申请日2016.12.21
公开(公告)日2017.06.27
IPC分类号C02F1/28; C02F101/10
摘要
本实用新型涉及一种利用施氏矿物吸附含砷废水的流动柱，包括：吸附系统，由下至上包括含砷废水进水装置、吸附柱、出水装置，所述吸附柱内填充圆粒施氏矿物;解吸系统，由上至下进液，包括解吸液进水装置和解吸液出水装置;主体装置，包括圆柱形石英玻璃管、承压透水板、进样孔、出水孔和中间取样孔。本实用新型通过填充施氏矿物作为吸附剂的流动柱连续处理大量含砷废水，而且当吸附剂饱和后还可以脱附吸附剂，恢复其吸附性能，实现吸附剂的循环使用，是实际生产中处理含砷废水优选装置。
摘要附图
权利要求书
1.一种利用施氏矿物吸附含砷废水的流动柱，其特征在于，包括：
吸附系统，由下至上包括含砷废水进水装置、吸附柱、出水装置，所述吸附柱内填充圆粒施氏矿物;
解吸系统，由上至下进液，包括解吸液进水装置和解吸液出水装置;
主体装置，包括圆柱形石英玻璃管、承压透水板、进样孔、出水孔和中间取样孔。
2.根据权利要求1所述的利用施氏矿物吸附含砷废水的流动柱，其特征在于，所述含砷废水进水装置包括第一进水泵、第一进水阀、第一流量计和第一布水器。
3.根据权利要求2所述的利用施氏矿物吸附含砷废水的流动柱，其特征在于，所述吸附柱为圆柱形，分上下两段，防止压降过大;吸附柱之间设置第二布水器。
4.根据权利要求3所述的利用施氏矿物吸附含砷废水的流动柱，其特征在于，所述出水装置包括液体收集器、第一出水泵、第一出水阀和第二流量计。
5.根据权利要求4所述的利用施氏矿物吸附含砷废水的流动柱，其特征在于，所述解吸液进水装置包括解吸液储槽、第二进水泵、第二进水阀、第二流量计和第三布水器。
6.根据权利要求5所述的利用施氏矿物吸附含砷废水的流动柱，其特征在于，所述解吸液出水装置包括第二出水泵、第二出水阀、第三流量计和废液收集器。
7.根据权利要求1或6所述的利用施氏矿物吸附含砷废水的流动柱，其特征在于，所述第一布水器的覆盖面积不小于吸附柱截面面积的90%。
8.根据权利要求7所述的利用施氏矿物吸附含砷废水的流动柱，其特征在于，所述吸附柱上下两段的直径与高度比均为1:8，吸附柱的直径与两段吸附柱之间的距离比为1:2。
9.根据权利要求8所述的利用施氏矿物吸附含砷废水的流动柱，其特征在于，所述主体装置为圆柱形，直径与高度比为1：24。
10.根据权利要求9所述的利用施氏矿物吸附含砷废水的流动柱，其特征在于，所述主体装置内部有四层承压透水板，分别固定两个吸附柱。
说明书
一种利用施氏矿物吸附含砷废水的流动柱
技术领域
本实用新型属于废水处理领域，具体来说，涉及一种吸附废水中污染物砷的流动柱，吸附剂为施氏矿物。
背景技术
水环境中的砷主要来自自然活动和人为活动。砷可以通过岩石的风化和侵蚀、火山活动、生物行为等进入到液相或气相环境中。据估计，每年由自然界释放的砷约为8×106kg;随着人类工业化进程，越来越多的砷由于人为活动进入到环境中。砷属于类重金属，是一种原生质毒物可通过与蛋白和酶的巯基相互作用使蛋白质和酶在细胞内变性以及增加细胞内的活性氧引起细胞损伤而产生毒性已被美国疾病控制中心(CDC)和国际癌症研究机构(IARC)确定为第一类致癌物质液相环境以及动物组织中+3价和+5价最为常见。通常，三价砷化合物的毒性高于五价砷化合物。采矿有色金属冶炼硫酸制备化工染料及农药生产等工业领域排出的废水往往含有高浓度砷，所以有效处理含砷废水是非常必要的。
吸附法处理含砷废水可以将废水中砷浓度降至最低水平且不增加盐浓度具有处理效率高吸附干扰小等优点一些性能优良的吸附剂还可以实现再生重复利用不会或者很少产生二次污染问题在治理污染的同时还可以实现对砷的资源化回收利用。实际生产中吸附过程分为两种：序批式和流动床式。序批式就是所谓的静态吸附，过程不是连续的处理量受到限制，而且吸附剂与水完全分离比较困难，不利于吸附剂重复利用。流动床式是在圆柱状的结构内填充一定量的吸附剂就可以连续处理大量废水，操作简单，收益高，净化分离阶段的操作自动化。动态吸附也可以运用浓度差作为吸附的驱动力，实现更高效的吸附剂利用率和更好的流出物浓度，是一个有效的循环吸附/解吸过程。
施氏矿物是一种次生经基硫酸盐高铁矿物，化学成分有Fe、S、0、H。研究表明施氏矿物可以通过吸附或者共沉淀的作用吸持了废水中的有毒重(类)金属，尤其是砷其富集量可以达到6740ppm(As)。施氏矿物去除As的机理为As离子与隧道内硫酸根的离子交换还有与表面的羟基基团和硫酸根进行配位体交换，且三价砷会与施氏矿物表面的Fe(III)和硫酸根形成As(III)–Fe(III)–SO42-沉淀从而使As(III)稳定的与施氏矿物结合。结合在施氏矿物中的砷需要很长的时间才会重新释放少量在环境中，使得其环境风险较小。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种流动床式吸附废水中砷的结构，具体为一种利用施氏矿物吸附含砷废水的流动柱。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，
一种利用施氏矿物吸附含砷废水的流动柱，包括：
吸附系统，由下至上包括含砷废水进水装置、吸附柱、出水装置，所述吸附柱内填充圆粒施氏矿物;
解吸系统，由上至下进液，包括解吸液进水装置和解吸液出水装置;
主体装置，包括圆柱形石英玻璃管、承压透水板、进样孔、出水孔和中间取样孔。
优选的，所述含砷废水进水装置包括第一进水泵、第一进水阀、第一流量计和第一布水器。
优选的，所述吸附柱为圆柱形，分上下两段，防止压降过大;吸附柱之间设置第二布水器。
优选的，所述出水装置包括液体收集器、第一出水泵、第一出水阀和第二流量计。
优选的，所述解吸液进水装置包括解吸液储槽、第二进水泵、第二进水阀、第二流量计和第三布水器。
优选的，所述解吸液出水装置包括第二出水泵、第二出水阀、第三流量计和废液收集器。
优选的，所述第一布水器的覆盖面积不小于吸附柱截面面积的90%。
优选的，所述吸附柱上下两段的直径与高度比均为为1:8，吸附柱的直径与两段吸附柱之间的距离比为1:2。
优选的，所述主体装置为圆柱形，直径与高度比为1：24。
优选的，所述主体装置内部有四层承压透水板，分别固定两个吸附柱。
本实用新型通过填充施氏矿物作为吸附剂的流动柱连续处理大量含砷废水，而且当吸附剂饱和后还可以脱附吸附剂，恢复其吸附性能，实现吸附剂的循环使用，是实际生产中处理含砷废水优选装置。