一種用於汙染地表水體原位淨化的簡易懸掛式除磷裝置製造方法

2023-10-11 21:54:44

一種用於汙染地表水體原位淨化的簡易懸掛式除磷裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用於汙染地表水體原位淨化的簡易懸掛式除磷裝置，結構包括浮床裝置（1）以及掛在浮床裝置下方的懸掛式鑭改性沸石組件（2）；懸掛式鑭改性沸石組件整體形狀為細長的圓柱體，包括滌綸材料層（201）及其包裹的鑭改性沸石（202），滌綸材料層（201）的兩端封閉，將鑭改性沸石包裹在其中；浮床裝置的形狀為扁平的長方體，懸掛式鑭改性沸石組件通過掛繩懸掛於浮床裝置下方。本實用新型用於吸附去除地表水體中的磷酸鹽，以實現對汙染地表水體的原位淨化；浮床裝置可以使懸掛式鑭改性沸石組件懸浮於地表水體中，使鑭改性沸石充分地與水中的磷酸鹽接觸，吸附效果更好，而且鑭改性沸石的定期更換變得簡單便捷。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬於環保設備領域，涉及一種用於汙染地表水體原位淨化的簡易懸掛 式除磷裝置系統。 一種用於汙染地表水體原位淨化的簡易懸掛式除磷裝置 技術背景
[0002] 隨著我國社會經濟的快速發展、人口的增長以及城市化進程的加快，汙水的產生 量日益增加，而我國的汙水處理率相對較低，導致大量未經處理達標的汙水直接進入我國 水體，造成了水體的嚴重汙染。我國的許多水體已經出現了嚴重的富營養化狀態。磷是引 起水體富營養化的關鍵營養元素之一。磷元素進入水體後的大量富集會擾亂了湖泊內食物 鏈的循環，導致藻類的大量繁殖使湖泊中的群落結構發生改變，影響湖泊植物物種的組成， 並使水生動物的組成發生改變，最終導致湖泊的可利用率降低。因此，控制水體中磷酸鹽的 濃度對於我國地表水環境的汙染治理和富營養化防治具有重要的現實意義。
[0003] 地表水體中的磷可以採用吸附法進行去除。吸附劑的種類繁多，包括粘土材料吸 附劑、層狀雙氫氧化物、羥基磷灰石材料吸附劑、殼聚糖吸附劑、活性炭材料和沸石吸附劑 等。天然沸石材料是具有骨架狀的結構的水合矽鋁酸鹽晶體，具備較好的陽離子交換特性， 可以吸附水中氨氮等陽離子汙染物，但是對水中磷酸鹽的去除能力較差。已有研究表明鑭 氫氧化物可以有效去除水中的磷酸鹽，採用鑭氫氧化物對天然沸石進行改性以提高其對水 中磷酸鹽的去除能力，鑭改性沸石對水中磷酸鹽具備較強的吸附能力。但是粉末狀的鑭改 性沸石投入到地表水體後易上浮和下沉、難回收，失效後無法回收再生，並且會對水生動物 和水生植物有一定影響；此外進入地表水體後的粉末狀鑭改性沸石會隨水流流失。
[0004] 為克服粉末狀鑭改性沸石的缺陷，提高鑭改性沸石的對地表水體中磷的吸附效 率，使鑭改性沸石不隨水流流失，並且改性沸石失效後能進行替換和再生，以提高鑭改性沸 石的利用率並降低成本，需要對現有技術加以改進。 實用新型內容
[0005] 本實用新型目的在於克服現有技術的不足，解決粉末狀鑭改性沸石易流失、難回 收再生等技術問題，提出一種用於汙染地表水體原位淨化的簡易懸掛式除磷裝置。
[0006] 為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是這樣實現的：一種用於汙染地表 水體原位淨化的簡易懸掛式除磷裝置，結構包括浮床裝置以及掛在浮床裝置下方的懸掛式 鑭改性沸石組件。
[0007] 懸掛式鑭改性沸石組件包括滌綸材料層及其包裹的鑭改性沸石，滌綸材料層的兩 端封閉，將鑭改性沸石包裹在其中；懸掛式鑭改性沸石組件整體形狀為細長的圓柱體；
[0008] 所述的浮床裝置為扁平的長方體所述的懸掛式鑭改性沸石組件用掛繩懸掛於所 述的浮床裝置下方。可選用聚丙烯塑料繩將懸掛式鑭改性沸石組件懸掛於浮床裝置下方。 優選的，浮床裝置的材料可採用聚乙烯泡沫塑料。
[0009] 浮床裝置可以使懸掛式鑭改性沸石組件懸浮於地表水體中，使鑭改性沸石充分地 與水中的磷酸鹽接觸，吸附效果更好。
[0010] 優選的，滌綸材料層為袋狀或者套狀結構，兩端縫合或者用繩子紮緊封住，防止粉 末狀鑭改性沸石的洩漏；繩子可選用聚丙烯塑料繩。優選的，懸掛式鑭改性沸石組件直徑為 10?60_，優選的，長度為100?800_。
[0011] 所述的懸掛式鑭改性沸石組件中的鑭改性沸石的大小為5目?800目。
[0012] 所述的懸掛式鑭改性沸石組件中的鑭改性沸石的製備方法包括以下步驟：（1)將 粒徑為5目?800目的天然沸石按1?100mL/g液固比與濃度為0. 1?100g/L的硝酸鑭 或氯化鑭溶液混合；
[0013] (2)用濃度為0. 1?3. Omol/L氫氧化鈉溶液將步驟（2)所得混合液的pH值調節 至8?12 ;
[0014] (3)反應完成後進行固液分離，清洗，乾燥，得鑭改性沸石。
[0015] 本實用新型採用簡易懸掛式除磷裝置系統，提供了一種用於汙染地表水體原位淨 化的簡易懸掛式除磷裝置系統，克服了僅僅使用粉末狀鑭改性沸石吸附去除水體中磷時吸 附劑易上浮和下沉、難回收和隨水體流動而流失等的缺陷。相對於直接應用粉末狀鑭改性 沸石而言（即直接將粉末狀鑭改性沸石投加到水體中)，該除磷裝置系統能明顯提高鑭改性 沸石的對地表水體中磷的吸附效率，模擬實驗條件下本實用新型的簡易懸掛式除磷裝置對 地表水體中磷酸鹽的去除率達到85%以上。而且，鑭改性沸石不隨水流流失，在鑭改性沸石 失效後容易進行替換和再生。與僅僅使用粉末狀鑭改性沸石相比，從而明顯提高了鑭改性 沸石的利用率並降低成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為本實用新型整體結構示意圖。
[0017] 圖2為懸掛式鑭改性沸石組件結構示意圖。
[0018] 1 一浮床裝置，2-懸掛式鑭改性沸石組件，201-滌綸材料層，202-鑭改性沸石， 3-掛繩，4一上覆水，5-底泥

【具體實施方式】
[0019] 下面結合圖1和圖2,對本實用新型進行具體說明。
[0020] 一種用於汙染地表水體原位淨化的簡易懸掛式除磷裝置，包括懸掛式鑭改性沸石 組件2和浮床裝置1。
[0021] 截取相同面積的漆糹侖材料，做成30cm長、3cm寬的細長布袋，取一定量大小為5? 800目的鑭改性沸石均勻放入布袋內，用聚丙烯塑料繩封口。如圖2所示，懸掛式鑭改性沸 石組件的整體形狀為細長的圓柱體，結構包滌綸材料層201及其包裹的鑭改性沸石202。
[0022] 浮床裝置採用採用聚乙烯泡沫塑料構建而成，整體形狀為扁平的長方體。懸掛式 鑭改性沸石組件通過聚丙烯塑料材料製成的掛繩3固定於浮床裝置下方。
[0023] 使用時將本裝置置於受汙染的地表水體中，在浮床裝置作用下，懸掛式鑭改性沸 石組件懸浮於水中，可吸附水體中的磷。
[0024] 滌綸材料是由成纖高聚物聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)經紡絲和後處理製成的纖 維，具有強度高、緻密性高、耐腐蝕、耐磨性好、彈性好、質地輕的特點，能很好地對粉末狀鑭 改性沸石進行包裹，防止粉末狀鑭改性沸石的洩漏。聚乙烯泡沫塑料構建的浮床裝置可以 使懸掛式鑭改性沸石組件能很好地穩定地懸浮於地表水體中，可以使粉末狀鑭改性沸石更 好地與水中的磷酸鹽接觸，吸附效果提高。本實用新型的除磷裝置系統還可以使失效後鑭 改性沸石的再生變得容易簡單，與僅僅使用粉末狀鑭改性沸石相比本實用新型明顯提高鑭 改性沸石的利用率並降低了成本。
[0025] 所述的懸掛式鑭改性沸石組件中的鑭改性沸石的製備方法包括以下步驟：（1)將 粒徑為5目?800目的天然沸石按1?100mL/g液固比與濃度為0. 1?100g/L的硝酸鑭 或氯化鑭溶液混合；
[0026] (2)用濃度為0. 1?3. Omol/L氫氧化鈉溶液將步驟（2)所得混合液的pH值調節 至8?12 ;
[0027] (3)反應完成後進行固液分離，清洗，乾燥，得鑭改性沸石。
[0028] 利用本實用新型簡易懸掛式除磷裝置系統可以有效去除水中磷汙染物。通過實驗 研究表明，模擬實驗條件下本實用新型的簡易懸掛式除磷裝置系統對地表水體中磷酸鹽的 去除率達到85%以上。
[0029] 上述實施方式的描述，是本實用新型較佳的實施方式，但不能以此限定本實用新 型的保護範圍，但凡以此方式所做的變化及修飾，均在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種用於汙染地表水體原位淨化的簡易懸掛式除磷裝置，其特徵在於，結構包括浮 床裝置（1)以及掛在浮床裝置（1)下方的懸掛式鑭改性沸石組件（2); 所述的浮床裝置（1)形狀為扁平的長方體，所述的懸掛式鑭改性沸石組件（2)通過掛 繩（3)懸掛於所述的浮床裝置下方。
2. 根據權利要求1所述的一種用於汙染地表水體原位淨化的簡易懸掛式除磷裝置，其 特徵在於，所述的懸掛式鑭改性沸石組件中的鑭改性沸石的大小為5目?800目。
3. 根據權利要求1所述的一種用於汙染地表水體原位淨化的簡易懸掛式除磷裝置，其 特徵在於，所述懸掛式鑭改性沸石組件直徑為10?60_，長度為100?800_。
4. 根據權利要求1所述的一種用於汙染地表水體原位淨化的簡易懸掛式除磷裝置，其 特徵在於，所述浮床裝置的材料為聚乙烯泡沫塑料。
5. 根據權利要求1所述的一種用於汙染地表水體原位淨化的簡易懸掛式除磷裝置，其 特徵在於，所述的掛繩為聚丙烯塑料繩。
【文檔編號】B01J20/30GK203890090SQ201320893332
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】林建偉, 王虹, 詹豔慧, 楊孟娟, 金芝琴, 章喆 申請人:上海海洋大學