專利名稱：斜板式電鍍廢水重金屬去除裝置及濾板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種斜板式重金屬去除裝置及濾板的制作方法，屬于污水處理領(lǐng)域， 尤其是電鍍廢水的處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)50年代以后，全球人口急劇增長(zhǎng)，工業(yè)發(fā)展迅速。全球水資源狀況迅速惡化，“水危機(jī)”日趨嚴(yán)重。目前，我國(guó)電鍍廢水的年排放量達(dá)到了 40億m3，它所含有的重金屬不僅對(duì)環(huán)境保護(hù)、物種的多樣性構(gòu)成了威脅，還嚴(yán)重影響人類身心健康。污水中的鉛會(huì)引起魚類、水生物中毒；進(jìn)入人體累積會(huì)導(dǎo)致頭疼、記憶衰退、失憶等癥狀。過量的銅會(huì)引起皮炎和濕疹，高濃度的含銅廢水會(huì)導(dǎo)致皮膚壞死。污水中六價(jià)鉻也會(huì)對(duì)人體的皮膚、呼吸系統(tǒng)構(gòu)成傷害，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起支氣管癌。因此，電鍍廢水的處理迫在眉睫。另一方面，全世界每年產(chǎn)生的赤泥約為5000萬噸，每產(chǎn)生It氧化鋁就會(huì)產(chǎn)生1 1. 8t的赤泥副產(chǎn)物。赤泥中的堿會(huì)導(dǎo)致人體的酸堿失去平衡，甚至?xí)?dǎo)致死亡；赤泥所含有的氟化物侵害人體的骨骼組織，導(dǎo)致人體骨質(zhì)疏散或變形；大量的鈉化物會(huì)引起細(xì)胞功能障礙，尤其是腦細(xì)胞功能障礙，從而導(dǎo)致死亡。因此，如何充分而又合理的利用赤泥成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。中國(guó)的污水處理能力尚跟不上用水規(guī)模的迅速擴(kuò)張，管網(wǎng)、污泥處理等配套設(shè)施建設(shè)嚴(yán)重滯后。另一方面，中國(guó)的污水處理率與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在著明顯的差距，且處理設(shè)施的負(fù)荷率低，現(xiàn)在正在廣泛應(yīng)用中的水污染處理系統(tǒng)或者裝置處理水平有待進(jìn)一步提高，處理效果還不是很完善，而且資源利用效率比較低。目前，常用的電鍍廢水處理方法包括生物處理法與化學(xué)處理法。生物處理法具有成本低、過程控制簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)便實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)大流量含低濃度重金屬的廢水難以處理; 化學(xué)處理法具有投資少，操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，但是它占地大，需要額外添加化學(xué)物質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中電鍍廢水處理所存在的問題，本發(fā)明提供一種斜板式電鍍廢水重金屬去除裝置及其斜板的制作方法。本發(fā)明是一種基于濾板與電鍍廢水中的重金屬離子通過物理吸附、化學(xué)沉淀與離子交換相結(jié)合的方式，達(dá)到重金屬離子去除，并能對(duì)濾板進(jìn)行反沖洗與更換的一種有效的
直ο本發(fā)明技術(shù)方案如下一種斜板式電鍍廢水重金屬去除裝置，包括布水裝置、斜板反應(yīng)裝置、沖洗裝置、 出水收集裝置、沉淀收集裝置。其中，所述的布水裝置有集水池1、布水池3，布水池3與斜板反應(yīng)裝置6之間是布水板4，布水板4底部設(shè)置有布水孔5連通布水池3和斜板反應(yīng)裝置 6 ；所述的斜板反應(yīng)裝置6的主體是上部敞口的箱式反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)有三組傾斜放置的濾板9，相鄰兩組濾板相互垂直，反應(yīng)器上部一側(cè)有溢水槽11，溢水槽的器壁上設(shè)有出水口 12 連接出水收集裝置13 ；箱式反應(yīng)器底部是沉淀收集裝置7，以富集從濾板表層脫落的污泥。
所述的濾板傾斜方向與水平方向夾角為50-60°，與入水方向相反。由于斜板是以垂直方向?yàn)榛A(chǔ)往左傾斜，而入水是從左到右的，因此與入水方向?yàn)榉聪?。這也是進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)廢水實(shí)現(xiàn)折流的一個(gè)重要技術(shù)條件，傾斜的濾板對(duì)進(jìn)入的廢水進(jìn)行吸附的同時(shí)還起到起導(dǎo)流作用；所述的濾板9上下兩端插入位于反應(yīng)器壁上的卡槽8內(nèi)，以固定濾板。15-20個(gè)相互平行的濾板為一組。所述的濾板由鐵絲編制的網(wǎng)狀掛泥器作為骨架，其上燒結(jié)有赤泥煤粉吸附劑。所述的掛泥器可以更換。所述的沖洗裝置是在濾板上方設(shè)置的射流管10 ；在裝置未工作時(shí)射流管可對(duì)濾板9進(jìn)行全面沖洗，保證反應(yīng)的高效率進(jìn)行，防止反應(yīng)器鈍化。優(yōu)選的，每個(gè)濾板上方分別設(shè)有1個(gè)射流管，以方便對(duì)每塊濾板進(jìn)行沖洗了。所述集水池1與布水池3之間的管路上設(shè)有帶流量計(jì)的蠕動(dòng)泵2。通過蠕動(dòng)泵2 使廢水由下往上流動(dòng)。所述沉淀收集裝置優(yōu)選錐形體，底部設(shè)有脫落污泥排出口。使用時(shí)，電鍍廢水從集水池1在蠕動(dòng)泵2的作用進(jìn)入布水池3，經(jīng)布水板4下方的布水孔5進(jìn)入斜板反應(yīng)裝置6。廢水在重力差的作用下經(jīng)斜置的濾板引流，沿濾板傾斜方向流動(dòng)，在三個(gè)斜置的濾板間折流式流動(dòng)并與濾板充分接觸，使得廢水中的重金屬離子與濾板9上的吸附劑進(jìn)行反應(yīng)。經(jīng)處理的廢水通過上部的溢流槽11經(jīng)出水口 12連接到出水收集裝置13。濾板表層脫落的污泥在反應(yīng)器底部的沉淀收集裝置7中富集并統(tǒng)一去除。根據(jù)本發(fā)明上述的技術(shù)方案，所述的濾板的制作方法如下(1)將赤泥與煤粉分別破碎，過100目篩，按重量份，稱取70 80份的赤泥，10 20份煤粉和1-3份膨脹劑，均勻混合，加水5-10份調(diào)成漿狀；(2)取步驟⑴制得的漿狀物5 IOg均勻地涂抹在鐵絲編制的(15 20) cmX (10 14) cm網(wǎng)狀掛泥器上，烘干，制得生泥濾板；(3)將步驟⑵制得的生泥濾板置于馬弗爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為300 350°C，時(shí)間為20 30min。優(yōu)選的，步驟(1)所述的膨脹劑是鋁粉。優(yōu)選的，步驟(2)所述的鐵絲編制的網(wǎng)狀掛泥器尺寸為IScmX 12cm。本發(fā)明斜板式電鍍廢水重金屬去除裝置具有以下有益的效果1、本發(fā)明重金屬去除裝置是斜板沉淀式，其中的濾板制作所需的原料主要采用赤泥與煤粉，不需要特殊材料。具有制作成本低，流程簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，在污水處理過程中真正實(shí)現(xiàn)了低成本、低能耗；2、進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)廢水傾斜的濾板實(shí)現(xiàn)折流式流動(dòng)，傾斜的濾板對(duì)進(jìn)入的廢水進(jìn)行吸附的同時(shí)還起到起導(dǎo)流作用；廢水的處理過程中，物理吸附、化學(xué)沉淀與離子交換方式共同作用，快速簡(jiǎn)便而又徹底有效的處理污水中的重金屬離子；3、本發(fā)明裝置附帶有可用于沖洗的射流管，可以在裝置未工作時(shí)沖洗斜板裝置， 使表面吸附后的赤泥煤粉吸附劑掉落，形成新的表面。此外，赤泥煤粉吸附劑濾板也可以進(jìn)行更換，不僅延長(zhǎng)了此裝置的使用壽命，而且提高了污水的處理效果。4、本發(fā)明裝置為電鍍廢水的處理提供了一種有效、環(huán)保的解毒裝置，促進(jìn)了工業(yè)化的生產(chǎn)。本發(fā)明的新式斜板重金屬解毒裝置不僅采用工業(yè)副產(chǎn)物赤泥作為原料，解決了赤泥的出路問題，而且具有負(fù)荷率較低，處理效果更加徹底，制作成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他污水處理設(shè)備，資源利用率高的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是一種斜板式重金屬去除裝置示意圖；圖2是圖1的左視圖；圖3是濾板結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1.集水裝置，2.蠕動(dòng)泵，3.布水池，4.布水板，5.布水孔，6.斜板反應(yīng)裝置， 7.沉淀收集裝置，8.卡槽，9.濾板，10.射流管，11.溢流槽，12.出水孔，13.出水收集裝置。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。實(shí)施例1 一種斜板式電鍍廢水重金屬去除裝置，結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括布水裝置、斜板反應(yīng)裝置6、沖洗裝置10，出水收集裝置13和沉淀收集裝置7。所述的布水裝置主要由集水池1 和布水池3構(gòu)成，所述集水池1與布水池3之間的管路上設(shè)有帶流量計(jì)的蠕動(dòng)泵2，布水池 3與斜板反應(yīng)裝置6之間由布水板4隔開；所述的斜板反應(yīng)裝置6的主體是上部敞口的箱式反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)有三組傾斜放置的濾板9，相鄰兩組濾板相互垂直，所述的斜板反應(yīng)裝置右上方設(shè)有溢水槽11和出水口 12連接出水收集裝置13 ；箱式反應(yīng)器底部設(shè)有沉淀收集裝置7，以富集從濾板表層脫落的污泥。所述的濾板傾斜方向與水平方向夾角為55°，與入水方向相反；濾板上下兩端插入位于反應(yīng)器壁上的卡槽8內(nèi)，以固定濾板。18個(gè)相互平行的濾板為一組。所述的沖洗裝置是在濾板上方設(shè)置的射流管10。所述的濾板由鐵絲編制的網(wǎng)狀掛泥器作為骨架，其上燒結(jié)有赤泥煤粉吸附劑，制作方法如下將赤泥與煤粉分別破碎，過100目篩。按重量份，稱取80份赤泥，10份煤粉與2份膨脹劑鋁粉和8份水均勻混合，調(diào)成漿狀；取漿狀物6. Og用刷子均勻地涂抹于鐵絲編制的 IScmX 12cm網(wǎng)狀掛泥器上，烘干，制得生赤泥濾板；將生赤泥濾板置于馬弗爐中燒制；燒制溫度為330°C，燒制時(shí)間為30min。該方法制得的赤泥煤粉濾板對(duì)含六價(jià)鉻的電鍍廢水的去除率達(dá)到98%以上。使用時(shí)，電鍍廢水從集水池1經(jīng)蠕動(dòng)泵2的作用進(jìn)入布水池3，流經(jīng)布水板4下方的布水孔5進(jìn)入斜板反應(yīng)裝置6。廢水在重力差的作用下經(jīng)斜置的濾板引流，沿濾板傾斜方向流動(dòng)，在三個(gè)斜置的濾板間折流式流動(dòng)并與濾板充分接觸，使得廢水中的重金屬離子與濾板9進(jìn)行反應(yīng)。經(jīng)處理的廢水通過上部的溢流槽11經(jīng)出水口 12連接到出水收集裝置 13。在裝置未工作時(shí)射流管可對(duì)濾板9進(jìn)行全面沖洗，保證反應(yīng)的高效率進(jìn)行，防止反應(yīng)器鈍化。濾板表層脫落的污泥在反應(yīng)器底部的沉淀收集裝置7中富集并統(tǒng)一去除。
實(shí)施例2 斜板式電鍍廢水重金屬去除裝置結(jié)構(gòu)如實(shí)施例1所述，所不同的是赤泥煤粉濾板的制作方法如下稱取78份赤泥，12份煤粉、3份膨脹劑鋁粉與7份水調(diào)成漿狀；取漿狀物5. 5g漿狀物用刷子均勻的涂抹于鐵絲網(wǎng)掛泥器上，烘干制得生泥濾板；將生泥濾板置于馬弗爐中燒制；燒制溫度為310°C，燒制時(shí)間為25min。該濾板對(duì)含銅的電鍍廢水的去除率達(dá)到95% 以上。實(shí)施例3 斜板式電鍍廢水重金屬去除裝置結(jié)構(gòu)如實(shí)施例1所述，所不同的是赤泥煤粉濾板的制作方法如下稱取73份的赤泥、15份煤粉、2份的膨脹劑鋁粉與10份水調(diào)成漿狀；取漿狀物 8. Og用刷子均勻的涂抹于鐵絲網(wǎng)掛泥器上，烘干制得生泥濾板；將生泥濾板置于馬弗爐中燒制，燒制溫度為350°C，燒制時(shí)間為20min。該濾板對(duì)含鋅的電鍍廢水的去除率達(dá)到99% 以上。
權(quán)利要求
1.一種斜板式電鍍廢水重金屬去除裝置，包括布水裝置、斜板反應(yīng)裝置、沖洗裝置、出水收集裝置、沉淀收集裝置；其中，所述的布水裝置有集水池(1)、布水池(3)，布水池(3)與斜板反應(yīng)裝置(6)之間是布水板，布水板(4)底部設(shè)置有布水孔( 連通布水池(3)和斜板反應(yīng)裝置(6)；所述的斜板反應(yīng)裝置(6)的主體是上部敞口的箱式反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)有三組傾斜放置的濾板(9)，相鄰兩組濾板相互垂直；反應(yīng)器上部一側(cè)有溢水槽(11)，溢水槽的器壁上設(shè)有出水口(1 連接出水收集裝置(1 ；箱式反應(yīng)器底部是沉淀收集裝置(7)， 以富集從濾板表層脫落的污泥。
2.如權(quán)利要求1斜板式電鍍廢水重金屬去除裝置，其特征在于，所述的濾板傾斜方向與水平方向夾角為50-60°，與入水方向相反。
3.如權(quán)利要求1斜板式電鍍廢水重金屬去除裝置，其特征在于，所述的濾板上下兩端插入位于反應(yīng)器壁上的卡槽(8)內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1斜板式電鍍廢水重金屬去除裝置，其特征在于，每組濾板有15-20個(gè)相互平行的濾板。
5.如權(quán)利要求1斜板式電鍍廢水重金屬去除裝置，其特征在于，所述的沖洗裝置是在濾板上方設(shè)置的射流管(10)。
6.如權(quán)利要求1斜板式電鍍廢水重金屬去除裝置，其特征在于，所述的濾板由鐵絲編制的網(wǎng)狀掛泥器作為骨架，其上燒結(jié)有赤泥煤粉吸附劑。
7.如權(quán)利要求1斜板式電鍍廢水重金屬去除裝置，其特征在于，所述集水池與布水池之間的管路上設(shè)有帶流量計(jì)的蠕動(dòng)泵O)。
8.權(quán)利要求1所述斜板式電鍍廢水重金屬去除裝置中所用濾板的制作方法，步驟如下(1)將赤泥與煤粉分別破碎，過100目蹄，按重量份，稱取70 80份的赤泥，10 20 份煤粉和1-3份膨脹劑，均勻混合，加水5-10份調(diào)成漿狀；(2)取步驟(1)制得的漿狀物5 IOg均勻地涂抹在鐵絲編制的(15 20)cmX(10 14)網(wǎng)狀掛泥器上，烘干，制得生泥濾板；(3)將步驟(2)制得的生泥濾板置于馬弗爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為300 350°C，時(shí)間為 20 30min。
9.如權(quán)利要求8所述濾板的制作方法，其特征在于，步驟(1)所述的膨脹劑是鋁粉。
10.如權(quán)利要求8所述濾板的制作方法，其特征在于，步驟(2)所述的鐵絲編制網(wǎng)狀掛泥器尺寸為18cmX12cm。
全文摘要
一種斜板式電鍍廢水重金屬去除裝置及濾板的制作方法。該裝置包括布水裝置、斜板反應(yīng)裝置、沖洗裝置、出水收集裝置、沉淀收集裝置；所述的斜板反應(yīng)裝置的主體是上部敞口的箱式反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)有三組傾斜放置的濾板；反應(yīng)器上部一側(cè)有溢水槽連接出水收集裝置；反應(yīng)器底部設(shè)有沉淀收集裝置。所述濾板由赤泥、煤粉、膨脹劑與水混合涂布在鐵絲編制的網(wǎng)狀掛泥器上，干燥、燒結(jié)制成。含有毒重金屬的廢水在裝置中與濾板充分接觸，使得重金屬與濾板反應(yīng)；濾板表層吸附有重金屬的赤泥在反應(yīng)器的沉淀收集裝置中富集并統(tǒng)一去除。本裝置操作方便、占用空間小，能回收廢水中重金屬，還解決赤泥的再利用問題。
文檔編號(hào)C02F9/04GK102351342SQ20111018980
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者葉新強(qiáng), 岳欽艷, 王小娟, 祁振, 高寶玉, 高悅, 齊元峰 申請(qǐng)人:山東大學(xué)