一种利用生物吸附剂吸附重金属的生物膜反应器的制作方法

本发明涉及重金属废水处理技术领域，具体涉及一种利用生物吸附剂吸附重金属的生物膜反应器。

背景技术：

目前传统处理重金属的方法物理化学修复技术去除环境中的重金属污染物花费的费用相对较高，操作管理麻烦，一般只适用于重金属离子含量较高的情况，而且对于含有大量有机物与低浓度重金属络合物的废水处理效果并不明显，容易破坏土壤生态环境，导致生物活性下降、二次污染等问题。不能够好的解决金属和水资源再利用的问题。

自然界中微生物分布广泛，微生物吸附以其原料来源广泛，吸附容量较大，不会造成二次污染，对环境友好等诸多优势备受欢迎，将成为了重金属污水处理使用较为理想的技术，但是现阶段微生物吸附技术仍存在一些不足，下降能力弱，培养周期长，对处理水质的环境有较高的要求。这些缺点严重影响到微生物吸附重金属的适用范围，技术无法进一步广泛应用。

技术实现要素：

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种利用生物吸附剂吸附重金属的生物膜反应器，本发明吸附容量大，不会造成二次污染等优点，而且其是对微生物进行进一步处理制成新型膜反应器，无需对微生物进行培养，极大缩短了处理污水周期。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种利用生物吸附剂吸附重金属的生物膜反应器，包括反应罐体和沉淀槽，所述反应罐体的外表面固定连接有支撑架，所述反应罐体的右侧从上至下依次贯穿有温度调节控制器、酸碱调节控制器、氧含量调节控制器和液体流动速率检测器，并且反应罐体的右侧且位于液体流动速率检测器的下方贯穿有溶液浓度显示器，所述反应罐体内壁的两侧之间固定连接有隔离板，所述隔离板的底部贯穿有水压控制阀，所述反应罐体顶部的另一侧固定连接有进液管，并且进液管的一端贯穿反应罐体并延伸至反应罐体的内部，所述反应罐体的顶部固定连接有伺服电机，所述伺服电机的输出端贯穿反应罐体并延伸至反应罐体的内部，所述伺服电机的输出端通过联轴器固定连接有搅拌组件，所述反应罐体的两侧均贯穿有热水管，所述热水管的一端贯穿反应罐体并延伸至反应罐体的外部，所述热水管的外表面固定连接有控制阀，所述反应罐体的底部贯穿有出水管，所述反应罐体的内部设置有浮球开关，所述进液管的内表面和出水管的内表面均固定连接有天然毡，所述进液管的内表面和出水管的内表面均设置有钟乳石柱。

作为本发明进一步的方案：所述反应罐体的顶部一侧固定连接有进料管，所述进料管的一端贯穿反应罐体并延伸至反应罐体的内部，所述反应罐体的左侧设置有液位显示柱。

作为本发明进一步的方案：所述搅拌轴的外表面且位于搅拌扇叶的上方固定齿盘，所述反应罐体内腔的正面的一侧与内腔背面的另一侧均转动连接有连接轴，所述连接轴的外表面固定连接有转动齿轮，所述转动齿轮的外表面与固定齿盘的外表面相啮合，所述连接轴的外表面且位于转动齿轮的一侧固定连接有凸轮，所述搅拌轴的外表面且位于固定齿盘的上方滑动连接有孔板，所述孔板的底部与凸轮的外表面相接触，所述搅拌轴的外表面套设有拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的一端与孔板的顶部固定连接，并且拉伸弹簧的另一端与位于下方转动套的底部固定连接。

作为本发明进一步的方案：所述浮球开关包括沉球和浮球，所述沉球的外表面与出水管的内表面相适配，所述沉球的外表面固定连接有连接杆，所述连接杆的顶端与浮球的外表面固定连接，所述连接杆的外表面套设有若干个限位套，所述限位套外表面的两侧均固定连接有支撑杆。

作为本发明进一步的方案：所述沉淀槽的外表面卡接有槽盖，所述出水管的一端贯穿槽盖并延伸至槽盖的外部，所述槽盖的顶部固定连接有抽水管，所述抽水管的底端贯穿槽盖并延伸至槽盖的外部。

作为本发明进一步的方案：该生物膜反应器的使用方法为：首先将预先制备好的微生物吸附剂从进料管通入反应罐体的内部，然后将伺服电机与外部电源电性连接，同时将重金属废水通入进液管的内部，并经过钟乳石柱和天然毡将重金属废水中的颗粒杂质进行吸附，然后流入反应罐体的内部；

伺服电机的转动带动搅拌轴进行转动，从而带动转动套上的c字杆和搅拌扇叶进行转动，搅拌扇叶将位于下方的微生物吸附剂进行搅拌并与废水混合，挡板在废水的推动下在c字杆的外表面进行转动，并且部分废水和微生物吸附剂从流水孔上穿过，与此同时，固定齿盘进行同步转动，通过固定齿盘和转动齿轮的配合关系，能够使得连接轴进行转动，同时凸轮进行转动，从而击打孔板，并在拉伸弹簧的作用下使得孔板上下运动，进而推动废水进行上下混合；

此时打开控制阀使得热水从热水管的内部进入，从而改变生物膜反应器内的温度，并通过温度调节控制器、酸碱调节控制器、氧含量调节控制器、液体流动速率检测器对生物膜反应器进行控制和调节，同时溶液浓度显示器和液位显示柱进行观测混合效果，当液位显示柱中的液位与生物膜反应器内的液位高度达到一定的情况下，打开水压控制阀，使液体流入罐槽底部，当位于隔离板下方的水位达到一定高度后，浮球带动连接杆在限位套内向上运动，从而带动下方的沉球向上运动，处理后的液体从出水管流出并再一次经过天然毡和钟乳石柱过滤掉微生物吸附剂，最后通入沉淀槽的内部即可。

本发明的有益效果：

(1)、本发明通过采用微生物吸附剂与重金属废水进行混合的方式对其进行处理，不仅吸附容量大，不会造成二次污染等优点，而且其是对微生物进行进一步处理制成新型膜反应器，无需对微生物进行培养，极大缩短了处理污水周期，同时在治理重金属污染方面展示出其低成本、高效率、无二次污染等方面的优势，同时不易受到环境如ph值的影响，并且重金属离子可以被重新回收利用，生物吸附剂也可以循环使用，利于改善生态环境，符合绿色化工的理念。

(2)、本发明通过设置带有通孔的推板，能够将金属废水在进行搅拌混合时，防止废水跟随推板进行旋转，导致混合速率较慢，同时配合下方的搅拌扇叶能够将位于下方的微生物吸附剂旋转至上方，使其混合的更为均匀，同时设置固定齿圈和连接轴上的固定齿轮，能够使得凸轮对的孔板进行击打，再利用拉伸弹簧，能够使得推板下上运动，进一步加快其混合速度，进而提高其使用性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明中反应罐体的内部结构示意图；

图2是本发明整体结构示意图；

图3是本发明图1中a处的局部结构放大图；

图4是本发明中固定齿盘的外部结构侧视图。

图中：1、反应罐体；2、沉淀槽；3、支撑架；4、温度调节控制器；5、酸碱调节控制器；6、氧含量调节控制器；7、液体流动速率检测器；8、溶液浓度显示器；9、隔离板；10、水压控制阀；11、进料管；12、进液管；13、伺服电机；14、搅拌组件；141、搅拌轴；142、转动套；143、c字杆；144、支撑套；145、挡板；146、流水孔；147、搅拌扇叶；15、热水管；16、控制阀；17、出水管；18、天然毡；19、钟乳石柱；20、液位显示柱；21、固定齿盘；22、连接轴；23、转动齿轮；24、凸轮；25、孔板；26、拉伸弹簧；27、浮球开关；271、沉球；272、浮球；273、连接杆；274、限位套；275、支撑杆；28、槽盖；29、抽水管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4所示，一种利用生物吸附剂吸附重金属的生物膜反应器，包括反应罐体1和沉淀槽2，反应罐体1的外表面固定连接有支撑架3，反应罐体1的右侧从上至下依次贯穿有温度调节控制器4、酸碱调节控制器5、氧含量调节控制器6和液体流动速率检测器7，并且反应罐体1的右侧且位于液体流动速率检测器7的下方贯穿有溶液浓度显示器8，反应罐体1内壁的两侧之间固定连接有隔离板9，隔离板9的底部贯穿有水压控制阀10，反应罐体1顶部的另一侧固定连接有进液管12，并且进液管12的一端贯穿反应罐体1并延伸至反应罐体1的内部，反应罐体1的顶部固定连接有伺服电机13，伺服电机13的输出端贯穿反应罐体1并延伸至反应罐体1的内部，伺服电机13的输出端通过联轴器固定连接有搅拌组件14，通过搅拌组件14为生物膜反应器营造良好的环境，提高重金属吸附效率和重金属吸附程度，反应罐体1的两侧均贯穿有热水管15，热水管15的一端贯穿反应罐体1并延伸至反应罐体1的外部，热水管15的外表面固定连接有控制阀16，反应罐体1的底部贯穿有出水管17，反应罐体1的内部设置有浮球开关27，进液管12的内表面和出水管17的内表面均固定连接有天然毡18，进液管12的内表面和出水管17的内表面均设置有钟乳石柱19，反应罐体1的顶部一侧固定连接有进料管11，进料管11的一端贯穿反应罐体1并延伸至反应罐体1的内部，反应罐体1的左侧设置有液位显示柱20，搅拌组件14包括位于伺服电机13输出端的搅拌轴141，搅拌轴141外表面的上方和下方均固定连接有转动套142，两个转动套142相对一侧之间固定连接有c字杆143，c字杆143的外表面均固定连接有支撑套144，并且c字杆143的外表面且位于支撑套144的上方转动连接有挡板145，挡板145的正面开设有若干个流水孔146，搅拌轴141的底端固定连接有搅拌扇叶147，搅拌轴141的外表面且位于搅拌扇叶147的上方固定齿盘21，反应罐体1内腔的正面的一侧与内腔背面的另一侧均转动连接有连接轴22，连接轴22的外表面固定连接有转动齿轮23，转动齿轮23的外表面与固定齿盘21的外表面相啮合，连接轴22的外表面且位于转动齿轮23的一侧固定连接有凸轮24，搅拌轴141的外表面且位于固定齿盘21的上方滑动连接有孔板25，孔板25的底部与凸轮24的外表面相接触，搅拌轴141的外表面套设有拉伸弹簧26，拉伸弹簧26的一端与孔板25的顶部固定连接，并且拉伸弹簧26的另一端与位于下方转动套142的底部固定连接，浮球开关27包括沉球271和浮球272，沉球271的外表面与出水管17的内表面相适配，沉球271的外表面固定连接有连接杆273，连接杆273的顶端与浮球272的外表面固定连接，连接杆273的外表面套设有若干个限位套274，限位套274外表面的两侧均固定连接有支撑杆275，沉淀槽2的外表面卡接有槽盖28，出水管17的一端贯穿槽盖28并延伸至槽盖28的外部，槽盖28的顶部固定连接有抽水管29，抽水管29的底端贯穿槽盖28并延伸至槽盖28的外部，沉淀后的废水通过外部的水泵打入生物膜反应器中，该装置中吸附的重金属离子和生物吸附剂都可以进行回收并多次利用，进一步降低了处理成本。

本发明中，该生物膜反应器的使用方法为：首先将预先制备好的微生物吸附剂从进料管11通入反应罐体1的内部，然后将伺服电机13与外部电源电性连接，同时将重金属废水通入进液管12的内部，并经过钟乳石柱19和天然毡18将重金属废水中的颗粒杂质进行吸附，然后流入反应罐体1的内部；

该微生物吸附剂的制备方法为：将微生物褐藻进行多次洗涤，除去其中的沙粒。并将洗涤后的褐藻置于玻璃箱进行室温静置干燥。取出在80℃干燥箱干燥12h。将干燥好的褐藻使用机器碾碎至100-500微米的粒径范围内，再使用机器进行进一步粉碎，使粒径进一步减小，达到30-300纳米之间，即可作为生物吸附剂使用。

伺服电机13的转动带动搅拌轴141进行转动，从而带动转动套142上的c字杆143和搅拌扇叶147进行转动，搅拌扇叶147将位于下方的微生物吸附剂进行搅拌并与废水混合，挡板145在废水的推动下在c字杆143的外表面进行转动，并且部分废水和微生物吸附剂从流水孔146上穿过，与此同时，固定齿盘21进行同步转动，通过固定齿盘21和转动齿轮23的配合关系，能够使得连接轴22进行转动，同时凸轮24进行转动，从而击打孔板25，并在拉伸弹簧26的作用下使得孔板25上下运动，进而推动废水进行上下混合；

此时打开控制阀16使得热水从热水管15的内部进入，从而改变生物膜反应器内的温度，并通过温度调节控制器4、酸碱调节控制器5、氧含量调节控制器6、液体流动速率检测器7对生物膜反应器进行控制和调节，同时溶液浓度显示器8和液位显示柱20进行观测混合效果，当液位显示柱20中的液位与生物膜反应器内的液位高度达到一定的情况下，打开水压控制阀10，使液体流入罐槽底部，当位于隔离板9下方的水位达到一定高度后，浮球272带动连接杆273在限位套274内向上运动，从而带动下方的沉球271向上运动，处理后的液体从出水管17流出并再一次经过天然毡18和钟乳石柱19过滤掉微生物吸附剂，最后通入沉淀槽2的内部即可。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。