一種含砷與鉻的廢水的處理裝置製造方法
2023-06-05 12:32:46
一種含砷與鉻的廢水的處理裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種含砷與鉻的廢水的處理裝置。所述處理裝置包括反應分離一體化裝置、磁性吸附劑桶、廢水桶和洗脫液瓶；反應分離一體化裝置包括反應器和設置在反應器底部的電磁吸盤；反應器的進口分別與所述磁性吸附劑桶、廢水桶和洗脫液瓶相連通；反應器的出口分別與儲水罐和儲液罐相連通。使用本發明處理廢水時，可實現工業上納米級吸附劑的吸附、分離、洗脫再生全套一體化過程，有效地解決了吸附劑小尺寸與易回收性難以兼顧的問題。使用本發明處理廢水時，以磁性納米鐵氧化物顆粒作為含砷或含鉻廢水的吸附劑，實現了納米級顆粒的吸附劑在實際工業廢水處理中的應用，利用吸附劑納米級的尺寸優勢，保證了很大的吸附容量，實現了吸附劑用量與處理廢水的低比率。
【專利說明】一種含砷與鉻的廢水的處理裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種含砷與鉻的廢水的處理裝置，屬於環境水處理領域。
【背景技術】
[0002]水相中的砷與鉻都屬於元素性汙染，對人體具有很強的生物毒性以及三致(致畸、致癌和致突變)的嚴重危害。國內外對砷在水體中含量有著嚴格的規定，飲用水中砷的最高濃度不能高於0.01mg/L,工業排放廢水中砷濃度不能超過0.5mg/L。吸附法是應用十分廣泛的一種水相砷汙染去除方法。但是，目前具有實際應用價值的吸附劑，一般顆粒尺寸都很小，許多都是微米級，甚至是納米級別的，小的尺寸使得吸附劑與汙染物充分結合，保證了吸附量，但是也增加了吸附劑與水相的分離難度，阻礙後續回收，易造成二次汙染以及處理後水質濁度過高，吸附量不高等，這些不足嚴重限制了吸附法的工業化應用。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種含砷與鉻的廢水的處理裝置，本發明的處理裝置處理廢水時，可將廢水中砷汙染物或鉻汙染物濃度降低到國家排放標準以下，並且能將砷汙染物或鉻汙染物從吸附劑表面脫附下來，以及能夠將吸附劑從水中全部回收。
[0004]本發明所提供的一種含砷與鉻的廢水的處理裝置，包括反應分離一體化裝置、磁性吸附劑桶、廢水桶和洗脫液瓶；
[0005]所述反應分離一體化裝置包括反應器和設置在所述反應器底部的電磁吸盤；
[0006]所述反應器的進口分別與所述磁性吸附劑桶、所述廢水桶和所述洗脫液瓶相連通；
[0007]所述反應器的出口分別與儲水罐和儲液罐相連通。
[0008]上述的處理裝置中，所述儲水罐用於盛放去除砷與鉻後的淨化水，所述儲液罐用於盛放洗脫液洗脫磁性吸附劑後的液體。
[0009]上述的處理裝置中，所述反應器與所述儲水罐和所述儲液罐之間還設有一深度分離裝置，所述深度分離裝置包括沉降容器和設於所述沉降容器底部的永磁吸盤，所述深度分離裝置可將水與吸附了汙染物的吸附劑進一步分離。
[0010]上述的處理裝置中，所述反應器的進口還分別與pH調節酸液瓶和pH調節鹼液瓶相連通；
[0011]所述反應器內設有一 pH計，以監控pH值。
[0012]上述的處理裝置中，所述反應器的進口通過一管線與所述磁性吸附劑桶、所述廢水桶和所述洗脫液瓶相連通；
[0013]所述管線上設有一計量泵I，這樣設置一個計量泵I就可以實現對磁性吸附劑、廢水以及洗脫液的計量。
[0014]上述的處理裝置中，所述反應器的出口端連接一計量泵II，以對處理後的水的計量。[0015]上述的處理裝置中，所述反應器和所述磁性吸附劑桶內均設有攪拌器。
[0016]本發明提供的處理裝置去除水中砷和/或鉻時的工作過程如下:
[0017]可採用磁性鐵氧化物納米顆粒作為含砷或含鉻廢水的吸附劑。如圖1所示，首先，啟動攪拌器7，打開閥門8，將磁性吸附劑桶6中高濃度的磁性鐵氧化物懸液經計量泵I 5定量地打入到反應器I中，關閉閥門8，打開閥門10，將廢水桶9中含砷或含鉻廢水經計量泵I 5定量地打入到反應器I中，關閉閥門10，打開攪拌器2，根據pH計4檢測的反應器I中溶液的PH值，開關閥門12與閥門14向反應器I中滴加pH調節酸液瓶11和pH調節鹼液瓶13中的pH調節液，使得反應器I的廢水擁有合適的酸鹼度，在攪拌條件下，吸附反應特定時間後，關閉攪拌器2，打開電磁吸盤3進行磁性吸附劑與水相的分離，特定時間後，打開閥門20與計量泵II 17將反應器I中水全部打出，關閉閥門20、電磁吸盤3以及計量泵II 17，打開閥門16，計量泵I 5以及攪拌器2，向反應器I中打入定量的洗脫液，關閉閥門16與計量泵I 5，特定時間後，關閉攪拌器2，打開電磁吸盤3，特定時間後，打開閥門22與計量泵II 17將反應器I中的洗脫液全部打入儲液罐23中，關閉電磁吸盤3、閥門22與計量泵II 17，一個循環結束，在吸附劑洗脫再生後，開始新一批的廢水處理周期。
[0018]本發明具有如下優點:
[0019]本發明引入了磁場回收裝置，解決了工業上小顆粒吸附劑在處理完汙染後難以與水相分離的弊端，並且相對於其它傳統的分離方式，磁分離方法具有佔用空間小，分離時間短，分離率高，能耗低，操作簡單等一系列不可比擬的優勢；並且加入了吸附劑再生工藝步驟，增加了吸附劑的循環使用次數，極大了減少了固廢的處理量，避免了二次汙染。使用本發明處理廢水時，可實現工業上納米級吸附劑的吸附、分離、洗脫再生全套一體化過程，有效地解決了吸附劑小尺寸與易回收性難以兼顧的問題。使用本發明處理廢水時，以磁性納米鐵氧化物顆粒作為含砷或含鉻廢水的吸附劑，實現了納米級顆粒的吸附劑在實際工業廢水處理中的應用，利用吸附劑 納米級的尺寸優勢，保證了很大的吸附容量，實現了吸附劑用量與處理廢水的低比率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明含砷與鉻的廢水的處理裝置的結構示意圖，
[0021]圖中各標記如下:1反應器、2，7攪拌器、3電磁吸盤、4pH計、5計量泵1、6磁性吸附劑桶、8，10，12，14，16，20，22閥門、9廢水桶、IlpH調節酸液瓶、13pH調節鹼液瓶、15洗脫液瓶、17計量泵I1、18沉降容器、19永磁吸盤、21儲水桶、23儲液桶。
[0022]圖2是實施例2、3和4中廢水處理的效果圖。
[0023]圖3是實施例5、6和7中廢水處理的效果圖。
[0024]圖4是實施例8、9和10中廢水處理的效果圖。
【具體實施方式】
[0025]下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。
[0026]下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。
[0027]實施例1、含砷與鉻的廢水的處理裝置
[0028]如圖1所示，本發明提供的含砷與鉻的廢水的處理裝置包括反應分離一體化裝置、深度分離裝置、磁性吸附劑桶6 (內設有攪拌器7)、廢水桶9、pH調節酸液瓶ll、pH調節鹼液瓶13和洗脫液瓶15。
[0029]本發明中的反應分離一體化裝置包括反應器I和設置在反應器I底部的電磁吸盤3，用於吸附磁性吸附劑。反應器I內設有一 pH計4和攪拌器2。該反應器I的進口分別與磁性吸附劑桶6、廢水桶9、pH調節酸液瓶11、pH調節鹼液瓶13和洗脫液瓶15相連通，且在磁性吸附劑桶6、廢水桶9、pH調節酸液瓶ll、pH調節鹼液瓶13和洗脫液瓶15的出口端分別設置有閥門8、閥門10、閥門12、閥門14和閥門16，在反應器I的入口端設有計量泵I 5。
[0030]本發明中的深度分離裝置包括沉降容器18和設於沉降容器18底部的永磁吸盤19，可將水與吸附了汙染物的吸附劑進一步分離。反應器I的出口沉降容器18相連通，且在該連通的管線上設有計量泵II。沉降容器18的出口分別與儲水罐21和儲液罐23相連通，且在儲水罐21和儲液罐23的進口端分別設有閥門20和閥門22，以實現沉降容器18與儲水罐21和儲液罐23的單獨連通。
[0031]實施例2、使用實施例1的處理裝置處理
[0032]在室溫條件下，將250mL的200g/L磁性納米級鐵氧化物顆粒吸附劑懸濁液加入反應器I中，再一次打入15L初始濃度為100mg/L的五價砷廢水，將pH值調為3.0，吸附lOmin，磁性分離15min後，然後將處理後的廢水打出並取樣測量；向反應器I中加入250mL濃度為lmol/L的NaOH洗脫液，洗脫15min，磁性分離IOmin後，將洗脫液打出，重新向反應器I中打入15L初始濃度為100mg/L的五價砷廢水，開始新的廢水處理循環，總計進行10次循環，總處理150L廢水，結果如附圖2所示，在6個廢水處理循環後，即處理廢水量達到90L時，排出的廢水濃度均在0.5mg/L的國家工業廢水排放標準以下，從第7批廢水開始，排出的廢水濃度超過0.5mg/L的排放標準。
[0033]實施例3、使用實施例1的處理裝置處理
[0034]在室溫條件下，將250mL的200g/L磁性納米級鐵氧化物顆粒吸附劑懸濁液加入反應器I中，再一次打入15L初始濃度為100mg/L的三價砷廢水，將pH值調為7.0，吸附lOmin，磁性分離15min後，然後將處理後的廢水打出並取樣測量；向反應器I中加入250mL濃度為lmol/L的NaOH洗脫液，洗脫15min，磁性分離IOmin後，將洗脫液打出，重新向反應器中打入15L初始濃度為100mg/L的三價砷廢水，開始新的廢水處理循環，總計進行10次循環，總處理150L廢水，結果如附圖2所示，在4個廢水處理循環後，即處理廢水量達到60L時，排出的廢水濃度均在0.5mg/L的國家工業廢水排放標準以下，從第5批廢水開始，排出的廢水濃度超過0.5mg/L的排放標準。
[0035]實施例4、使用實施例1的處理裝置處理
[0036]在室溫條件下，將250mL的200g/L磁性納米級鐵氧化物顆粒吸附劑懸濁液加入反應器中，再一次打入15L初始濃度為100mg/L的六價鉻廢水，將pH值調為3.0，吸附lOmin，磁性分離15min後，然後將處理後的廢水打出並取樣測量；向反應器中加入250mL濃度為lmol/L的NaOH洗脫液，洗脫15min，磁性分離IOmin後，將洗脫液打出，重新向反應器中打A 15L初始濃度為100mg/L的六價鉻廢水，開始新的廢水處理循環，總計進行10次循環，總處理150L廢水，結果如附圖2所示，在2個廢水處理循環後，即處理廢水量達到30L時，排出的廢水濃度均在0.5mg/L的國家工業廢水排放標準以下，從第3批廢水開始，排出的廢水濃度超過0.5mg/L的排放標準。
[0037]實施例5、使用實施例1的處理裝置處理
[0038]在室溫條件下，將250mL的200g/L磁性納米級鐵氧化物顆粒吸附劑懸濁液加入反應器中，再一次打入15L初始濃度為50mg/L的五價砷廢水，將pH值調為3.0，吸附lOmin，磁性分離15min後，然後將處理後的廢水打出並取樣測量；向反應器中加入250mL濃度為lmol/L的NaOH洗脫液，洗脫15min，磁性分離IOmin後，將洗脫液打出，重新向反應器中打A 15L初始濃度為50mg/L的五價砷廢水，開始新的廢水處理循環，總計進行16次循環，總處理240L廢水，結果如附圖3所示，在11個廢水處理循環後，即處理廢水量達到165L時，排出的廢水濃度均在0.5mg/L的國家工業廢水排放標準以下，從第12批廢水開始，排出的廢水濃度超過0.5mg/L的排放標準。
[0039]實施例6、使用實施例1的處理裝置處理
[0040]在室溫條件下，將250mL的200g/L磁性納米級鐵氧化物顆粒吸附劑懸濁液加入反應器中，再一次打入15L初始濃度為100mg/L的三價砷廢水，將pH值調為7.0，吸附lOmin，磁性分離15min後，然後將處理後的廢水打出並取樣測量；向反應器中加入250mL濃度為lmol/L的NaOH洗脫液，洗脫15min，磁性分離IOmin後，將洗脫液打出，重新向反應器中打A 15L初始濃度為50mg/L的三價砷廢水，開始新的廢水處理循環，總計進行16次循環，總處理240L廢水，結果如附圖3所示 ，在8個廢水處理循環後，即處理廢水量達到120L時，排出的廢水濃度均在0.5mg/L的國家工業廢水排放標準以下，從第9批廢水開始，排出的廢水濃度超過0.5mg/L的排放標準。
[0041]實施例7、使用實施例1的處理裝置處理
[0042]在室溫條件下，將250mL的200g/L磁性納米級鐵氧化物顆粒吸附劑懸濁液加入反應器中，再一次打入15L初始濃度為50mg/L的六價鉻廢水，將pH值調為3.0，吸附lOmin，磁性分離15min後，然後將處理後的廢水打出並取樣測量；向反應器中加入250mL濃度為lmol/L的NaOH洗脫液，洗脫15min，磁性分離IOmin後，將洗脫液打出，重新向反應器中打A 15L初始濃度為50mg/L的六價鉻廢水，開始新的廢水處理循環，總計進行16次循環，總處理240L廢水，結果如附圖3所示，在6個廢水處理循環後，即處理廢水量達到90L時，排出的廢水濃度均在0.5mg/L的國家工業廢水排放標準以下，從第7批廢水開始，排出的廢水濃度超過0.5mg/L的排放標準。
[0043]實施例8、使用實施例1的處理裝置處理
[0044]在室溫條件下，將250mL的200g/L磁性納米級鐵氧化物顆粒吸附劑懸濁液加入反應器中，再一次打入30L初始濃度為20mg/L的五價砷廢水，將pH值調為3.0，吸附lOmin，磁性分離25min後，然後將處理後的廢水打出並取樣測量；向反應器中加入250mL濃度為lmol/L的NaOH洗脫液，洗脫15min，磁性分離IOmin後，將洗脫液打出，重新向反應器中打A 15L初始濃度為20mg/L的五價砷廢水，開始新的廢水處理循環，總計進行18次循環，總處理540L廢水，結果如附圖4所示，在14個廢水處理循環後，即處理廢水量達到420L時，排出的廢水濃度均在0.5mg/L的國家工業廢水排放標準以下，從第15批廢水開始，排出的廢水濃度超過0.5mg/L的排放標準。
[0045]實施例9、使用實施例1的處理裝置處理
[0046]在室溫條件下，將250mL的200g/L磁性納米級鐵氧化物顆粒吸附劑懸濁液加入反應器中，再一次打入30L初始濃度為20mg/L的三價砷廢水，將pH值調為7.0，吸附lOmin，磁性分離25min後，然後將處理後的廢水打出並取樣測量；向反應器中加入250mL濃度為lmol/L的NaOH洗脫液，洗脫15min，磁性分離IOmin後，將洗脫液打出，重新向反應器中打A 15L初始濃度為20mg/L的三價砷廢水，開始新的廢水處理循環，總計進行18次循環，總處理540L廢水，結果如附圖4所示，在10個廢水處理循環後，即處理廢水量達到300L時，排出的廢水濃度均在0.5mg/L的國家工業廢水排放標準以下，從第11批廢水開始，排出的廢水濃度超過0.5mg/L的排放標準。
[0047]實施例10、使用實施例1的處理裝置處理
[0048] 在室溫條件下，將250mL的200g/L磁性納米級鐵氧化物顆粒吸附劑懸濁液加入反應器中，再一次打入30L初始濃度為20mg/L的六價鉻廢水，將pH值調為3.0，吸附lOmin，磁性分離25min後，然後將處理後的廢水打出並取樣測量；向反應器中加入250mL濃度為lmol/L的NaOH洗脫液，洗脫15min，磁性分離IOmin後，將洗脫液打出，重新向反應器中打A 15L初始濃度為20mg/L的六價鉻廢水，開始新的廢水處理循環，總計進行18次循環，總處理540L廢水，結果如附圖4所示，在6個廢水處理循環後，即處理廢水量達到180L時，排出的廢水濃度均在0.5mg/L的國家工業廢水排放標準以下，從第7批廢水開始，排出的廢水濃度超過0.5mg/L的排放標準。
【權利要求】
1.一種含砷與鉻的廢水的處理裝置，其特徵在於: 所述處理裝置包括反應分離一體化裝置、磁性吸附劑桶、廢水桶和洗脫液瓶； 所述反應分離一體化裝置包括反應器和設置在所述反應器底部的電磁吸盤； 所述反應器的進口分別與所述磁性吸附劑桶、所述廢水桶和所述洗脫液瓶相連通； 所述反應器的出口分別與儲水罐和儲液罐相連通。
2.根據權利要求1所述的處理裝置，其特徵在於:所述反應器與所述儲水罐和所述儲液罐之間還設有一深度分離裝置，所述深度分離裝置包括沉降容器和設於所述沉降容器底部的永磁吸盤。
3.根據權利要求1或2所述的處理裝置，其特徵在於:所述反應器的進口還分別與pH調節酸液瓶和PH調節鹼液瓶相連通； 所述反應器內設有一 PH計。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的處理裝置，其特徵在於:所述反應器的進口通過一管線與所述磁性吸附劑桶、所述廢水桶和所述洗脫液瓶相連通； 所述管線上設有一計量泵I。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的處理裝置，其特徵在於:所述反應器的出口端連接一計量泵II。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的處理裝置，其特徵在於:所述反應器和所述磁性吸附劑桶內均設有攪拌器。
7.權利要求1-6中任一項所述處理裝置在去除水中砷和/或鉻中的應用。
【文檔編號】C02F1/48GK103613161SQ201310613475
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月27日 優先權日:2013年11月27日
【發明者】林森, 吳彬彬, 盧滇楠, 劉錚 申請人:清華大學