū)動電機(jī)主 軸3-1-2距凸輪盤3-1-3圓屯、30mm~50mm，驅(qū)動電機(jī)主軸3-1-2與凸輪盤3-1-3固定馴接，所 述驅(qū)動電機(jī)主軸3-1-2與凸輪盤3-1-3之間設(shè)有主動驅(qū)臂3-1-4,驅(qū)動電機(jī)主軸3-1-2與主動 驅(qū)臂3-1-4的一端轉(zhuǎn)動連接，主動驅(qū)臂3-1-4的另一端與穩(wěn)流板從動軸3-1-5轉(zhuǎn)動連接，從動 驅(qū)臂3-1-6將多塊矩形長條狀的穩(wěn)流板3-1-7通過穩(wěn)流板從動軸3-1-5轉(zhuǎn)動連接，穩(wěn)流板3- 1-7數(shù)量不少于六塊，多個穩(wěn)流板3-1-7W自身穩(wěn)流板中屯、軸3-1-8為圓屯、左右擺動，穩(wěn)流板 3-1-7為不誘鋼板材料，穩(wěn)流板3-1-7均勻等距排布，穩(wěn)流板3-1-7厚度為3mm~5mm，相鄰穩(wěn) 流板3-1-7間距為30mm~50mm。
[0019] 進(jìn)一步的，所述生物濾柱層3-3包括:生物濾柱3-3-1，生物濾柱間隙3-3-2，生物濾 孔3-3-3;所述生物濾柱3-3-1為圓柱狀結(jié)構(gòu)，生物濾柱3-3-1外徑為IOcm~50cm，生物濾柱 3-3-1數(shù)量不少于8個;所述生物濾柱3-3-1內(nèi)設(shè)有大量生物濾孔3-3-3，所述生物濾孔3-3-3 數(shù)量為2~10萬個，生物濾孔3-3-3直徑為IOOnm~SOOnm;所述生物濾柱間隙3-3-2最大間距 為500nm。
[0020] 進(jìn)一步的，所述生物濾柱3-3-1由高分子材料壓模成型，生物濾柱3-3-1的組成成 分和制造過程如下： 一、 生物濾柱3-3-1組成成分： 按重量份數(shù)計，聚對苯二甲酸亞戊基醋36~78份，對硝基苯憐酸二乙醋17~65份，2-(2,4-二氯-5-氣苯甲酯基）乙酸乙醋40~115份，N-(l-臘基-1,2-二甲基丙基)-2-(2,4-二 氯苯氧基)丙酷胺30~75份，5-氯-2-(3,4-二甲氧基苯基)-2-異丙基戊晴5~60份，四氯鄰 苯二甲酸10~90份，濃度為40ppm~95ppm的4，5，6，7-四氯鄰苯二甲酯亞胺20~60份，鄰甲 基苯甲酯氯55~165份，雄醬（燒)-30-醇-17-酬-3-醋酸醋70~130份，交聯(lián)劑80~155份，5 a-氯-5a-雄醬（燒)-30,60-二醇-17-酬-3-醋酸醋15~50份，醋酸去氨表雄酬90~270份，鄰 氯基對甲基苯甲酸35~75份，0-漠乙基苯基酸85~130份； 所述交聯(lián)劑為聚娃酸硫酸銅鋒、儀鐘氣化物娃酸鹽、十二水亞鐵氯化儀的任意一種； 二、 生物濾柱3-3-1的制造過程，包含W下步驟： 第1步:在反應(yīng)蓋中加入電導(dǎo)率為0.65陽/畑1~0.95帖/cm的超純水1100~1800份，啟動 反應(yīng)蓋內(nèi)攬拌器，轉(zhuǎn)速為195rpm~27化pm，啟動加熱累，使反應(yīng)蓋內(nèi)溫度上升至75°C~90 °C;依次加入聚對苯二甲酸亞戊基醋、對硝基苯憐酸二