一種含砷與鉻的廢水的處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)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(yīng)分離一體化裝置、磁性吸附劑桶、廢水桶和洗脫液瓶；反應(yīng)分離一體化裝置包括反應(yīng)器和設(shè)置在反應(yīng)器底部的電磁吸盤；反應(yīng)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(yīng)器的出口分別與儲水罐和儲液罐相連通。使用本發(fā)明處理廢水時，可實現(xiàn)工業(yè)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(fā)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(xiàn)了納米級顆粒的吸附劑在實際工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用，利用吸附劑納米級的尺寸優(yōu)勢，保證了很大的吸附容量，實現(xiàn)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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種含砷與鉻的廢水的處理裝置，屬于環(huán)境水處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水相中的砷與鉻都屬于元素性污染，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(nèi)外對砷在水體中含量有著嚴格的規(guī)定，飲用水中砷的最高濃度不能高于0.01mg/L,工業(yè)排放廢水中砷濃度不能超過0.5mg/L。吸附法是應(yīng)用十分廣泛的一種水相砷污染去除方法。但是，目前具有實際應(yīng)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污染物充分結(jié)合，保證了吸附量，但是也增加了吸附劑與水相的分離難度，阻礙后續(xù)回收，易造成二次污染以及處理后水質(zhì)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(yè)化應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種含砷與鉻的廢水的處理裝置，本發(fā)明的處理裝置處理廢水時，可將廢水中砷污染物或鉻污染物濃度降低到國家排放標準以下，并且能將砷污染物或鉻污染物從吸附劑表面脫附下來，以及能夠?qū)⑽絼乃腥炕厥铡?br> [0004]本發(fā)明所提供的一種含砷與鉻的廢水的處理裝置，包括反應(yīng)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(yīng)分離一體化裝置包括反應(yīng)器和設(shè)置在所述反應(yīng)器底部的電磁吸盤；
[0006]所述反應(yīng)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(yīng)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，所述儲水罐用于盛放去除砷與鉻后的凈化水，所述儲液罐用于盛放洗脫液洗脫磁性吸附劑后的液體。
[0009]上述的處理裝置中，所述反應(yīng)器與所述儲水罐和所述儲液罐之間還設(shè)有一深度分離裝置，所述深度分離裝置包括沉降容器和設(shè)于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污染物的吸附劑進一步分離。
[0010]上述的處理裝置中，所述反應(yīng)器的進口還分別與pH調(diào)節(jié)酸液瓶和pH調(diào)節(jié)堿液瓶相連通；
[0011]所述反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有一 pH計，以監(jiān)控pH值。
[0012]上述的處理裝置中，所述反應(yīng)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(shè)有一計量泵I，這樣設(shè)置一個計量泵I就可以實現(xiàn)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(yīng)器的出口端連接一計量泵II，以對處理后的水的計量。[0015]上述的處理裝置中，所述反應(yīng)器和所述磁性吸附劑桶內(nèi)均設(shè)有攪拌器。
[0016]本發(fā)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]可采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(jīng)計量泵I 5定量地打入到反應(yīng)器I中，關(guān)閉閥門8，打開閥門10，將廢水桶9中含砷或含鉻廢水經(jīng)計量泵I 5定量地打入到反應(yīng)器I中，關(guān)閉閥門10，打開攪拌器2，根據(jù)pH計4檢測的反應(yīng)器I中溶液的PH值，開關(guān)閥門12與閥門14向反應(yīng)器I中滴加pH調(diào)節(jié)酸液瓶11和pH調(diào)節(jié)堿液瓶13中的pH調(diào)節(jié)液，使得反應(yīng)器I的廢水擁有合適的酸堿度，在攪拌條件下，吸附反應(yīng)特定時間后，關(guān)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，特定時間后，打開閥門20與計量泵II 17將反應(yīng)器I中水全部打出，關(guān)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(yīng)器I中打入定量的洗脫液，關(guān)閉閥門16與計量泵I 5，特定時間后，關(guān)閉攪拌器2，打開電磁吸盤3，特定時間后，打開閥門22與計量泵II 17將反應(yīng)器I中的洗脫液全部打入儲液罐23中，關(guān)閉電磁吸盤3、閥門22與計量泵II 17，一個循環(huán)結(jié)束，在吸附劑洗脫再生后，開始新一批的廢水處理周期。
[0018]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0019]本發(fā)明引入了磁場回收裝置，解決了工業(yè)上小顆粒吸附劑在處理完污染后難以與水相分離的弊端，并且相對于其它傳統(tǒng)的分離方式，磁分離方法具有占用空間小，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(yōu)勢；并且加入了吸附劑再生工藝步驟，增加了吸附劑的循環(huán)使用次數(shù)，極大了減少了固廢的處理量，避免了二次污染。使用本發(fā)明處理廢水時，可實現(xiàn)工業(yè)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(fā)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(xiàn)了納米級顆粒的吸附劑在實際工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用，利用吸附劑 納米級的尺寸優(yōu)勢，保證了很大的吸附容量，實現(xiàn)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(fā)明含砷與鉻的廢水的處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0021]圖中各標記如下:1反應(yīng)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(diào)節(jié)酸液瓶、13pH調(diào)節(jié)堿液瓶、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(guī)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(yè)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(fā)明提供的含砷與鉻的廢水的處理裝置包括反應(yīng)分離一體化裝置、深度分離裝置、磁性吸附劑桶6 (內(nèi)設(shè)有攪拌器7)、廢水桶9、pH調(diào)節(jié)酸液瓶ll、pH調(diào)節(jié)堿液瓶13和洗脫液瓶15。
[0029]本發(fā)明中的反應(yīng)分離一體化裝置包括反應(yīng)器I和設(shè)置在反應(yīng)器I底部的電磁吸盤3，用于吸附磁性吸附劑。反應(yīng)器I內(nèi)設(shè)有一 pH計4和攪拌器2。該反應(yīng)器I的進口分別與磁性吸附劑桶6、廢水桶9、pH調(diào)節(jié)酸液瓶11、pH調(diào)節(jié)堿液瓶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(diào)節(jié)酸液瓶ll、pH調(diào)節(jié)堿液瓶13和洗脫液瓶15的出口端分別設(shè)置有閥門8、閥門10、閥門12、閥門14和閥門16，在反應(yīng)器I的入口端設(shè)有計量泵I 5。
[0030]本發(fā)明中的深度分離裝置包括沉降容器18和設(shè)于沉降容器18底部的永磁吸盤19，可將水與吸附了污染物的吸附劑進一步分離。反應(yīng)器I的出口沉降容器18相連通，且在該連通的管線上設(shè)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(shè)有閥門20和閥門22，以實現(xiàn)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(yīng)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(diào)為3.0，吸附lOmin，磁性分離15min后，然后將處理后的廢水打出并取樣測量；向反應(yīng)器I中加入250mL濃度為lmol/L的NaOH洗脫液，洗脫15min，磁性分離IOmin后，將洗脫液打出，重新向反應(yīng)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(huán)，總計進行10次循環(huán)，總處理150L廢水，結(jié)果如附圖2所示，在6個廢水處理循環(huán)后，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(yè)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(yīng)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(diào)為7.0，吸附lOmin，磁性分離15min后，然后將處理后的廢水打出并取樣測量；向反應(yīng)器I中加入250mL濃度為lmol/L的NaOH洗脫液，洗脫15min，磁性分離IOmin后，將洗脫液打出，重新向反應(yīng)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(huán)，總計進行10次循環(huán)，總處理150L廢水，結(jié)果如附圖2所示，在4個廢水處理循環(huán)后，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(yè)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(yīng)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(diào)為3.0，吸附lOmin，磁性分離15min后，然后將處理后的廢水打出并取樣測量；向反應(yīng)器中加入250mL濃度為lmol/L的NaOH洗脫液，洗脫15min，磁性分離IOmin后，將洗脫液打出，重新向反應(yīng)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(huán)，總計進行10次循環(huán)，總處理150L廢水，結(jié)果如附圖2所示，在2個廢水處理循環(huán)后，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(yè)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(yīng)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(diào)為3.0，吸附lOmin，磁性分離15min后，然后將處理后的廢水打出并取樣測量；向反應(yīng)器中加入250mL濃度為lmol/L的NaOH洗脫液，洗脫15min，磁性分離IOmin后，將洗脫液打出，重新向反應(yīng)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(huán)，總計進行16次循環(huán)，總處理240L廢水，結(jié)果如附圖3所示，在11個廢水處理循環(huán)后，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(yè)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(yīng)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(diào)為7.0，吸附lOmin，磁性分離15min后，然后將處理后的廢水打出并取樣測量；向反應(yīng)器中加入250mL濃度為lmol/L的NaOH洗脫液，洗脫15min，磁性分離IOmin后，將洗脫液打出，重新向反應(yīng)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(huán)，總計進行16次循環(huán)，總處理240L廢水，結(jié)果如附圖3所示 ，在8個廢水處理循環(huán)后，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(yè)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(yīng)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(diào)為3.0，吸附lOmin，磁性分離15min后，然后將處理后的廢水打出并取樣測量；向反應(yīng)器中加入250mL濃度為lmol/L的NaOH洗脫液，洗脫15min，磁性分離IOmin后，將洗脫液打出，重新向反應(yīng)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(huán)，總計進行16次循環(huán)，總處理240L廢水，結(jié)果如附圖3所示，在6個廢水處理循環(huán)后，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(yè)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(yīng)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(diào)為3.0，吸附lOmin，磁性分離25min后，然后將處理后的廢水打出并取樣測量；向反應(yīng)器中加入250mL濃度為lmol/L的NaOH洗脫液，洗脫15min，磁性分離IOmin后，將洗脫液打出，重新向反應(yīng)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(huán)，總計進行18次循環(huán)，總處理540L廢水，結(jié)果如附圖4所示，在14個廢水處理循環(huán)后，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(yè)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(yīng)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(diào)為7.0，吸附lOmin，磁性分離25min后，然后將處理后的廢水打出并取樣測量；向反應(yīng)器中加入250mL濃度為lmol/L的NaOH洗脫液，洗脫15min，磁性分離IOmin后，將洗脫液打出，重新向反應(yīng)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(huán)，總計進行18次循環(huán)，總處理540L廢水，結(jié)果如附圖4所示，在10個廢水處理循環(huán)后，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(yè)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(yīng)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(diào)為3.0，吸附lOmin，磁性分離25min后，然后將處理后的廢水打出并取樣測量；向反應(yīng)器中加入250mL濃度為lmol/L的NaOH洗脫液，洗脫15min，磁性分離IOmin后，將洗脫液打出，重新向反應(yīng)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(huán)，總計進行18次循環(huán)，總處理540L廢水，結(jié)果如附圖4所示，在6個廢水處理循環(huán)后，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(yè)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(quán)利要求】
1.一種含砷與鉻的廢水的處理裝置，其特征在于: 所述處理裝置包括反應(yīng)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(yīng)分離一體化裝置包括反應(yīng)器和設(shè)置在所述反應(yīng)器底部的電磁吸盤； 所述反應(yīng)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(yīng)器的出口分別與儲水罐和儲液罐相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理裝置，其特征在于:所述反應(yīng)器與所述儲水罐和所述儲液罐之間還設(shè)有一深度分離裝置，所述深度分離裝置包括沉降容器和設(shè)于所述沉降容器底部的永磁吸盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理裝置，其特征在于:所述反應(yīng)器的進口還分別與pH調(diào)節(jié)酸液瓶和PH調(diào)節(jié)堿液瓶相連通； 所述反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有一 PH計。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的處理裝置，其特征在于:所述反應(yīng)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(shè)有一計量泵I。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的處理裝置，其特征在于:所述反應(yīng)器的出口端連接一計量泵II。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的處理裝置，其特征在于:所述反應(yīng)器和所述磁性吸附劑桶內(nèi)均設(shè)有攪拌器。
7.權(quán)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(yīng)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(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】林森, 吳彬彬, 盧滇楠, 劉錚 申請人:清華大學