公布日：2022.11.15

申請(qǐng)日：2022.07.19

分類號(hào)：C02F9/08(2006.01)I;C02F1/44(2006.01)N;C02F1/72(2006.01)N;C02F1/461(2006.01)N;C02F101/20(2006.01)N

摘要

本發(fā)明公開了一種從絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水中回收重金屬的資源化處理設(shè)備，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。包括廢水分離濃縮組件、氧化破絡(luò)組件、電解回收組件以及智能檢測(cè)組件；通過對(duì)含有絡(luò)合態(tài)重金屬的廢水進(jìn)行微濾、納濾以及反滲透提純預(yù)處理，使水體分為淡水和濃縮水，然后，有針對(duì)性的對(duì)淡水進(jìn)行回收利用，具有節(jié)能減排的效果，對(duì)濃縮水中的重金屬進(jìn)行破絡(luò)回收，還同步進(jìn)行淡水凈化，整個(gè)過程具有操作簡(jiǎn)單、無污泥產(chǎn)生以及處理成本低的優(yōu)點(diǎn)，適合大量推廣。

權(quán)利要求書

1.一種從絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水中回收重金屬的資源化處理設(shè)備，其特征在于，包括廢水分離濃縮組件(1)、氧化破絡(luò)組件(2)、電解回收組件(3)以及智能檢測(cè)組件(4)；所述廢水分離濃縮組件(1)包括對(duì)絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水進(jìn)行微濾處理的微濾處理器(10)、對(duì)所述微濾處理器(10)處理后的濃水進(jìn)行納濾處理的納濾處理器(11)、對(duì)所述納濾處理器(11)處理后的濃水集進(jìn)行反滲透凈化處理的反滲透凈水器(12)、對(duì)微濾處理器(10)、納濾處理器(11)以及反滲透凈水器(12)處理后的淡水進(jìn)行凈化處理的淡水收集處理器(13)；所述氧化破絡(luò)組件(2)包括與淡水收集處理器(13)連通的破絡(luò)腔體(20)、與所述破絡(luò)腔體(20)連通的混合腔(21)，所述混合腔(21)內(nèi)設(shè)有反應(yīng)板(210)，所述反應(yīng)板(210)側(cè)壁均勻設(shè)有多個(gè)安裝口(2100)，每個(gè)所述安裝口(2100)內(nèi)填附有填料包(2101)，混合腔(21)內(nèi)與所述反應(yīng)板(210)相對(duì)位置處設(shè)有彎曲擺動(dòng)板(211)，所述彎曲擺動(dòng)板(211)通過第一抽液泵(212)連接有氧化劑箱(2120)，彎曲擺動(dòng)板(211)上且與反應(yīng)板(210)相對(duì)側(cè)側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)發(fā)射孔(2110)，所述彎曲擺動(dòng)板(211)底端設(shè)有控制彎曲擺動(dòng)板(211)左右擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)架(2111)；所述電解回收組件(3)包括沿豎直方向設(shè)于所述破絡(luò)腔體(20)內(nèi)的電極安裝筒(30)、設(shè)于所述電極安裝筒(30)上的陽極板(31)和陰極板(32)、與各個(gè)陽極板(31)和陰極板(32)電性連接的直流電源(33)，所述陰極板(32)包括內(nèi)層電極板(320)、罩設(shè)于所述內(nèi)層電極板(320)外壁的內(nèi)層電極板保護(hù)殼(321)，所述內(nèi)層電極板保護(hù)殼(321)外壁設(shè)有碳基還原貼片(322)；所述智能檢測(cè)組件(4)包括與微濾處理器(10)、納濾處理器(11)、淡水收集處理器(13)、第一抽液泵(212)、陽極板(31)以及陰極板(32)電性連接的控制器(40)和用于檢測(cè)淡水收集處理器(13)內(nèi)水質(zhì)的水質(zhì)檢測(cè)儀(41)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水中回收重金屬的資源化處理設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)架(2111)包括設(shè)于混合腔(21)內(nèi)部底端的固定板(2112)、沿水平方向設(shè)于所述固定板(2112)上端的安裝座(2113)、沿水平方向設(shè)于所述安裝座(2113)上端的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(2114)、套設(shè)于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸(2114)外壁且通過V型架(2115)與所述彎曲擺動(dòng)板(211)底端連接的安裝圈(2116)、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸(2114)轉(zhuǎn)動(dòng)的正反轉(zhuǎn)電機(jī)(2117)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水中回收重金屬的資源化處理設(shè)備，其特征在于，所述反應(yīng)板(210)有多個(gè)，多個(gè)反應(yīng)板(210)依次拼接成弧形結(jié)構(gòu)，每個(gè)反應(yīng)板(210)外壁均勻設(shè)有多個(gè)透過孔(213)，所述透過孔(213)的截面為等腰梯形結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水中回收重金屬的資源化處理設(shè)備，其特征在于，所述填料包(2101)內(nèi)的填料為負(fù)載有過渡金屬的陶粒，所述氧化劑箱(2110)內(nèi)的氧化劑為液態(tài)過硫酸鹽。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水中回收重金屬的資源化處理設(shè)備，其特征在于，所述陽極板(31)有多個(gè)，多個(gè)陽極板(31)沿圓周方向均勻設(shè)置在電極安裝筒(30)外壁，所述陰極板(32)有多個(gè)，多個(gè)陰極板(32)與多個(gè)陽極板(31)交錯(cuò)分布。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水中回收重金屬的資源化處理設(shè)備，其特征在于，所述內(nèi)層電極板保護(hù)殼(321)外壁設(shè)有呈網(wǎng)格狀分布的多個(gè)阻隔條(323)，所述碳基還原貼片(322)有多個(gè)，多個(gè)碳基還原貼片(322)分布在上述網(wǎng)格狀區(qū)域內(nèi)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種從絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水中回收重金屬的資源化處理設(shè)備，其特征在于，所述電極安裝筒(30)上端設(shè)有液體噴淋組件(34)，所述液體噴淋組件(34)包括底端插接于電極安裝筒(30)內(nèi)的插接桿(340)、設(shè)于所述插接桿(340)頂端且可沿插接桿(340)外壁上下滑動(dòng)的調(diào)節(jié)套(341)、沿周向分布于所述調(diào)節(jié)套(341)外壁且一端與調(diào)節(jié)套(341)外壁鉸接的噴淋板(342)、設(shè)于調(diào)節(jié)套(341)與噴淋板(342)之間的多個(gè)第一電動(dòng)伸縮桿(343)，各個(gè)所述噴淋板(342)通過連接管與混合腔(21)連接，且連接處設(shè)有第二抽液泵(344)，每個(gè)噴淋板(342)底端均勻設(shè)有多個(gè)噴淋口(3420)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種從絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水中回收重金屬的資源化處理設(shè)備，其特征在于，所述噴淋板(342)設(shè)于相鄰的陽極板(31)和陰極板(32)之間，電極安裝筒(30)外壁設(shè)有與所述噴淋板(342)一一對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)豎槽(300)，所述調(diào)節(jié)套(341)外壁設(shè)有可沿滑動(dòng)豎槽(300)上下滑動(dòng)的多個(gè)T型卡接柱(3410)，所述電極安裝筒(30)內(nèi)設(shè)有與插接桿(340)底端連接的第二電動(dòng)伸縮桿(301)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種從絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水中回收重金屬的資源化處理設(shè)備，其特征在于，每個(gè)所述噴淋板(342)底端設(shè)有豎直攪拌輥(3421)，所述豎直攪拌輥(3421)頂部連接有微型馬達(dá)(3422)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述存在的問題，本發(fā)明提供了一種從絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水中回收重金屬的資源化處理設(shè)備。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種從絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水中回收重金屬的資源化處理設(shè)備，包括廢水分離濃縮組件、氧化破絡(luò)組件、電解回收組件以及智能檢測(cè)組件；

所述廢水分離濃縮組件包括對(duì)絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水進(jìn)行微濾處理的微濾處理器、對(duì)所述微濾處理器處理后的濃水進(jìn)行納濾處理的納濾處理器、對(duì)所述納濾處理器處理后的濃水集進(jìn)行反滲透凈化處理的反滲透凈水器、對(duì)微濾處理器、納濾處理器以及反滲透凈水器處理后的淡水進(jìn)行凈化處理的淡水收集處理器；

所述氧化破絡(luò)組件包括與淡水收集處理器連通的破絡(luò)腔體、與所述破絡(luò)腔體連通的混合腔，所述混合腔內(nèi)設(shè)有反應(yīng)板，所述反應(yīng)板側(cè)壁均勻設(shè)有多個(gè)安裝口，每個(gè)所述安裝口內(nèi)填附有填料包，混合腔內(nèi)與所述反應(yīng)板相對(duì)位置處設(shè)有彎曲擺動(dòng)板，所述彎曲擺動(dòng)板通過第一抽液泵連接有氧化劑箱，彎曲擺動(dòng)板上且與反應(yīng)板相對(duì)側(cè)側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)發(fā)射孔，所述彎曲擺動(dòng)板底端設(shè)有控制彎曲擺動(dòng)板左右擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)架；

所述電解回收組件包括沿豎直方向設(shè)于所述破絡(luò)腔體內(nèi)的電極安裝筒、設(shè)于所述電極安裝筒上的陽極板和陰極板、與各個(gè)陽極板和陰極板電性連接的直流電源，所述陰極板包括內(nèi)層電極板、罩設(shè)于所述內(nèi)層電極板外壁的內(nèi)層電極板保護(hù)殼，所述內(nèi)層電極板保護(hù)殼外壁設(shè)有碳基還原貼片；所述智能檢測(cè)組件包括與微濾處理器、納濾處理器、淡水收集處理器、第一抽液泵、陽極板以及陰極板電性連接的控制器和用于檢測(cè)淡水收集處理器內(nèi)水質(zhì)的水質(zhì)檢測(cè)儀。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述驅(qū)動(dòng)架包括設(shè)于混合腔內(nèi)部底端的固定板、沿水平方向設(shè)于所述固定板上端的安裝座、沿水平方向設(shè)于所述安裝座上端的轉(zhuǎn)動(dòng)軸、套設(shè)于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸外壁且通過V型架與所述彎曲擺動(dòng)板底端連接的安裝圈、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的正反轉(zhuǎn)電機(jī)，當(dāng)正反轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)彎曲擺動(dòng)板左右搖擺時(shí)，可使氧化劑經(jīng)各個(gè)發(fā)射孔噴向反應(yīng)板，此時(shí)，氧化劑充分與反應(yīng)板外壁的填料包充分接觸并反應(yīng)，生成氧化性強(qiáng)的硫酸根自由基，可對(duì)絡(luò)合態(tài)的金屬發(fā)起進(jìn)攻，使絡(luò)合物被氧化降解，破壞其絡(luò)合狀態(tài)，達(dá)到破絡(luò)的目的。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述反應(yīng)板有多個(gè)，多個(gè)反應(yīng)板依次拼接成弧形結(jié)構(gòu)，每個(gè)反應(yīng)板外壁均勻設(shè)有多個(gè)透過孔，所述透過孔的截面為等腰梯形結(jié)構(gòu)，將多個(gè)反應(yīng)板拼接成弧形結(jié)構(gòu)，可增加進(jìn)入破絡(luò)腔體內(nèi)的氧化劑與反應(yīng)板之間的接觸面積，提高氧化性強(qiáng)的硫酸根自由基的生成效率，從而提高破絡(luò)效果。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述填料包內(nèi)的填料為負(fù)載有過渡金屬的陶粒，所述氧化劑箱內(nèi)的氧化劑為液態(tài)過硫酸鹽。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述陽極板有多個(gè)，多個(gè)陽極板沿圓周方向均勻設(shè)置在電極安裝筒外壁，所述陰極板有多個(gè)，多個(gè)陰極板與多個(gè)陽極板交錯(cuò)分布，通過設(shè)置多個(gè)陽極板和多個(gè)陰極板，相當(dāng)于多個(gè)電解過程同時(shí)進(jìn)行，縮短了電解時(shí)間，大大提高了重金屬的回收效率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述內(nèi)層電極板保護(hù)殼外壁設(shè)有呈網(wǎng)格狀分布的多個(gè)阻隔條，所述碳基還原貼片有多個(gè)，多個(gè)碳基還原貼片分布在上述網(wǎng)格狀區(qū)域內(nèi)，方便重金屬在內(nèi)層電極板保護(hù)殼外部還原后的沉淀物成小塊分散，方便脫落回收。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述電極安裝筒上端設(shè)有液體噴淋組件，所述液體噴淋組件包括底端插接于電極安裝筒內(nèi)的插接桿、設(shè)于所述插接桿頂端且可沿插接桿外壁上下滑動(dòng)的調(diào)節(jié)套、沿周向分布于所述調(diào)節(jié)套外壁且一端與調(diào)節(jié)套外壁鉸接的噴淋板、設(shè)于調(diào)節(jié)套與噴淋板之間的多個(gè)第一電動(dòng)伸縮桿，各個(gè)所述噴淋板通過連接管與混合腔連接，且連接處設(shè)有第二抽液泵，每個(gè)噴淋板底端均勻設(shè)有多個(gè)噴淋口，通過噴淋板的設(shè)置，使混合腔內(nèi)反應(yīng)后的氧化劑液體噴灑至相鄰陽極板和陰極板之間，避免局部聚集，提高電解反應(yīng)速率，同時(shí)，通過第一電動(dòng)伸縮桿的延伸和壓縮，達(dá)到調(diào)節(jié)各個(gè)噴淋板的噴淋角度和噴淋范圍的目的，通過調(diào)節(jié)各個(gè)噴淋板的噴淋角度和范圍，可將不同含量反應(yīng)后的氧化劑液體進(jìn)行均勻噴灑，保證電解反應(yīng)的徹底性，提高重金屬的回收率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述噴淋板設(shè)于相鄰的陽極板和陰極板之間，電極安裝筒外壁設(shè)有與所述噴淋板一一對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)豎槽，所述調(diào)節(jié)套外壁設(shè)有可沿滑動(dòng)豎槽上下滑動(dòng)的多個(gè)T型卡接柱，所述電極安裝筒內(nèi)設(shè)有與插接桿底端連接的第二電動(dòng)伸縮桿，通過第二電動(dòng)伸縮桿帶動(dòng)插接桿在電極安裝筒內(nèi)上下滑動(dòng)，噴淋板也同步滑動(dòng)，通過上述過程使噴淋板向污水中不同深度噴灑反應(yīng)后的氧化劑液體，使反應(yīng)后的氧化劑液體與污水充分接觸，增加污水中重金屬的回收量。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，每個(gè)所述噴淋板底端設(shè)有豎直攪拌輥，所述豎直攪拌輥頂部連接有微型馬達(dá)，通過微型馬達(dá)驅(qū)動(dòng)豎直攪拌輥攪拌，增加反應(yīng)后的氧化劑液體與污水的混合均勻度，進(jìn)一步地提高重金屬的回收效果。

本發(fā)明還公開了從絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水中回收重金屬的資源化處理方法，基于上述從絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水中回收重金屬的資源化處理設(shè)備，具體包括以下步驟：

S1、將含有絡(luò)合態(tài)重金屬的廢水通入微濾處理器內(nèi)進(jìn)行微濾處理后，得到一級(jí)淡水和一級(jí)濃縮水，然后，將得到的淡水通入納濾處理器內(nèi)進(jìn)行納濾處理，再次分離出二級(jí)淡水和二級(jí)濃縮水，將得到的二級(jí)淡水通入反滲透凈水器內(nèi)進(jìn)行提純處理，得到三級(jí)淡水和三級(jí)濃縮水，最后，將上述三級(jí)淡水通入淡水收集處理器內(nèi)，并通過水質(zhì)檢測(cè)儀檢測(cè)凈化處理后的水體水質(zhì)，當(dāng)達(dá)到處理標(biāo)準(zhǔn)后，回收利用，將上述一級(jí)濃縮水、二級(jí)濃縮水以及三級(jí)濃縮水通入破絡(luò)腔體內(nèi)；

S2、通過控制器控制第一抽液泵啟動(dòng)，將氧化劑箱內(nèi)的氧化劑抽入彎曲擺動(dòng)板內(nèi)，通過正反轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸順時(shí)針和逆時(shí)針交替轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)彎曲擺動(dòng)板沿反應(yīng)板各個(gè)角度進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，并經(jīng)各個(gè)發(fā)射孔將氧化劑噴向反應(yīng)板，此時(shí)，氧化劑充分與反應(yīng)板外壁的填料包充分接觸并反應(yīng)，生成含有氧化性強(qiáng)的硫酸根自由基的液體，并在混合腔累積；

S3、當(dāng)需要處理破絡(luò)腔體內(nèi)的廢水時(shí)，通過第二抽液泵將混合腔內(nèi)的含有氧化性強(qiáng)的硫酸根自由基的液體抽入各個(gè)噴淋板內(nèi)，并經(jīng)各個(gè)噴淋口均勻噴灑至廢水中，使金屬離子從絡(luò)合態(tài)解離出來，同時(shí)，通過直流電源向各個(gè)陽極板和陰極板通電，由于內(nèi)層電極板保護(hù)殼外壁設(shè)有碳基還原貼片，會(huì)將從絡(luò)合態(tài)解離出來的金屬離子在陰極板上還原，并沉積在陰極板上，當(dāng)溶液中的金屬離子回收完全后，水中的氫離子會(huì)被還原為氫氣析出，同時(shí)在陽極板上會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成微小氣泡；

S4、在上述過程中，還可通過第一電動(dòng)伸縮桿的延伸和壓縮來調(diào)節(jié)各個(gè)噴淋板的噴淋角度和噴淋范圍，通過第二電動(dòng)伸縮桿帶動(dòng)插接桿在電極安裝筒內(nèi)上下滑動(dòng)，噴淋板也同步滑動(dòng)，來調(diào)節(jié)噴淋板的噴灑深度，通過微型馬達(dá)驅(qū)動(dòng)豎直攪拌輥攪拌，增加反應(yīng)后的氧化劑液體與污水的混合均勻度。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明提供了一種從絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水中回收重金屬的資源化處理設(shè)備，通過對(duì)含有絡(luò)合態(tài)重金屬的廢水進(jìn)行微濾、納濾以及反滲透提純預(yù)處理，使水體分為淡水和濃縮水，然后，有針對(duì)性的對(duì)淡水進(jìn)行回收利用，具有節(jié)能減排的效果，對(duì)濃縮水中的重金屬進(jìn)行破絡(luò)回收，通過上述預(yù)處理的方式，大大減小了回收重金屬時(shí)的污水處理量，提高了重金屬的回收效率，且該設(shè)備在破絡(luò)氧化回收重金屬的同時(shí)，還同步進(jìn)行淡水凈化，大大提高了工作效率，整個(gè)過程具有操作簡(jiǎn)單、無污泥產(chǎn)生以及處理成本低的優(yōu)點(diǎn)，適合大量推廣。

(2)本發(fā)明通過將多個(gè)反應(yīng)板拼接成弧形結(jié)構(gòu)，并在每個(gè)反應(yīng)板上設(shè)置多個(gè)填料包，目的是使填料均勻分散在反應(yīng)板上，同時(shí)，配以彎曲擺動(dòng)板在反應(yīng)板相對(duì)側(cè)來回?cái)[動(dòng)，并噴灑氧化劑，增加進(jìn)入破絡(luò)腔體內(nèi)的氧化劑與反應(yīng)板之間的接觸面積，使氧化劑與填料能夠充分反應(yīng)，提高氧化性強(qiáng)的硫酸根自由基的生成效率，從而提高破絡(luò)效果。

(3)本發(fā)明通過電極安裝筒將多個(gè)陽極板和多個(gè)陰極板交錯(cuò)分布，相當(dāng)于多個(gè)電解過程同時(shí)進(jìn)行，縮短了電解時(shí)間，大大提高了重金屬的回收效率，同時(shí)，在相鄰分布的陽極板和陰極板之間設(shè)置噴淋板，使混合腔內(nèi)反應(yīng)后的氧化劑液體噴灑至相鄰陽極板和陰極板之間，避免局部聚集，提高電解反應(yīng)速率，同時(shí)，通過第一電動(dòng)伸縮桿的延伸和壓縮，達(dá)到調(diào)節(jié)各個(gè)噴淋板的噴淋角度和噴淋范圍的目的，可將不同含量反應(yīng)后的氧化劑液體進(jìn)行均勻噴灑，保證電解反應(yīng)的徹底性，通過第二電動(dòng)伸縮桿帶動(dòng)插接桿在電極安裝筒內(nèi)上下滑動(dòng)，噴淋板也同步滑動(dòng)，使噴淋板向污水中不同深度噴灑反應(yīng)后的氧化劑液體，使反應(yīng)后的氧化劑液體與污水充分接觸，增加污水中重金屬的回收量。

（發(fā)明人：張勇;關(guān)偉;宋丹;楊肅博;謝志剛;歐忠文;曾文）