專(zhuān)利名稱(chēng)：去除廢水中氟和鎘或砷和鎘的反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用巖礦材料治理重金屬?gòu)U水的裝置，特別是利用巖礦材料治理含氟和含鎘或者砷和鎘的廢水的裝置。
背景技術(shù)：
氟和鎘或者砷和鎘是水中常見(jiàn)的污染物，對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境危害極大。傳統(tǒng)的去除水中重金屬的方法包括沉淀、電解、超濾、反滲透、吸附、離子交換、溶劑萃取和生物方法等。傳統(tǒng)的去除水中氟的方法包括沉淀和吸附兩類(lèi)方法傳統(tǒng)的去除水中鎘的方法包括包括沉淀、電解、超濾、反滲透、吸附、離子交換、溶劑萃取和生物方法等。近年來(lái)，研究者們提出了不同的廉價(jià)高效的去除氟和鎘的水處理材料，如沸石、菱鐵礦-灰?guī)r、紅泥、粉煤灰等；去除廢水中砷和鎘的水處理材料，如零價(jià)鐵、沸石、紅泥、粉煤灰等。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種廉價(jià)、高效的去除廢水中氟和鎘或砷和鎘的反應(yīng)器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是去除廢水中氟和鎘或砷和鎘的反應(yīng)器，其特征是它包括柱1、柱2、巖礦材料、氣管4、原水罐5、水管7、水管8，氣管4的一端與CO2氣瓶相連接，另一端插入原水罐5內(nèi)下部，原水罐5的下端部與柱1的底端由水管7相連接，并使原水罐5與柱1相連通，柱1內(nèi)為空腔，柱1的上端部與柱2的上端部由水管8相連接，并使柱1與柱2相連通，柱2內(nèi)為空腔，柱2的底端設(shè)有出水口12，柱2的下部設(shè)有注空氣口11、上部設(shè)有出氣口10；所述的柱1、柱2的空腔內(nèi)分別填滿(mǎn)有巖礦材料，使用時(shí)，原水罐5內(nèi)注有原水6。
所述的柱1、柱2的空腔內(nèi)填滿(mǎn)的巖礦材料都為粉碎的灰?guī)r3。
所述的柱1的空腔內(nèi)填滿(mǎn)的巖礦材料為粉碎的菱鐵礦13、柱2的空腔內(nèi)填滿(mǎn)的巖礦材料為粉碎的灰?guī)r3。
所述的柱1、柱2的空腔內(nèi)兩端設(shè)有防堵件9，防堵件9為玻璃羊毛或細(xì)紗網(wǎng)。
所述的柱1、柱2為PVC柱或玻璃鋼柱。
所述的粉碎的灰?guī)r3，其CaCO3含量大于90％。
所述的原水6為含有氟和鎘或砷和鎘的廢水。
本實(shí)用新型去除廢水中氟和鎘的技術(shù)原理是柱1、柱2的空腔內(nèi)填滿(mǎn)的巖礦材料都為粉碎的灰?guī)r3。碳酸化的廢水流經(jīng)柱1，溶解CaCO3，進(jìn)入柱2，產(chǎn)生CaF2和CaCO3沉淀，由于CaF2的沉淀和Cd與CaCO3的共沉淀作用，氟和鎘從水中去除。本實(shí)用新型將碳酸化的廢水通過(guò)分別充填灰?guī)r的雙柱裝置，達(dá)到去除廢水中氟和鎘的目的。
本實(shí)用新型去除廢水中砷和鎘的技術(shù)原理是柱1的空腔內(nèi)填滿(mǎn)的巖礦材料為粉碎的菱鐵礦13、柱2的空腔內(nèi)填滿(mǎn)的巖礦材料為粉碎的灰?guī)r3。碳酸化的廢水流經(jīng)柱1，溶解FeCO3，進(jìn)入柱2，產(chǎn)生Fe(OH)3和CaCO3沉淀，由于Fe(OH)3對(duì)砷的化合物的吸附作用和Cd與CaCO3的共沉淀作用，砷和鎘從水中去除。將碳酸化的廢水通過(guò)分別充填菱鐵礦和灰?guī)r的雙柱系統(tǒng)，達(dá)到去除廢水中砷和鎘的目的。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)(1)所用材料十分廉價(jià)、易得；反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。(2)可處理氟和鎘濃度分別達(dá)500mg/L和4mg/L的廢水；出水氟和鎘的濃度分別低于4mg/L和檢出限(20μg/L)；具有高效的特點(diǎn)?？商幚砩楹玩k濃度分別達(dá)2mg/L和4mg/L的廢水；出水砷和鎘的濃度均低于檢出限(分別為5μg/L和20μg/L)；具有高效的特點(diǎn)。(3)系統(tǒng)維護(hù)成本低、操作簡(jiǎn)單、安全，可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖其中1-柱、2-柱、3-粉碎的灰?guī)r、4-氣管、5-原水罐、6-原水、7-水管、8-水管、9-防堵件、10-出氣口、11-注空氣口、12-出水口、13-粉碎的菱鐵礦。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1所示，去除廢水中氟和鎘或砷和鎘的反應(yīng)器，它主要由柱1、柱2、粉碎的灰?guī)r3、氣管4、原水罐5、水管7、水管8、防堵件9組成，氣管4的一端與CO2氣瓶相連接，另一端插入原水罐5內(nèi)下部，原水罐5的下端部與柱1的底端由水管7相連接，并使原水罐5與柱1相連通；柱1內(nèi)為空腔，粉碎的灰?guī)r3填滿(mǎn)于柱1的空腔內(nèi)，柱1的上端部與柱2的上端部由水管8相連接，并使柱1與柱2相連通，柱2內(nèi)為空腔，粉碎的灰?guī)r3填滿(mǎn)于柱2的空腔內(nèi)，柱2的底端設(shè)有出水口12，柱2的下部設(shè)有注空氣口11、上部設(shè)有出氣口10。使用時(shí)，原水罐5內(nèi)注有原水6。所述的柱1、柱2的空腔內(nèi)兩端設(shè)有防堵件9，防堵件9為玻璃羊毛或細(xì)紗網(wǎng)。所述的柱1、柱2為PVC柱或玻璃鋼柱。
廢水經(jīng)碳酸化后，從柱1底部流入、從柱1頂部流出，進(jìn)入柱2頂部，最后從柱2底部流出。柱1和柱2的上下端口均密封堵塞，開(kāi)口與進(jìn)、出水管的連接處均嚴(yán)格密封。柱1內(nèi)為飽和水流條件；柱2內(nèi)為非飽和水流條件，在其下部距出水口5cm處開(kāi)口、通過(guò)軟管與空氣泵相連，壓入輕微空氣流，在其上部距出水口5cm處設(shè)出氣口。
所用灰?guī)r成分應(yīng)盡可能純凈(CaCO3含量大于90％)。
去除廢水中氟和鎘的方法如下1)、灰?guī)r的粉碎和篩分將所選用的灰?guī)r粗碎、過(guò)篩，過(guò)80目篩者留用。
2)、將留用的灰?guī)r填入PVC柱或玻璃鋼柱中，應(yīng)密實(shí)、填滿(mǎn)，為防止與進(jìn)、出水管接口處堵塞，應(yīng)在兩端放置玻璃羊毛或細(xì)紗網(wǎng)。
3)、含氟和鎘的廢水(即原水)收集在原水罐中，通入CO2氣體，其壓力控制在略高于大氣壓，通入CO2氣體30min后，系統(tǒng)即可運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行的全過(guò)程，需持續(xù)向原水通入CO2氣體。
4)、系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)控制流速，使廢水在柱1中的滯留時(shí)間保持在1h以上。
5)、當(dāng)出水流速明顯減慢時(shí)，需停止系統(tǒng)運(yùn)行，將柱2的灰?guī)r震蕩使之不再團(tuán)聚或更換。然后即可重新運(yùn)行系統(tǒng)。
實(shí)施例2如圖2所示，去除廢水中氟和鎘或砷和鎘的反應(yīng)器，它主要由柱1、柱2、粉碎的灰?guī)r3、氣管4、原水罐5、水管7、水管8、防堵件9、粉碎的菱鐵礦13組成，氣管4的一端與CO2氣瓶相連接，另一端插入原水罐5內(nèi)下部，原水罐5的下端部與柱1的底端由水管7相連接，并使原水罐5與柱1相連通；柱1內(nèi)為空腔，粉碎的菱鐵礦13填滿(mǎn)于柱1的空腔內(nèi)，柱1的上端部與柱2的上端部由水管8相連接，并使柱1與柱2相連通，柱2內(nèi)為空腔，粉碎的灰?guī)r3填滿(mǎn)于柱2的空腔內(nèi)，柱2的底端設(shè)有出水口12，柱2的下部設(shè)有注空氣口11、上部設(shè)有出氣口10。使用時(shí)，原水罐5內(nèi)注有原水6。所述的柱1、柱2的空腔內(nèi)兩端設(shè)有防堵件9，防堵件9為玻璃羊毛或細(xì)紗網(wǎng)。所述的柱1、柱2為PVC柱或玻璃鋼柱。
廢水經(jīng)碳酸化后，從柱1底部流入、從柱1頂部流出，進(jìn)入柱2頂部，最后從柱2底部流出系統(tǒng)。柱1和柱2的上下端口均密封堵塞，開(kāi)口與進(jìn)、出水管的連接處均嚴(yán)格密封。柱1內(nèi)為飽和水流條件；柱2內(nèi)為非飽和水流條件，在其下部距出水口5cm處開(kāi)口、通過(guò)軟管與空氣泵相連，壓入輕微空氣流，在其上部距出水口5cm處設(shè)出氣口。
所用的菱鐵礦采自菱鐵礦區(qū)，用前需測(cè)定其可淋濾的Cr，As，Se和Cd含量，低于檢出限者方可使用。所用灰?guī)r成分應(yīng)盡可能純凈(CaCO3含量大于90％)。
去除廢水中砷和鎘的方法如下(1)菱鐵礦和灰?guī)r的粉碎和篩分將所選用的菱鐵礦和灰?guī)r分別粗碎、過(guò)篩，過(guò)80目篩者留用。
(2)將留用的菱鐵礦和灰?guī)r分別填入PVC柱或玻璃鋼柱中，應(yīng)密實(shí)、填滿(mǎn)，為防止與進(jìn)、出水管接口處堵塞，應(yīng)在兩端放置玻璃羊毛或細(xì)紗網(wǎng)。
(3)將含砷和鎘的廢水(原水)收集在原水罐中，通入CO2氣體，其壓力控制在略高于大氣壓，通入CO2氣體30min后，系統(tǒng)即可運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行的全過(guò)程，需持續(xù)向原水通入CO2氣體。
(4)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)控制流速，使廢水在柱1中的滯留時(shí)間保持在1h以上。
(5)在出水口每15天采集1次樣品，當(dāng)出水濃度高出檢測(cè)限時(shí)，需停止系統(tǒng)運(yùn)行，將連接原水的管接至5％鹽酸溶液，按柱1的5個(gè)孔隙體積量沖洗系統(tǒng)后，再接至蒸餾水，按柱1的5個(gè)孔隙體積量沖洗系統(tǒng)，即可重新運(yùn)行系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.去除廢水中氟和鎘或砷和鎘的反應(yīng)器，其特征是它包括柱(1)、柱(2)、巖礦材料、氣管(4)、原水罐(5)、水管(7)、水管(8)，氣管(4)的一端與C02氣瓶相連接，另一端插入原水罐(5)內(nèi)下部，原水罐(5)的下端部與柱(1)的底端由水管(7)相連接，并使原水罐(5)與柱(1)相連通，柱(1)內(nèi)為空腔，柱(1)的上端部與柱(2)的上端部由水管(8)相連接，并使柱(1)與柱(2)相連通，柱(2)內(nèi)為空腔，柱(2)的底端設(shè)有出水口(12)，柱(2)的下部設(shè)有注空氣口(11)、上部設(shè)有出氣口(10)；所述的柱(1)、柱(2)的空腔內(nèi)分別填滿(mǎn)有巖礦材料，使用時(shí)，原水罐(5)內(nèi)注有原水(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除廢水中氟和鎘或砷和鎘的反應(yīng)器，其特征是所述的柱(1)、柱(2)的空腔內(nèi)填滿(mǎn)的巖礦材料都為粉碎的灰?guī)r(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除廢水中氟和鎘或砷和鎘的反應(yīng)器，其特征是所述的柱(1)的空腔內(nèi)填滿(mǎn)的巖礦材料為粉碎的菱鐵礦(13)、柱(2)的空腔內(nèi)填滿(mǎn)的巖礦材料為粉碎的灰?guī)r(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的去除廢水中氟和鎘或砷和鎘的反應(yīng)器，其特征是所述的柱(1)、柱(2)的空腔內(nèi)兩端設(shè)有防堵件(9)，防堵件(9)為玻璃羊毛或細(xì)紗網(wǎng)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種利用巖礦材料治理重金屬?gòu)U水的裝置。去除廢水中氟和鎘或砷和鎘的反應(yīng)器，其特征是它包括柱(1)、柱(2)、巖礦材料、氣管(4)、原水罐(5)、水管(7)、水管(8)，氣管(4)的一端與CO
文檔編號(hào)C02F1/62GK2633869SQ0325504
公開(kāi)日2004年8月18日 申請(qǐng)日期2003年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月6日
發(fā)明者王焰新 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)