一种重金属废水治理装置的制作方法

本实用新型属于环境保护技术领域，具体涉及一种含铊重金属工业废水处理技术，尤其是一种重金属废水治理装置。

背景技术：

随着工业化的快速发展以及城市化进程的高速推进，环境污染问题日益严重，特别是近年来水污染和大气污染尤为严重。工业生产及城市生活中产生了大量的废水、废气，废水、废气中不仅存在多种有毒有害物质，还含有多种重金属物质，例如热电厂、水泥厂、钢铁企业、垃圾焚烧厂排放的烟气粉尘中就含有大量重金属物质。重金属的毒性大、分布广、含量低、不易降解，长期在环境中分散存在，最终通过生物富集作用被动植物吸收，通过食物链进入人体，对人类的生存和健康产生严重影响。据申请人了解，以铊、铬、锑为代表的重金属污染情况尤为突出。每年由工业排放的铊大约有2000～5000吨，带来了如土壤铊污染、水体铊污染、大气铊污染、人畜慢性铊中毒等一系列环境污染问题。以钢铁行业为例，铊元素主要存在于烧结烟气中，烧结烟气经干法脱硫，铊元素以蒸汽形式进入大气中，造成大气环境污染；烧结烟气经湿法脱硫，铊元素存在于脱硫喷淋液中，随废水排出造成水环境污染。然而，由于铊的丰度很低（一般为0.75mg/kg），并且铊造成的污染问题不是很普遍，导致铊污染问题不受人们重视。近年来，国内先后发生多起大型铊污染事件，废水中铊污染问题才引起了全社会的广泛关注。因此，如何对废水中的铊等重金属进行处理一直是人们研究的重点内容。

国内外对重金属污染处理的研究多集中在重金属含量高、污染物分布集中、污染物便于集中运输处理的固体污染物处理方面，而针对分散在废水中的重金属污染粒子，由于粒子收集困难，并且废水中的重金属含量偏低，一直缺乏有效的处理方法。现有技术中废水处理困难，工艺也比较复杂，针对废水处理的设备结构复杂，操作繁琐，而且处理效果不是很理想，很难达到国家排放标准。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是根据现有技术存在的缺陷，提出一种重金属废水治理装置。

本实用新型的重金属废水治理装置，包括依次相连的pH自动调节单元、除铊单元和深度处理单元，pH自动调节单元包括pH调节池、酸液储存罐和碱液储存罐，pH调节池内设置pH值探头，pH值探头与pH值调节控制器的信号采集端连接，pH值调节控制器的控制输出端分别与设置在酸液储存罐、碱液储存罐中的水泵连接；除铊单元包括壳体，在壳体的底部设有进水口，顶部设有出水口，进水口通过管道与pH调节池的出口连通，壳体的上部设有第一、第二进料口，第一进料口通过第一进料管道与药箱组连通，第二进料口通过第二进料管道与絮凝剂加药箱连接；深度处理单元包括处理槽，处理槽内设置一竖直隔板，将处理槽分隔成第一、第二填料区，第一填料区内填装有若干吸附材料布袋，第二填料区内装有吸附剂。

本实用新型的装置对主要污染物为重金属离子的废水进行污染处理，同时针对废水中含有的铊元素进行深度处理，可确保处理后的排放水达到国家要求的排放标准。

本实用新型进一步的细化如下：

优选地，酸液储存罐、碱液储存罐的水泵分别经进液管与pH调节池连接。

优选地，壳体内设置水力搅拌器，在壳体的上部设有带筛孔的挡板，挡板与壳体的顶盖之间形成过滤区，过滤区设有一组滤网，出水口高度高于过滤区。

优选地，滤网采用无纺布、尼龙脱脂棉或硅藻土制成。

优选地，壳体的底端具有储泥室，储泥室上具有排泥口。

第一进料管道包括主管道和第一、第二分支管道，药箱组由化学脱铊剂储药箱和生物脱铊剂储药箱组成，第一分支管道与化学脱铊剂储药箱连通，第二分支管道与生物脱铊剂储药箱连接，第一、第二分支管道伸入主管道，并且主管道连接第一进料口。

优选地，第一、第二分支管道及第二进料管道上设有控制阀；化学脱铊剂储药箱、生物脱铊剂储药箱及絮凝剂加药箱内设有计量泵。

优选地，处理槽的一侧上部设有入水口，相对另一侧上部设有排水口，隔板上设有溢出口，溢出口的高度高于入水口，排水口的高度高于溢出口，入水口通过管道与除铊单元的出水口连。

优选地，吸附材料布袋中装有生物质炭，吸附剂为沸石或改性沸石。

进一步优选地，还包括与pH自动调节单元相连的废气喷淋单元，废气喷淋单元包括筒体，筒体的下部由上至下依次设有废气进口、喷淋液出口和排污口，上部设有排气口，喷淋液出口经管道与pH调节池的进口连通，在筒体的上部位于排气口下方设有一组雾化喷头，雾化喷头通过喷淋管路与喷淋液箱连接，筒体内位于废气进口上方设有上下两波纹板，在两波纹板之间装有吸附填料，筒体内位于波纹板与雾化喷头之间设置上下两筛孔板，在两筛孔板之间装有重金属吸附结构。

采用上述波纹板结构能够均匀气流，使得废气中的污染成分分布更加均匀，吸附填料不仅能吸附废气中的污染物质，还能够增加气体与喷淋液之间的碰撞，增强去污效果。

更进一步优选地，吸附填料为生物质炭、活性炭或沸石，重金属吸附结构为重金属吸附网或重金属吸附剂，喷淋液箱中装有脱硫喷淋液。

上述结构中采用重金属吸附网或重金属吸附剂能够近一步去除废气中的重金属离子。

本实用新型的优点是：结构简单、设计巧妙，能够避免废水中其他有毒有害物质的干扰，使得重金属治理更为彻底，提高了重金属的回收率，同时对废水、废气的处理更为彻底，避免了排放入环境中的废水、废气引发二次污染。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2为本实用新型中废气喷淋单元的结构示意图。

图中：1.pH调节池，101.pH值探头，102.pH值调节控制器，103.酸液储存罐，104.碱液储存罐，2.壳体，201.储泥室，202.排泥口，203.化学脱铊剂储药箱，204.生物脱铊剂储药箱，205.絮凝剂加药箱，206.挡板，207.滤网，3.处理槽，301.隔板，302.第一填料区，303.第二填料区，304.入水口，305.溢出口，306.排水口，4.筒体，401.排气口，402.雾化喷头，403.筛孔板，404.重金属吸附结构，405.波纹板，406.吸附填料，407.废气进口，408.排污口，409.喷淋液出口，410.喷淋液箱，411.喷淋管路。

具体实施方式

实施例一

本实施例的重金属废水治理装置，其结构如图1所示，包括依次相连的废水池、pH自动调节单元、除铊单元和深度处理单元，pH自动调节单元包括pH调节池1、酸液储存罐103和碱液储存罐104，pH调节池1内设置pH值探头101，pH值探头101与pH值调节控制器102的信号采集端连接，pH值调节控制器102的控制输出端分别与设置在酸液储存罐103、碱液储存罐104中的水泵连接，酸液储存罐103、碱液储存罐104的水泵分别经进液管与pH调节池1连接。工作时，设定所需pH值，pH值调节控制器102通过pH值探头101采集实时测量值与其对比，若实时测量值高于设定值，则控制启动酸液储存罐103中的水泵，向pH调节池1加入酸液调节废水的pH值，同理，若实时测量值低于设定值，则启动碱液储存罐104中水泵，向pH调节池1加入碱液调节废水的pH值，水泵能够根据处理要求设定进液的流量，并能够实现定时启动、定时关闭和定时变速。除铊单元包括壳体2，在壳体2的底部设有进水口，顶部设有出水口，进水口通过管道与pH调节池1的出口连通，壳体2的上部设有第一、第二进料口，第一进料口通过第一进料管道与药箱组连通，第一进料管道包括主管道和第一、第二分支管道，药箱组由化学脱铊剂储药箱203和生物脱铊剂储药箱204组成，第一分支管道与化学脱铊剂储药箱203连通，第二分支管道与生物脱铊剂储药箱204连接，第一、第二分支管道伸入主管道，并且主管道连接第一进料口；第二进料口通过第二进料管道与絮凝剂加药箱205连接，第一、第二分支管道及第二进料管道上设有控制阀，且化学脱铊剂储药箱203、生物脱铊剂储药箱204及絮凝剂加药箱205内设有计量泵，壳体2的底端具有漏斗状储泥室201，储泥室201上具有排泥口202。深度处理单元包括处理槽3，处理槽3内设置一竖直隔板301，将处理槽3分隔成第一填料区302、第二填料区303，第一填料区302内填装有若干吸附材料布袋，吸附材料布袋中装有生物质炭，第二填料区303内装有吸附剂，吸附剂为能够吸附重金属的沸石或改性沸石，处理槽3的一侧上部设有入水口304，相对另一侧上部设有排水口306，隔板301上设有溢出口305，溢出口305的高度高于入水口304，排水口306的高度高于溢出口305，入水口304通过管道与除铊单元的出水口连。

在壳体2的进水口与pH调节池1的出口之间的管道上、在壳体2的出水口与入水口304之间的管道上设有阀门和过滤板。

另外，壳体2内设置水力搅拌器，在壳体2的上部设有带筛孔的挡板206，挡板206与壳体2的顶盖之间形成过滤区，过滤区设有一组滤网207，其中出水口的高度高于过滤区，滤网207采用无纺布、尼龙脱脂棉或硅藻土制成。化学脱铊剂储药箱203内装有化学脱铊剂，化学脱铊剂由以下质量百分比组分配制而成：1～5%活性炭，95～99%硫化物，硫化物为硫化钠、硫化钡或硫化亚铁；生物脱铊剂储药箱204内装有生物脱铊剂，生物脱铊剂的制备方法如下：1)以淀粉（木薯淀粉、玉米淀粉或小麦淀粉）为原料，使淀粉在碱性条件下水解，具体是按NaOH 加入量与淀粉质量比为1.5:1 加入NaOH，反应温度为60～70℃，反应时间为2～3 小时；2)按摩尔比加入1 份丙烯酰胺、1 份乙二胺，0.2 份二硫化碳，0.1 份碳酸钾，控制反应温度为45～55℃，反应0.5～1.0 小时，再缓慢加入1 份环氧氯丙烷，反应时间为0.5～1.5 小时； 3）按步骤1）反应产物与步骤2）反应产物投料质量比为1.5～2:1 投料，然后加入质量百分比为0.4～0.8% 的活化剂Fe2++H2O2（Fe2+/H2O2 质量比=1:100）进行活化，反应温度为60～70℃，反应1～2小时；4）步骤3）所得产物与无机盐或铝盐（硫酸亚铁、硫酸铁或硫酸铝）进行复配（质量比为1～5:1）反应，控制温度20～40℃，搅拌反应2～4小时，得到生物脱铊剂。

pH调节池1与废气喷淋单元相连，废气喷淋单元包括筒体4，筒体4的下部由上至下依次设有废气进口407、喷淋液出口409和排污口408，上部设有排气口401，喷淋液出口409经管道与pH调节池1的进口连通，在筒体4的上部位于排气口401下方设有一组雾化喷头402，雾化喷头402通过喷淋管路411与喷淋液箱410连接，喷淋液箱410中装有脱硫喷淋液，筒体4内位于废气进口407上方设有上、下两圆形波纹板405，在两波纹板405之间装有吸附填料406，吸附填料406为生物质炭、活性炭或沸石，筒体4内位于上波纹板405与雾化喷头402之间设置上、下两筛孔板403，在两筛孔板403之间装有重金属吸附结构404，重金属吸附结构404为重金属吸附网或重金属吸附剂（见图2）。

生物质炭是秸秆、木屑等生物有机材料在缺氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物，生物质炭一方面能够中和废水、废气的酸性，使其pH升高，重金属阳离子在较高的pH条件下容易形成沉淀，使得废水、废气中的重金属离子浓度减小，另一方面由于生物质炭表面含有丰富的含氧官能团，使生物质炭在较高pH下表面带大量负电荷，对重金属阳离子具有很强的吸附能力，进而去除重金属离子，达到进一步净化废水、废气的目的。另外，生物质炭表面具有丰富的孔隙结构，能够吸附废水、废气中其他有毒有害物质。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。