CN108046347A - 一种重金属去除装置 - Google Patents

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朱嘉敏
邹健晖
黄少媚
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Abstract

本发明提供了一种重金属去除装置，包括：重金属过滤室以及沉淀剂制备装置，所述重金属过滤室与所述沉淀剂制备装置连通。本发明通过使用廉价的铁离子试剂作为沉淀剂的制备原产料，节省了重金属去除的成本，通过在去除装置中连通能够自动制备沉淀剂的沉淀剂制备装置，实现了重金属的高效去除和全自动去除。

Description

一种重金属去除装置
技术领域
本发明涉及环保设备领域，具体涉及一种重金属去除装置。
背景技术
重金属污染物主要是指镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)和汞(Hg)等。
镉(Cd),是银白色有光泽的金属,是人体非必需元素。金属镉毒性很低,仅具微毒；但其化合物毒性很大,不同种类化合物毒性不一。硫化镉、硫磺酸镉属低毒类；氧化镉、硫酸镉、硝酸镉等属中等毒类。随着城市工业化、都市化的发展,大量的镉进入水中。镉较其他重金属容易为农作物、蔬菜、稻米所吸收,随着食物链进入动物体内,通过饮水和食用动、植物食品进入人体,主要积聚于肝及肾。
铬(Cr)是一种具有银白色光泽的金属,无毒,化学性质很稳定,是自然界中广泛存在的一种元素,主要分布于岩石、土壤、大气、水及生物体中。环境中的铬污染主要来自于铬的开采、冶炼、铬盐的制造、电镀、金属加工、制革、油漆、颜料、印染工业、照相材料等行业的废水、燃料燃烧排出的含铬废气、废水及废渣等。
常见的铬化合物有六价的铬酐、重铬酸钾、重铬酸钠、铬酸钾、铬酸钠等；三价的三氧化二铬(铬绿、Cr2O3)；二价的氧化亚铬。其中,仅三价铬与六价铬具有生物意义,如食物不能提供足够的铬,人体会出现铬缺乏症,影响糖类及脂类代谢。铬的毒性与其存在的价态有关,通常认为六价铬的毒性比三价铬高100倍,零点几克的六价铬就可以致命,且六价铬更容易为人体吸收而在体内蓄积。
汞(Hg),俗称水银,是一种很重、银白色的液态过渡金属,也是在常温下唯一呈液态的金属元素。汞是一种有毒的重金属元素,在环境的各个介质中都可能含有汞,形成汞的天然本底。在多数地区,汞的本底浓度并不构成对人体的危害。汞的环境污染多数是由于人类开发和使用汞而造成汞的释放产生的。水体中汞的污染源主要是仪表厂、食盐电解、贵金属冶炼、温度计及军工等工业废水中。
汞及其化合物属于剧毒物质,都可以在人体内蓄积,并容易被皮肤以及呼吸和消化道吸收。能破坏中枢神经组织,对口、粘膜和牙齿有不利影响。
各种汞化合物的毒性差别很大,元素汞、汞是剧毒物质；有机汞中的苯基汞分解较快,毒性不大；甲基汞进入人体很容易被吸收,不易降解,***很慢,特别是容易在脑中积累,毒性最大。人体对汞及其化合物的吸收主要是通过消化道,一般有95％以上的有机汞化合物易被肠道吸收；无机汞在中离子型和金属汞的吸收水平较低,平均为7％。同时,进入人体的无机汞还可以转化成毒性更大的有机汞,产生更大的毒害作用,严重时会引起全身中毒。
铅(Pb),银灰色重金属,溶于硝酸、热硫酸、有机酸和碱液。不溶于稀酸和硫酸。具有两性:既能形成高铅酸的金属盐,又能形成酸的铅盐。水体中铅的污染来自矿山开采、冶炼、蓄电池、橡胶生产、染料、印刷、陶瓷、铅玻璃、焊锡、电缆及铅管等部门排放的废水。
铅是一种对人体没有任何生理功能,反而具有神经毒性的重金属元素。铅是一种积累性毒物,通过食物链进入人体并可以在人体内积累,如果超过一定标准就会对人体产生严重的影响。铅的主要毒性效应是导致贫血症、神经机能失调和肾损伤。
综上所述，重金属对人体危害严重，因此，有必要设置重金属去除装置，实现重金属的高效去除。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种重金属去除装置。
本发明是以如下技术方案实现的：
一种重金属去除装置，包括：重金属过滤室以及沉淀剂制备装置，所述重金属过滤室与所述沉淀剂制备装置连通；
所述沉淀剂制备装置包括铁离子试剂存储室和PH调节剂存储室，所述铁离子试剂存储室通过第一调控阀与沉淀剂制备室连通，所述PH调节剂通过第二调控阀与沉淀剂制备室连通，所述沉淀剂制备室中设置有PH传感器；所述第一调控阀、第二调控阀和PH传感器均与总控制器通信连接，所述总控制器根据PH传感器的PH测试结果控制第一调控阀从而控制铁离子试剂流入沉淀剂制备室的滴速，并控制第二调控阀从而控制PH调节剂流入沉淀剂制备室的滴速；
所述沉淀剂制备室中还设置有电位传感器，所述电位传感器与所述总控制器通信连接以使得所述总控制器根据所述电位传感器的测量结果判断所述沉淀剂制备室中的沉淀剂是否制备完毕；
所述沉淀剂制备室中还设置有不止一个搅拌器，所述搅拌器受控于所述总控制器；
所述沉淀剂制备室与一离心器连通，所述离心器分离出的沉淀剂进入沉淀剂收集室，所述沉淀剂收集室与所述重金属过滤室连通；
所述重金属过滤室中设置有不止一个搅拌器，所述重金属过滤室底部铺设有过滤层，所述过滤层由水刺无纺布构成，该水刺无纺布包含热塑性合成长纤维无纺布作为中间层。
进一步地，所述中间层的热塑性合成纤维无纺布为纤维直径5～30μm、单位面积重量20～160g/m2的纺粘无纺布，而且该纺粘无纺布的一面侧的层由纤维直径2～15μm、单位面积重量30～100g/m2的短纤维构成，另一面侧的层由纤维直径7～25μm、单位面积重量50～200g/m2的短纤维构成。
进一步地，所述重金属过滤室中搅拌器数量为2-6个。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种重金属去除装置，包括：重金属过滤室以及沉淀剂制备装置，所述重金属过滤室与所述沉淀剂制备装置连通。本发明通过使用廉价的铁离子试剂作为沉淀剂的制备原产料，节省了重金属去除的成本，通过在去除装置中连通能够自动制备沉淀剂的沉淀剂制备装置，实现了重金属的高效去除和全自动去除。
附图说明
图1是发明提供的一种重金属去除装置示意图；
图2是发明提供的沉淀剂制备装置示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
一种重金属去除装置，如图1-2所示，包括：重金属过滤室10以及沉淀剂制备装置20，所述重金属过滤室10与所述沉淀剂制备装置20连通；
所述沉淀剂制备装置20包括铁离子试剂存储室201和PH调节剂存储室202，所述铁离子试剂存储室201通过第一调控阀与沉淀剂制备室203连通，所述PH调节剂202通过第二调控阀与沉淀剂制备室203连通，所述沉淀剂制备室203中设置有PH传感器；所述第一调控阀、第二调控阀和PH传感器均与总控制器204通信连接，所述总控制器204根据PH传感器的PH测试结果控制第一调控阀从而控制铁离子试剂流入沉淀剂制备室203的滴速，并控制第二调控阀从而控制PH调节剂流入沉淀剂制备室203的滴速；
所述沉淀剂制备室203中还设置有电位传感器，所述电位传感器与所述总控制器204通信连接以使得所述总控制器204根据所述电位传感器的测量结果判断所述沉淀剂制备室203中的沉淀剂是否制备完毕；
所述沉淀剂制备室203中还设置有不止一个搅拌器，所述搅拌器受控于所述总控制器204；
所述沉淀剂制备室203与一离心器205连通，所述离心器205分离出的沉淀剂进入沉淀剂收集室206，所述沉淀剂收集室206与所述重金属过滤室10连通；
所述重金属过滤室10中设置有不止一个搅拌器，所述重金属过滤室10底部铺设有过滤层101，所述过滤层101由水刺无纺布构成，该水刺无纺布包含热塑性合成长纤维无纺布作为中间层。
在具体地沉淀剂制备过程中，铁离子试剂为Fe2+水溶液可由二价铁盐加入水中制得，二价铁盐的浓度以加入的二价铁盐不溶于水中为上限，即Fe2+的水溶液为饱和溶液。PH调节剂为碱性物质，PH调节剂可以NaOH、KOH、Ca(OH)2中的一种或多种。PH调节剂加入量以沉淀剂制备室203中pH值进行控制。当沉淀剂制备室203中pH值为10.0～13.0时，停止加PH调节剂。
沉淀剂制备室203在搅拌过程中，Fe2+与PH调节剂的氢氧根离子反应形成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁易于氧化，在搅拌过程中与空气中氧气接触氧化形成Fe3+。无需加入三价铁盐，节约了成本。在该转化过程中，第一氧化还原电位逐渐降低，电位传感器实时将氧化还原电位传输至总控制器204。当其降低到-500～-700mv时，制备的沉淀剂中Fe3+与Fe2+达到合适的比例，沉淀剂对重金属具有较强的去除能力。
进一步地，所述中间层的热塑性合成纤维无纺布为纤维直径5～30μm、单位面积重量20～160g/m2的纺粘无纺布，而且该纺粘无纺布的一面侧的层由纤维直径2～15μm、单位面积重量30～100g/m2的短纤维构成，另一面侧的层由纤维直径7～25μm、单位面积重量50～200g/m2的短纤维构成。
进一步地，所述重金属过滤室中搅拌器数量为2-6个。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种重金属去除装置，其特征在于，包括：重金属过滤室以及沉淀剂制备装置，所述重金属过滤室与所述沉淀剂制备装置连通；
所述沉淀剂制备装置包括铁离子试剂存储室和PH调节剂存储室，所述铁离子试剂存储室通过第一调控阀与沉淀剂制备室连通，所述PH调节剂通过第二调控阀与沉淀剂制备室连通，所述沉淀剂制备室中设置有PH传感器；所述第一调控阀、第二调控阀和PH传感器均与总控制器通信连接，所述总控制器根据PH传感器的PH测试结果控制第一调控阀从而控制铁离子试剂流入沉淀剂制备室的滴速，并控制第二调控阀从而控制PH调节剂流入沉淀剂制备室的滴速；
所述沉淀剂制备室中还设置有电位传感器，所述电位传感器与所述总控制器通信连接以使得所述总控制器根据所述电位传感器的测量结果判断所述沉淀剂制备室中的沉淀剂是否制备完毕；
所述沉淀剂制备室中还设置有不止一个搅拌器，所述搅拌器受控于所述总控制器；
所述沉淀剂制备室与一离心器连通，所述离心器分离出的沉淀剂进入沉淀剂收集室，所述沉淀剂收集室与所述重金属过滤室连通；
所述重金属过滤室中设置有不止一个搅拌器，所述重金属过滤室底部铺设有过滤层，所述过滤层由水刺无纺布构成，该水刺无纺布包含热塑性合成长纤维无纺布作为中间层。
2.根据权利要求1所述的一种重金属去除装置，其特征在于：
所述中间层的热塑性合成纤维无纺布为纤维直径5～30μm、单位面积重量20～160g/m2的纺粘无纺布，而且该纺粘无纺布的一面侧的层由纤维直径2～15μm、单位面积重量30～100g/m2的短纤维构成，另一面侧的层由纤维直径7～25μm、单位面积重量50～200g/m2的短纤维构成。
3.根据权利要求1所述的一种重金属去除装置，其特征在于：
所述重金属过滤室中搅拌器数量为2-6个。
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