一种石墨烯连续过滤吸附处理废水装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及废水处理装置【技术领域】，尤其涉及一种石墨烯连续过滤吸附处理废水装置；它包括装置本体，所述装置本体由上而下设置有出水堰、过滤吸附装置、支承装置、进水装置，所述出水堰设有排水口，所述过滤吸附装置设有由金属填料或者金属氧化物填料中的一种或者两种，及石墨烯材料构成的吸附过滤层。本实用新型采用石墨烯材料结合金属填料或者金属氧化物填料中的一种或者两种进行微电解，实现非常高的净化效率；且具有结构简单、运行稳定、操作维护简便的特点，能适用于各种污水、饮用水和应急水处理场合。
【专利说明】一种石墨烯连续过滤吸附处理废水装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及废水处理装置【技术领域】，尤其涉及一种石墨烯连续过滤吸附处理废水装置。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，工业废水、生活废水处理已成为一项非常严峻的社会任务。为了节约水资源，保护自然环境，我国对工业废水的排放有严格要求，对各种废水的循环利用亦是非常重视。
[0003]现有技术中经常使用过滤、吸附的方法处理废水，从使用材料上来看，经常使用石英砂等材料拦截细微颗粒物达到过滤的作用，使用活性炭对水中各种污染物进行吸附，以降低水中污染物的浓度，也有仅用活性炭来对废水同时起过滤、吸附作用的，但是活性炭的吸附能力一般，再生困难。
[0004]随着对石墨烯研究的深入，发现石墨烯有着巨大的比表面积，而且石墨烯对萘和萘酚等化学物质的吸附能力达到了每克2.4毫摩尔，每克石墨烯能吸附石油类物质达86克，是目前吸附能力最高的材料。石墨烯作为催化剂的载体，表现出极其出色的电子传输能力，能大大加快反应速度，利用石墨烯这种高效吸附性和电子传输特性，能高效分解水中的有机污染物。
[0005]铁炭微电解工艺及其改良工艺处理废水正成为国内外研究的热点。铁炭微电解工艺是利用金属腐蚀原理，形成原电池对废水进行处理，由于其适用范围广、使用寿命长、处理效果好、成本低、操作维护方便，近年来受到国内外学者的广泛重视。但传统的铁炭微电解工艺只适用于低PH环境，而且极易堵塞导致水流短路，影响处理效果。
[0006]目前，尚未有将石墨烯结合金属微电解工艺应用于废水处理的技术,因此,亟需针对现有技术的缺陷，提供一种高效、简便地利用石墨烯结合金属微电解工艺来进行废水处理的装置。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种高效、稳定、操作维护简便的石墨烯连续过滤吸附处理废水装置。
[0008]本实用新型是通过以下技术方案来实现的。
[0009]一种石墨烯连续过滤吸附处理废水装置，它包括装置本体，所述装置本体由上而下设置有出水堰、过滤吸附装置、支承装置、进水装置，所述出水堰设有排水口，所述过滤吸附装置设置含填料及石墨烯材料的吸附过滤层。
[0010]其中，所述过滤吸附装置设置含金属填料或者金属氧化物填料中的一种或者两种及石墨烯材料的吸附过滤层。
[0011]其中，所述过滤吸附装置设置含多层石墨烯或者石墨烯改性材料中的一种或者两种及填料的吸附过滤层。[0012]其中，所述过滤吸附装置设有由铝填料、铜填料、铁填料、锰填料、氧化锰、氧化铁中的一种或者两种以上的混合物及石墨烯材料构成的吸附过滤层。
[0013]其中，所述支承装置包括筛网和具有通孔的支承架，所述筛网设置于所述过滤吸附装置和所述支承架之间。
[0014]其中，所述进水装置包括进水管和与所述进水管连通的布水管，所述布水管设置于所述支承装置的下方。
[0015]其中，所述进水管依次连接有阀门及水表。
[0016]进一步的，它还包括曝气装置，所述曝气装置设置于所述布水管的下方。
[0017]进一步的，它还包括空气泵，所述曝气装置包括压缩空气管和曝气盘，所述压缩空气管分别与所述空气泵和所述曝气盘连接。
[0018]更进一步的，它还包括双氧水储存器和静态混合器，所述双氧水储存器与所述静态混合器连通，所述静态混合器与所述进水装置连通。[0019]本实用新型的有益效果为:本实用新型的石墨烯连续过滤吸附处理废水装置具有以下优点:
[0020]1、本实用新型采用石墨烯材料过滤、吸附水中污染物，结合金属填料或者金属氧化物填料中的一种或者两种进行微电解；由于石墨烯材料具有巨大的比表面积、吸附能力和优秀的电子传输能力，使得微电解效果远较其他碳材料好，其用量也比常规铁炭微电解中的炭用量少得多，结合金属填料或者金属氧化物填料中的一种或者两种进行微电解，提高吸附、分解水中污染物的效果，实现非常高的净化效率。
[0021]2、本实用新型无需设置复杂的反冲洗系统，可以简便地取出物料，补充金属填料或者金属氧化物填料中的一种或者两种，或将吸附饱和的石墨烯材料进行微波再生，大大减低本实用新型初始投资和运行费用。
[0022]3、进入本实用新型的进水管的废水与双氧水经静态混合器充分混合再进入过滤吸附装置，采用曝气装置鼓风曝气进行搅拌，减少堵塞和短路，强化处理效果。
[0023]4、本实用新型具有结构简单、运行稳定、操作维护简便的特点，能适用于各种污水、饮用水和应急水处理场合。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的石墨烯连续过滤吸附处理废水装置的实施例一的结构示意图。
[0025]图2为本实用新型的石墨烯连续过滤吸附处理废水装置的实施例二的结构示意图。
[0026]图3为本实用新型的石墨烯连续过滤吸附处理废水装置的实施例三的结构示意图。
[0027]附图标记包括:
[0028]I 一装置本体，2—过滤吸附装置，
[0029]3—支承装置，4 一进水装置，
[0030]5—出水堰，6—曝气装置，
[0031]7—空气泵，8—双氧水储存器，[0032]9 一静态混合器，
[0033]21一石墨稀材料，22—填料，
[0034]31—支承架，32—筛网，
[0035]41 一进水管，42—布水管，
[0036]44 一阀门，45—7jC 表，
[0037]43—穿孔， [0038]51—排水口，
[0039]61—压缩空气管，62—曝气盘。
【具体实施方式】
[0040]下下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0041]实施例一。
[0042]如图1所示，一种石墨烯连续过滤吸附处理废水装置，它包括装置本体1，所述装置本体I由上而下设置有出水堰5、过滤吸附装置2、支承装置3、进水装置4，所述出水堰5设有排水口 51，所述过滤吸附装置2设有含石墨烯材料21及填料22的吸附过滤层。
[0043]本实施例所述支承装置3包括具有通孔的支承架31和筛网32，所述筛网32设置于所述过滤吸附装置2和所述支承架31之间。支承架31起到支承吸附过滤层的作用，支承架31设有通孔，水可以从进水装置4通过支承架31流通至过滤吸附装置2，筛网32起到拦截的作用，防止石墨烯材料21、填料22通过支承架31落入进水装置4，使其集中停留在过滤吸附装置2中，保证过滤、吸附和分解效果。
[0044]本实施例所述进水装置4包括连通的进水管41和布水管42，废水通过进水管41，输送至布水管42，布水管42设有穿孔43，废水通过穿孔43进入过滤吸附装置2。进水管41依次连接有阀门44及水表45，通过阀门44和水表45控制废水的进水流量，可得出反应停留时间，调节进水速度。
[0045]本实施例的石墨烯材料21为多层石墨烯、石墨烯改性材料中的一种或者两种的混合物。多层石墨烯易于制取、使用周期长、价格适中。石墨烯改性材料例如是石墨烯基铁氧化物磁性材料，它综合了石墨烯以及磁铁矿的优点，一方面能够在吸附饱和后容易快速地从水体中分离，另一方面具有巨大表面积、丰富官能团和大面积SP2轨道的碳结构，不仅能加强吸附能力，而且在高温和低PH值下的性质不发生变化；磁性石墨烯复合材料的另一大优点是作为吸附材料，能够在吸附饱和后容易快速再生，并且再生后的吸附能力基本无损耗。
[0046]本实施例所述填料22为金属填料或者金属氧化物填料，也可以为金属填料和金属氧化物填料的混合物；所述金属填料为铝填料、铜填料、铁填料、锰填料中的一种或者两种以上的混合物；所述金属氧化物填料为氧化锰填料、氧化铁填料中的一种或者两种的混合物。根据污水的水质，使用广3种金属填料，或者金属氧化物填料、或者广3种金属填料及金属氧化物填料按任意比例的混合物进行微电解，如采用铁填料、锰填料和多层石墨烯以2:1:2的比例混合作为过滤吸附混合物层，或者采用铝填料、氧化锰填料、氧化铁填料、石墨烯改性材料以1:0.5:1.5:1的比例混合作为过滤吸附混合物层等，来提高吸附分解水中污染物的效果，实现超高净化效率。[0047]根据待处理的水质，可按任意比例、无规则堆填石墨烯材料21、金属填料和/或金属氧化物填料，或者将石墨烯材料21、金属填料和/或金属氧化物填料放进空心包裹材料例如天然矿物中，再堆填在过滤吸附装置2内。
[0048]本实施例的石墨烯连续过滤吸附处理废水装置的工作原理:废水进入进水管41和布水管42，再通过支承装置3进入过滤吸附装置2，废水中的胶原体、颗粒物等被石墨烯材料21拦截、吸附，结合金属填料和/或金属氧化物填料混合物的微电解作用下，水质得到净化，处理后的净化水从过滤吸附装置2的上部溢流至出水堰5,从出水堰5的排水口 51排出。
[0049]本实施例的石墨烯连续过滤吸附处理废水装置能实现连续吸附、过滤净化水质，使有毒有害有机物分解成低毒甚至无毒无害的小分子物质，因此适用各种污水、饮用水与突发水污染事件时作应急处理，以及适应更严格排放标准的现有污水处理系统提标改造，具有占地少、投资省、简单实用等优点。
[0050]实施例二。
[0051]如图2所示，本实施例的石墨烯连续过滤吸附处理废水装置与实施例一的不同之处在于:本实施例的石墨烯连续过滤吸附处理废水装置还包括曝气装置6和空气泵7，曝气装置6设置于所述布水管42的下方，曝气装置6包括压缩空气管61和曝气盘62，压缩空气管61分别与空气泵7和所述曝气盘62连接。
[0052]压缩空气通过空气泵7输入压缩空气管61，再经过曝气盘62进入进水装置4。通过曝气装置6向石墨烯材料21、金属填料和/或金属氧化物填料输送空气，使石墨烯材料
21、金属填料和/或金属氧化物填料在废水和空气混合物悬浮，相互间不断磨擦，防止金属填料和/或金属氧化物填料钝化、板结、堵塞的问题，可以广泛地工业化应用到各行业的废水处理中。
[0053]本实施例的石墨烯连续过滤吸附处理废水装置的其它结构与实施例一相同，在此不再赘述。
[0054]实施例三。
[0055]如图3所示，本实施例的石墨烯连续过滤吸附处理废水装置与实施例二的不同之处在于:本实施例的石墨烯连续过滤吸附处理废水装置还包括双氧水储存器8和静态混合器9，所述双氧水储存器8与所述静态混合器9连通，所述静态混合器9与所述进水装置4的进水管41连通。
[0056]本实施例的石墨烯连续过滤吸附处理废水装置的工作原理:废水及双氧水储存器8的双氧水进入进水管41，废水与双氧水在静态混合器9充分混合后进入布水管42，再通过支承装置3进入过滤吸附装置2，与此同时，空气也通过曝气装置6进入过滤吸附装置2 ;废水中的胶原体、颗粒物等被石墨烯材料21拦截、吸附，结合金属填料和/或金属氧化物填料混合物的微电解作用下，水质得到净化，处理后的净化水从过滤吸附装置2的上部溢流至出水堰5，从出水堰5的排水口 51排出。
[0057]本实施例的石墨烯连续过滤吸附处理废水装置通过空气、双氧水等氧化剂来强化处理效果。
[0058]以上所述仅是本实用新型的一个较佳实施例，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本实用新型专利申请的保护范围内。
【权利要求】
1.一种石墨烯连续过滤吸附处理废水装置，它包括装置本体，其特征在于:所述装置本体由上而下设置有出水堰、过滤吸附装置、支承装置、进水装置，所述出水堰设有排水口，所述过滤吸附装置设置含填料及石墨烯材料的吸附过滤层。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯连续过滤吸附处理废水装置，其特征在于:所述过滤吸附装置设置含金属填料或者金属氧化物填料中的一种或者两种及石墨烯材料的吸附过滤层。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯连续过滤吸附处理废水装置，其特征在于:所述过滤吸附装置设置含多层石墨烯或者石墨烯改性材料中的一种或者两种及填料的吸附过滤层。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯连续过滤吸附处理废水装置，其特征在于:所述过滤吸附装置设有由铝填料、铜填料、铁填料、锰填料、氧化锰、氧化铁中的一种或者两种以上的混合物及石墨烯材料构成的吸附过滤层。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯连续过滤吸附处理废水装置，其特征在于:所述支承装置包括筛网和具有通孔的支承架，所述筛网设置于所述过滤吸附装置和所述支承架之间。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯连续过滤吸附处理废水装置，其特征在于:所述进水装置包括进水管和与所述进水管连通的布水管，所述布水管设置于所述支承装置的下方。
7.根据权利要求6所述的一种石墨烯连续过滤吸附处理废水装置，其特征在于:所述进水管依次连接有阀门及水表。
8.根据权利要求6所述的一种石墨烯连续过滤吸附处理废水装置，其特征在于:它还包括曝气装置，所述曝气装置设置于所述布水管的下方。
9.根据权利要求8所述的一种石墨烯连续过滤吸附处理废水装置，其特征在于:它还包括空气泵，所述曝气装置包括压缩空气管和曝气盘，所述压缩空气管分别与所述空气泵和所述曝气盘连接。
10.根据权利要求1、任意一项所述的一种石墨烯连续过滤吸附处理废水装置，其特征在于:它还包括双氧水储存器和静态混合器，所述双氧水储存器与所述静态混合器连通，所述静态混合器与所述进水装置连通。
【文档编号】C02F9/08GK203513401SQ201320310267
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2013年5月31日
【发明者】邓杰帆, 陈更新, 陈水程, 梁锦成 申请人:东莞市新涛节能环保科技有限公司