阅读说明：本技术 一种基于可再生凹凸棒石填料的环保型污水处理装置 (environment-friendly sewage treatment plant based on attapulgite filler can regenerate ) 是由 魏东洋 贺涛 安坤 郭志鹏 蒋晓璐 王龙乐 白洁琼 黄春荣 于 2019-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于可再生凹凸棒石填料的环保型污水处理装置,包括用于保护的壳体,用于进行水处理的第一腔体,用于处理后水停留的第二腔体,以及用于凹凸棒石填料再生的处理装置；第一腔体内部填充有填料,填料为凹凸棒石；本发明整体结构设计合理,利用对凹凸棒石进行热风处理完成可再生性,使得整个污水处理过程中无需添加辅助试剂,无二次污染产生,更加环保；并且,采用的改性凹凸棒石填料污水处理效果更好,有效地提高了处理效率；另外,本发明装置能够搭载在车体上,因此在使用范围上具有较大的优势。(the invention discloses an environment-friendly sewage treatment device based on renewable attapulgite filler, which comprises a shell for protection, a first cavity for water treatment, a second cavity for water retention after treatment and a treatment device for regeneration of the attapulgite filler; the first cavity is filled with filler, and the filler is attapulgite; the invention has reasonable integral structure design, completes the renewability by utilizing the hot air treatment of the attapulgite, ensures that no auxiliary reagent is added in the whole sewage treatment process, does not generate secondary pollution and is more environment-friendly; moreover, the sewage treatment effect of the adopted modified attapulgite filler is better, and the treatment efficiency is effectively improved; in addition, the device of the present invention can be mounted on a vehicle body, and therefore, has a great advantage in the range of use.)

一种基于可再生凹凸棒石填料的环保型污水处理装置

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种基于可再生凹凸棒石填料的环保型污水处理装置。

背景技术

污水处理设备，是一种能有效处理城区的生活污水，工业废水等的工业设备，避免污水及污染物直接流入水域，对改善生态环境、提升城市品位和促进经济发展具有重要意义。

现有技术中，多采用生化处理设备进行污水处理；但是传统的生化处理工艺中初沉池、消毒池等需要添加大量辅助药剂，这样一方面违背了环保的初衷，另外也造成了较大的成本。

资料显示，凹凸棒石是一种具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。水净化的常规方法是经过絮凝、沉淀、过滤和化学处理，一般能有效地除去大多数污物和杀死大多数微生物，然而不能很有效地除去诸如激素、农药、病毒、毒素和重金属离子等类物质。这些有害物质仍留在水源中，给人造成危害。而凹凸棒石粘土可用接触或过滤技术处理水，可以消除这些有害物质。若使吸附污染物的凹土再生，可加热或以化学剂加以处理。其具备无污染，抑制微生物生长，能吸收有毒挥发成分，绿色环保等优点。同时，由于凹凸棒石资源丰富，价格低廉，因此制备出一种基于高附加值的凹凸棒石的污水处理设备很有必要。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种基于可再生凹凸棒石填料的环保型污水处理装置；采用的凹凸棒石填料具有较好的吸附性能，一方面能够有效地对污水进行处理，同时能够有效地提高凹凸棒石的产品价值。

本发明的技术方案是：一种基于可再生凹凸棒石填料的环保型污水处理装置，包括用于保护的壳体，用于进行水处理的第一腔体，用于处理后水停留的第二腔体，用于凹凸棒石填料再生的处理装置，以及用于控制的PLC控制器和与提供电源的电源装置；

所述第一腔***于壳体内部；第一腔体内部设置有第一遮挡件，所述第一遮挡件采用倒扣漏斗状不锈钢金属板，第一遮挡件将第一腔体分为下腔体和上腔体；所述上腔体内部设置有第二遮挡件，所述第二遮挡件采用不锈钢筒体，且底面、侧面都均匀设置有漏水孔，第二遮挡件将上腔体分为上内腔和上外腔；

壳体上设置有进水口，所述进水口与下腔体连接；

所述第二腔体通过导水管与所述上外腔连通；

所述下腔体、上外腔底部均设置有反冲洗口；所述反冲洗口通过抽泵与第二腔体连接；下腔体、上外腔、第二腔体底部均设置有污泥排口，且污泥排口上均设置有电磁阀，所述污泥排口通过管道将污泥排至壳体外部；

所述上内腔内部填充有填料，所述填料为凹凸棒石；

所述处理装置包括用于将空气吹入的风机，用于对吹入空气进行加热的加热器，以及设置在上内腔内部对填料进行热风处理的热风管路；

所述PLC控制器为市售。

进一步地，所述进水口与下腔体连接处设置有格栅网；能够对进入装置的水进行粗滤，能够有效地去除污水中较大的悬浮或漂浮物。

进一步地，所述填料为改性凹凸棒石；由于凹凸棒石在开采后的品味较低，对凹凸棒石进行改性能够有效地增加其吸附性能。

进一步地，所述上外腔内部设置有第三遮挡件，所述第三遮挡件采用不锈钢网，且第三遮挡件包围在第二遮挡件侧面上，第三遮挡件将上外腔分为第一外腔和第二外腔；所述第一外腔内部填充有吸附活性炭；利用吸附活性炭能够进一步的去除污水中的污染物，使得污水处理效果更佳。

进一步地，所述改性凹凸棒石的具体制备步骤为：

(1)预处理

将凹凸棒石采用干法提纯的方式进行提纯，得到凹凸棒石粉末；

(2)改性处理

按照质量份数将10～13份硝酸钡、12～18份高分子聚合铁盐和36～57份凹凸棒石粉末混合后溶于等质量的去离子水中，置于磁场强度为130～180mT的磁场发生器中持续搅拌1.5～2h，然后向其中加入20～30份碳酸钠，持续搅拌10～15min后，将沉淀物过滤，水洗2～3次后高温焙烧得到凝胶状混合物；再将凝胶状混合物陈化3～5h后，放置在高压釜中；然后向高压釜中加入无水乙醇，升温高压，在250℃、7.0MPa条件下恒定8～10min，然后将温度降至160～180℃后释放乙醇至常压，然后降至室温，即得到改性凹凸棒石；其中，高温焙烧的温度为550～680℃，时间为30～45min；对钡、铁磁化后再通过压力和温度的控制，使磁化后的钡、铁离子盐溶液在干燥过程中达到其本身的临界点，实现液相至超临界流体的转变，新的钡、铁离子与原来的骨架完全脱落，形成新的纳米粒子，结构更具完整性，然后负载在凹凸棒石上，实现钡铁与凹凸棒石结合，再利用磁化处理能够有效地改善凹凸棒石的水处理能力，特别是在去除重金属离子的性能有很大的提升。

更进一步地，所述水洗时采用pH值为6.5～8的去离子水进行水洗；采用中性去离子水进行水洗能够避免在水洗过程中对铁、钡离子造成流失。

更进一步地，所述填料的再生方法具体为：采用温度为65～75℃、空气流量为1.0～1.5L/min的热空气干燥1.5～3h；采用热空气法不仅更加环保，另外，其第一次再生率高达86.7～92.3％。

更进一步地，所述填料的再生方法具体为：采用温度为35～45℃、空气流量为0.5～0.7L/min的热空气干燥0.5～1h。

进一步地，污水处理装置能够搭载在车体上；具有更高的移动性，促使使用范围更广。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明整体结构设计合理，利用对凹凸棒石进行热风处理完成可再生性，使得整个污水处理过程中无需添加辅助试剂，无二次污染产生，更加环保；并且，采用的改性凹凸棒石填料污水处理效果更好，有效地提高了处理效率；另外，本发明装置能够搭载在车体上，因此在使用范围上具有较大的优势。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明的实施例1的第一腔体的内部结构示意图；

图3是本发明的实施例7的结构示意图；

图4是本发明的实施例7的第一腔体的内部结构示意图；

其中，1-壳体、2-第一腔体、201-下腔体、202-上腔体、203-上内腔、204-上外腔、205-第一外腔、206-第二外腔、21-第一遮挡件、22-第二遮挡件、23-第三遮挡件、3-第二腔体、4-处理装置、41-风机、42-加热器、43-热风管路。

具体实施方式

实施例1：如图1所示的一种基于可再生凹凸棒石填料的环保型污水处理装置，包括用于保护的壳体1，用于进行水处理的第一腔体2，用于处理后水停留的第二腔体3，用于凹凸棒石填料再生的处理装置4，以及用于控制的PLC控制器和与提供电源的电源装置；

如图2所示，第一腔体2位于壳体1内部；第一腔体2内部设置有第一遮挡件21，第一遮挡件21采用倒扣漏斗状不锈钢金属板，第一遮挡件21将第一腔体2分为下腔体201和上腔体202；上腔体202内部设置有第二遮挡件22，第二遮挡件22采用不锈钢筒体，且底面、侧面都均匀设置有漏水孔，第二遮挡件22将上腔体202分为上内腔203和上外腔204；其中，第二遮挡件22活动安装在第一遮挡件21上，具体为：第一遮挡件21焊接在第一腔体2内部，且第一遮挡件21上端、第二遮挡件22下端均开设有螺纹槽，第一遮挡件21上端、第二遮挡件22通过螺纹连接，且第二遮挡件22上端开设有封盖；

壳体1上设置有进水口，进水口与下腔体201连接；进水口与下腔体201连接处设置有格栅网；

第二腔体3通过导水管与上外腔204连通；

下腔体201、上外腔204底部均设置有反冲洗口；反冲洗口通过抽泵与第二腔体3连接；下腔体201、上外腔204、第二腔体3底部均设置有污泥排口，且污泥排口上均设置有电磁阀，污泥排口通过管道将污泥排至壳体1外部；

上内腔203内部填充有填料，填料为凹凸棒石；

如图1所示，处理装置4活动安装在第一腔体2上；处理装置4包括用于将空气吹入的风机41，用于对吹入空气进行加热的加热器42，以及设置在上内腔203内部对填料进行热风处理的热风管路43；具体的连接方式为：风机41有两个出风口，其中一个出风口与加热器42连接，加热器42与热风管路43连接，且加热器42与热风管路43连接处设置有缓冲腔，缓冲腔内部设置有用于监测热风温度的温度传感器和用于监测空气流量的空气流量传感器；

下腔体201内部设置有曝气装置，曝气装置与风机41的另一个出风口连接；

PLC控制器为市售，具体采用西门子S7-200控制器；PLC控制器与抽泵、电磁阀、风机41、加热器42、温度传感器、空气流量传感器连接。

其中，污水处理装置能搭载在车体上，本实施例具体搭载在低平板半挂车上；填料的再生方法具体为：采用温度为65℃、空气流量为1.0L/min的热空气干燥1.5。

实施例2：与实施例1不同的是：填料的再生方法具体为：采用温度为70℃、空气流量为1.3L/min的热空气干燥2h。

实施例3：与实施例1不同的是：填料的再生方法具体为：采用温度为75℃、空气流量为1.5L/min的热空气干燥3h。

实施例4：与实施例1不同的是：填料为改性凹凸棒石；

改性凹凸棒石的具体制备步骤为：

(1)预处理

将凹凸棒石采用干法提纯的方式进行提纯，得到凹凸棒石粉末；

(2)改性处理

按照质量份数将10份硝酸钡、12份高分子聚合铁盐和36份凹凸棒石粉末混合后溶于等质量的去离子水中，置于磁场强度为130mT的磁场发生器中持续搅拌1.5h，然后向其中加入20～30份碳酸钠，持续搅拌10min后，将沉淀物过滤，水洗2次后高温焙烧得到凝胶状混合物；再将凝胶状混合物陈化3h后，放置在高压釜中；然后向高压釜中加入无水乙醇，升温高压，在250℃、7.0MPa条件下恒定8min，然后将温度降至160℃后释放乙醇至常压，然后降至室温，即得到改性凹凸棒石；其中，高温焙烧的温度为550℃，时间为45min；水洗时采用pH值为6.5的去离子水进行水洗。

其中，填料的再生方法具体为：采用温度为35℃、空气流量为0.5L/min的热空气干燥0.5h；

实施例5：与实施例1不同的是：填料为改性凹凸棒石；

改性凹凸棒石的具体制备步骤为：

(1)预处理

将凹凸棒石采用干法提纯的方式进行提纯，得到凹凸棒石粉末；

(2)改性处理

按照质量份数将12份硝酸钡、16份高分子聚合铁盐和45份凹凸棒石粉末混合后溶于等质量的去离子水中，置于磁场强度为150mT的磁场发生器中持续搅拌1.8h，然后向其中加入25份碳酸钠，持续搅拌13min后，将沉淀物过滤，水洗2次后高温焙烧得到凝胶状混合物；再将凝胶状混合物陈化4h后，放置在高压釜中；然后向高压釜中加入无水乙醇，升温高压，在250℃、7.0MPa条件下恒定9min，然后将温度降至170℃后释放乙醇至常压，然后降至室温，即得到改性凹凸棒石；其中，高温焙烧的温度为600℃，时间为38min；水洗时采用pH值为7的去离子水进行水洗。

其中，填料的再生方法具体为：采用温度为40℃、空气流量为0.6L/min的热空气干燥0.8h。

实施例6：与实施例1不同的是：填料为改性凹凸棒石；

改性凹凸棒石的具体制备步骤为：

(1)预处理

将凹凸棒石采用干法提纯的方式进行提纯，得到凹凸棒石粉末；

(2)改性处理

按照质量份数将13份硝酸钡、18份高分子聚合铁盐和57份凹凸棒石粉末混合后溶于等质量的去离子水中，置于磁场强度为180mT的磁场发生器中持续搅拌2h，然后向其中加入30份碳酸钠，持续搅拌15min后，将沉淀物过滤，水洗3次后高温焙烧得到凝胶状混合物；再将凝胶状混合物陈化5h后，放置在高压釜中；然后向高压釜中加入无水乙醇，升温高压，在250℃、7.0MPa条件下恒定10min，然后将温度降至180℃后释放乙醇至常压，然后降至室温，即得到改性凹凸棒石；其中，高温焙烧的温度为680℃，时间为30min；水洗时采用pH值为8的去离子水进行水洗。

其中，填料的再生方法具体为：采用温度为45℃、空气流量为0.7L/min的热空气干燥1h。

实施例7：与实施例1不同的是：如图3、4所示，上外腔204内部设置有第三遮挡件23，第三遮挡件23采用不锈钢网，且第三遮挡件23包围在第二遮挡件22侧面上，第三遮挡件23将上外腔204分为第一外腔205和第二外腔206；第一外腔205内部填充有吸附活性炭；其中，第三遮挡件23套设在第二遮挡件22上；

应用例：取某化工厂工业污水，未处理前，检测液相废液COD值为5683mg/L；取一部分待处理的污水利用实施例1的装置进行处理后，废液的COD值下降至175mg/L，其处理率达到96.9％；处理完毕后，将填料取出，然后分别用实施例1、实施例2、实施例3所述再生方法进行再生处理，其中：利用实施例1的方法对填料进行再生处理，第一次再生率达到91.96％；利用实施例2的方法对填料进行再生处理，第一次再生率达到93.09％；利用实施例3的方法对填料进行再生处理，第一次再生率达到95.13％。

然后分别换上实施例4、实施例5、实施例6所制备的填料取与上述相同质量的待处理污水进行处理，其中：实施例4的处理率达为97.3％，然后采用实施例4所述方法对填料进行再生处理，第一次再生率达到95.24％；实施例5的处理率达为99.1％，然后采用实施例5所述方法对填料进行再生处理，第一次再生率达到96.03％；实施例5的处理率达为98.7％，然后采用实施例5所述方法对填料进行再生处理，第一次再生率达到95.42％。

结论：本发明所述装置在对污水处理时有较好的污水处理能力，并且采用的填料再生方法能够为填料提供较佳的再生条件，使得填料再生率较高。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。