一种多效吸附处理景观废水的装置和方法与流程

文档序号:11190860阅读:739来源:国知局
一种多效吸附处理景观废水的装置和方法与流程

本发明属于景观废水处理领域,更具体地,涉及一种利用高效吸附材料再生小规模景观养鱼废水以循环使用的方法以及装置。



背景技术:

随着人们生活水平及生活品味的提高,人们对生活环境及工作环境的要求也日益提高。在各类企业、商城、娱乐场所、社会休闲的公共场地及家庭,各种小规模景观鱼池随处可见,由此,富含鱼饲料及鱼类排泄物的景观废水大量产生。

虽然目前各种小规模景观鱼池随处可见、分布广泛,但鱼池规模相对较小,一般容积均小于一立方米,对其采用大型景观水体处理方法(如专利申请号201310205678.9中公开方法)或工业废水处理方法(如专利申请号201010263617.4中公开方法)不仅占地面积大、不适用、影响景观效果,且成本费用高。

目前,对该类废水没有经济有效的处理方法,通常是采用直接排放,更换新鲜水的方法。虽然这类小规模景观养鱼废水单一来源水量小,但是它们分布广泛,积少成多,总量上仍然造成水资源的大量浪费。同时,若排放不及时,还会带来所养鱼类的死亡,造成负面的景观效果。

因此,需要开发一种新型的、适用小规模景观废水处理的装置和方法,使小规模景观鱼池用水能够原位自我更新、自我修复,以保障这些小规模景观鱼池的长期美观效果、减少水资源的浪费,同时节约人工处理成本。



技术实现要素:

针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种多效吸附处理景观废水的方法和装置,其目的在于,设计一种三效吸附装置以及吸附方法,对小规模景观鱼池废水进行原位处理、原位再生,实现了小规模景观废水自循环利用,能节约大量水资源,减少人工成本,且不影响景观视觉效果。

为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种多效吸附处理景观废水的装置,该装置整体设置在小规模景观鱼池上,用于对小规模景观鱼池废水进行净化处理以实现循环用水,其包括水管、第一切止阀、第二切止阀、水泵以及三效吸附塔,

其中,第一切止阀设置在位于小规模景观鱼池底部的水管上,用于控制小规模景观鱼池底部的水管连通或者闭合,所述水泵设置在水管最高处,用于通过水管将小规模景观鱼池7底部的水输送至三效吸附塔,所述第二切止阀设置三效吸附塔出水口,三效吸附塔出水口连通小规模景观鱼池顶部,第二切止阀用于控制出水口的连通或者闭合,所述三效吸附塔的内部容腔通过网状的塑料隔板分为三个小容腔,三个小容腔从上至下分别用于容置酸性吸附材料、中性吸附材料以及碱性吸附材料,在三效吸附塔的顶部还设置了细孔网状塑料隔板,该细孔网状塑料隔板的间隙大小为以使景观养鱼废水进入三效吸附塔后能均匀通过三效吸附塔,从而充分提高吸附材料的利用率与使用寿命,在三效吸附塔的底部也设置了网状的塑料隔板,以用于防止吸附材料的流失及保障景观养鱼废水能够均匀地从底部流出、提高吸附材料的利用率,所述酸性吸附材料、中性吸附材料以及碱性吸附材料的粒径分别为0.5-1mm、1-2mm和0.5-1mm,所述酸性吸附材料、中性吸附材料以及碱性吸附材料的体积比为1:1:1,网状的塑料隔板和细孔网状塑料隔板均可活动设置在三效吸附塔内,以方便更换吸附材料。

所述小规模景观鱼池是指体积为1立方米以下的景观鱼池。

进一步的,细孔网状塑料隔板的间隙大小为

进一步的,网状的塑料隔板的空隙大小为

进一步的,网状的塑料隔板的空隙大小为

进一步的,所述酸性吸附材料为富含交换基团为磺酸基的阳离子强酸性交换树脂,所述中性吸附材料为颗粒状活性碳材料,所述碱性吸附材料为富含强碱性季铵基团的阴离子强碱性交换树脂。

按照本发明的另一方面,还提供了一种多效吸附处理景观废水的方法,其包括如下步骤:

s1:在三效吸附塔的底部设置网状塑料隔板,网状塑料隔板用于防止吸附材料在景观废水处理过程中流失,还用于保障废水均匀地从三效吸附塔流过,避免在吸附塔中形成冲刷孔,提高吸附效率,

s2:将酸性吸附材料、中性吸附材料以及碱性吸附材料分层填装至三效吸附塔中,且酸性吸附材料、中性吸附材料以及碱性吸附材料依次从上至下设置,相邻两层吸附材料间以网状塑料隔板分隔开,将中性吸附材料置于中间层是为了避免酸性和碱性吸附材料接触而发生酸碱中和反应而带来的吸附效率降低和失效;将碱性吸附材料置于下层是因为其吸附能力最强,可以在先通过酸性和中性吸附材料的情况下,以碱性吸附材料彻底吸附所有污染物,同时延长碱性吸附材料的寿命,最终能延长三效吸附塔的总体寿命;

所述酸性吸附材料、中性吸附材料以及碱性吸附材料的粒径分别为0.5-1mm、1-2mm和0.5-1mm,

所述酸性吸附材料、中性吸附材料以及碱性吸附材料的体积比为1:1:1,

s3:在酸性吸附材料和三效吸附塔进水口间设置有细孔网状塑料隔板,该细孔网状塑料隔板的孔隙呈锥形状,且口径小端朝向三效吸附塔进水口,口径大端朝向酸性吸附材料,细孔网状塑料隔板中最大孔隙为最小孔隙为以保障景观废水能够舒缓地流过吸附床,不会在水压下造成冲刷孔,提高吸附剂的利用率及效率;

s4:以水管将小规模景观鱼池底部和三效吸附塔进水口相连通,并在三效吸附塔顶部设置水泵,以水管将三效吸附塔出水口和小规模景观鱼池顶部连通。

进一步的,水泵一小时内的泵取水的容量为0.5-50l,水管的直径大小为三效吸附塔体积为4l-5l。

总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:

设置了三效吸附塔,三效吸附塔的内部容腔通过网状的塑料隔板分为三个小容腔,三个小容腔从上至下分别用于容置酸性吸附材料、中性吸附材料以及碱性吸附材料,三种吸附材料各自对吸附景观废水中的碱性污染物、中性污染物和酸性污染物具有最佳吸附能力,所述酸性吸附材料、中性吸附材料以及碱性吸附材料的粒径分别为0.5-1mm、1-2mm和0.5-1mm,所述酸性吸附材料、中性吸附材料以及碱性吸附材料的体积比为1:1:1,这样的设计,能原位净化废水,而且能最大程度的净化景观废水。

进一步的,在三效吸附塔的顶部还设置了细孔网状塑料隔板,该细孔网状塑料隔板的间隙大小为以使景观养鱼废水进入三效吸附塔后能均匀通过三效吸附塔,从而充分提高吸附材料的利用率与使用寿命。

更进一步的,在三效吸附塔的底部也设置了网状的塑料隔板,以用于防止吸附材料的流失及保障景观养鱼废水能够均匀地从底部流出、提高吸附材料的利用率,网状的塑料隔板和细孔网状塑料隔板均可活动设置在三效吸附塔内,以方便更换吸附材料,使得三效吸附塔的更换、维修方便。

与现有的直接排放、更换新鲜水相比,本发明使目前的各种场合的小规模景观废水能够自再生、自循环,解决其频繁换水所带来的水资源成本及人工成本等难题,同时该装置体积小、不占用大量空间、无明显空间成本,且不影响景观视觉效果。

附图说明

图1是本发明实施例中多效吸附处理景观废水的装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明特别针对小规模景观鱼池废水成分复杂、规模小、分布广、难以像工业废水一样通过单一物理吸附材料进行集中大规模处理的难题,开发的一种新型的三效处理技术,通过原位处理这些小规模景观鱼池废水,达到小规模景观鱼池用水自再生、自循环,解决其频繁换水所带来的水资源成本及人工成本技术难题。

图1是本发明实施例中多效吸附处理景观废水的装置结构示意图,由图可知,该装置整体设置在小规模景观鱼池7上,用于对小规模景观鱼池废水进行净化处理以实现循环用水,其包括水管、第一切止阀1、第二切止阀6、水泵2以及三效吸附塔。

其中,第一切止阀1设置在位于小规模景观鱼池底部的水管上,用于控制小规模景观鱼池底部的水管连通或者闭合,所述水泵2设置在水管最高处,用于通过水管将小规模景观鱼池底部的水输送至三效吸附塔,所述第二切止阀6设置三效吸附塔出水口,三效吸附塔出水口连通小规模景观鱼池7顶部,第二切止阀用于控制出水口的连通或者闭合,所述三效吸附塔的内部容腔通过网状的塑料隔板分为三个小容腔,三个小容腔从上至下分别用于容置酸性吸附材料3、中性吸附材料4以及碱性吸附材料5。在三效吸附塔的顶部还设置了细孔网状塑料隔板,该细孔网状塑料隔板的间隙大小为以使景观养鱼废水进入三效吸附塔后能均匀通过三效吸附塔,从而充分提高吸附材料的利用率与使用寿命,在三效吸附塔的底部也设置了网状的塑料隔板,以用于防止吸附材料的流失及保障景观养鱼废水能够均匀地从底部流出、提高吸附材料的利用率,所述酸性吸附材料3、中性吸附材料4以及碱性吸附材料5的粒径分别为0.5~1mm、1~2mm和0.5~1mm,所述酸性吸附材料、中性吸附材料以及碱性吸附材料的体积比为1:1:1,网状的塑料隔板和细孔网状塑料隔板均可活动设置在三效吸附塔内,以方便更换吸附材料。

本发明中,小规模景观鱼池是指体积为1立方米以下的景观鱼池。

在本发明的一个实施例中,细孔网状塑料隔板的间隙大小为网状的塑料隔板的空隙大小为网状的塑料隔板的空隙大小为

在本发明的又一个实施例中,所述酸性吸附材料为富含交换基团为磺酸基的阳离子强酸性交换树脂,所述中性吸附材料为颗粒状活性碳材料,所述碱性吸附材料为富含强碱性季铵基团的阴离子强碱性交换树脂。

本发明中,三效吸附塔和水泵与任意小规模鱼池间可通过任意乳胶软管连接,通过水泵使景观鱼池水以箭头所示方向形成循环。景观鱼池水通过三效吸附塔定期处理清除鱼池污染物,其中三效吸附装置中吸附剂可根据吸附效果定期更换。

本发明中,在酸性吸附材料和三效吸附塔进水口间设置了特制的细孔的网状塑料隔板,这样隔板的设置,能细化水流,保证待净化的废水均匀分散进入吸附材料中。其孔为锥形孔,其锥角为20°~45°,孔径大小为细孔网状塑料隔板中最大孔隙为最小孔隙为

需要强调说明的是,设置这样的锥形孔网状隔板只是保证净化效果的一个方面,本发明装置中各个巧妙设置的小细节,共同作用,保证了体积小于1立方米的小型景观鱼池的景观废水原位净化,净化效果好,能够做到半年甚至一年才需要更换一次用水。

本发明装置体积小、操作简单、可与任意小规模景观鱼池相连接,通过定期处理鱼池用水,达到景观鱼池水自清洁、自循环、节约用水的目的。

利用本发明装置进行景观废水处理的方法如下:

s1:在三效吸附塔的底部设置网状塑料隔板,网状塑料隔板用于防止吸附材料在景观废水处理过程中流失,还用于保障废水均匀地从三效吸附塔流过,避免在吸附塔中形成冲刷孔,提高吸附效率,

s2:将酸性吸附材料、中性吸附材料以及碱性吸附材料分层填装至三效吸附塔中,且酸性吸附材料、中性吸附材料以及碱性吸附材料依次从上至下设置,相邻两层吸附材料间以网状塑料隔板分隔开,将中性吸附材料置于中间层是为了避免酸性和碱性吸附材料接触而发生酸碱中和反应而带来的吸附效率降低和失效;将碱性吸附材料置于下层是因为其吸附能力最强,可以在先通过酸性和中性吸附材料的情况下,以碱性吸附材料彻底吸附所有污染物,同时延长碱性吸附材料的寿命,最终能延长三效吸附塔的总体寿命。所述酸性吸附材料、中性吸附材料以及碱性吸附材料的粒径分别为0.5-1mm、1-2mm和0.5-1mm,所述酸性吸附材料、中性吸附材料以及碱性吸附材料的体积比为1:1:1,三效吸附塔体积为4l-5l。

s3:在酸性吸附材料和三效吸附塔进水口间设置有细孔网状塑料隔板,该细孔网状塑料隔板的孔隙呈锥形状,且口径小端朝向三效吸附塔进水口,口径大端朝向酸性吸附材料,细孔网状塑料隔板中最大孔隙为最小孔隙为以保障景观废水能够舒缓地流过吸附床,不会在水压下造成冲刷孔,提高吸附剂的利用率及效率;

s4:以水管将小规模景观鱼池底部和三效吸附塔进水口相连通,并在三效吸附塔顶部设置水泵,以水管将三效吸附塔出水口和小规模景观鱼池顶部连通。其中,水泵一小时内的泵取水的容量为0.5-50l,水管的直径大小为

为了进一步说明本发明方法,下面结合具体的实施例进行更详细的对比阐述。

实施例1

将700g活性碳填入三效吸附塔中,通过蠕动泵将起始cod500ppm的景观养鱼废水以15l/h的流速室温通过吸附柱,废水由初始的略为浑浊变为澄清透明,cod去除率为81%,连续运行12小时cod除去率效果不变。

实施例2

将700gd201阴离子交换树脂填入三效吸附塔中,通过蠕动泵将起始cod600ppm的景观养鱼废水以15l/h的流速室温通过吸附柱,废水由初始的略为浑浊变为澄清透明,cod去除率为90%,连续运行8小时cod除去率效果不变。

实施例3

将700gd001阳离子交换树脂填入三效吸附塔中,通过蠕动泵将起始cod600ppm的景观养鱼废水以15l/h的流速室温通过吸附柱,废水由初始的略为浑浊变为几乎澄清透明,cod去除率为68%,连续运行11小时cod除去率效果不变。

实施例4

将350g活性碳及350g、d201阴离子交换树脂依次填入三效吸附塔中,通过蠕动泵将起始cod600ppm的景观养鱼废水以15l/h的流速室温通过吸附柱,废水由初始的略为浑浊变为彻底澄清透明,cod去除率为95%,连续运行12小时cod除去率效果不变。

实施例5

将350g活性碳及240gd001阳离子交换树脂依次填入三效吸附塔中,通过蠕动泵将起始cod600ppm的景观养鱼废水以15l/h的流速室温通过吸附柱,废水由初始的略为浑浊变为彻底澄清透明,cod去除率为85%,连续运行12小时cod除去率效果不变。

实施例6

将240gd001阳离子交换树脂及240gd201阴离子交换树脂依次填入三效吸附塔中,通过蠕动泵将起始cod600ppm的景观养鱼废水以15l/h的流速室温通过吸附柱,废水由初始的略为浑浊变为彻底澄清透明,cod去除率为95%,连续运行12小时cod除去率效果不变。

实施例7

将240gd001阴离子交换树脂、240g活性碳及240gd201阳离子交换树脂依次填入三效吸附塔中,通过蠕动泵将起始cod600ppm的景观养鱼废水以15l/h的流速室温通过吸附柱,废水由初始的略为浑浊变为彻底澄清透明,cod去除率>99%,连续运行12小时cod除去率效果不变。

由以上具体实施例的对比可以看出,由于不同类型吸附剂的吸附能力受其本身属性的限制,任意单一吸附剂或两种吸附剂的组合均不能完全去除景观废水中的污染物,而三种吸附剂的有效组合可以彻底清除景观鱼池废水中的各种污染物,达到景观鱼池水自清洁、自循环、节约用水的目的。

本发明方法是以三类性质完全不同的吸附剂通过组装,形成三效吸附装置处理小规模景观养鱼废水,所设计的三效吸附塔中,巧妙采用酸性吸附材料、中性吸附材料和碱性吸附材料对小规模景观养鱼废水中的碱性污染物、中性污染物及酸性污染物的三效组合吸附,互补其吸附能力的不足与缺陷、达到完全去除小规模景观废水中污染物,从而实现景观废水自我更新、自我修复和再利用。

本发明中,采用了物理吸附法,物理吸附法操作原理简单、成本低廉,受到广泛关注。该技术通常是针对相关废水的特点,针对性地使用某种吸附剂,通过单一物理吸附办法,将有机物或重金属等吸附到吸附剂上而消除污染。

本发明中,将三种性质完全不同的吸附材料依次、分层填装到小规模景观鱼池废水的三效吸附塔中,该三效吸附塔与小规模景观废水通过水泵相联,通过水泵的运行形成如图1示意图所示水路循环,使得小规模景观鱼池废水得到原位自清洁、自循环的目的。三效吸附剂是分别针对景观鱼饲料及鱼类排泄物中可能存在的酸性、中性及碱性污染物,特别选择相应的碱性、中性及酸性吸附剂,利用吸附剂与污染物的化学及物理相互作用将污染物进行吸附、达到净化小规模景观鱼池废水的目的。与使用单一的吸附剂相比,三种不同类型吸附剂的共同使用,克服单一吸附剂对不同类型污染物吸附能力不足的缺陷,相互补充、达到完全消除景观鱼池废水污染物,实现其自清洁、自循环、节约用水的目的。三效吸附塔中三类吸附剂的填料用量在0-700克范围类,处理温度是室温处理。

作为三效吸附材料组成之一的酸性吸附材料是各种富含交换基团为磺酸基的阳离子强酸性交换树脂,优选d001大孔阳离子强酸性交换树脂;作为三效吸附材料组成之一的碱性吸附材料是富含强碱性季铵基团的阴离子强碱性交换树脂,优选d201大孔阴离子强碱性交换树脂;作为三效吸附材料组成之一的中性吸附材料是各种颗粒状活性碳材料,优选粒度为16-20目,表面积为300m2/克左右的活性碳;作为填充方式,优选酸性吸附材料填充在上层,颗粒状活性碳材料填充在中层,碱性吸附材料填充在下层。

本发明的方法适用于原位处理各种小规模景观养鱼废水,处理过程中通过测定处理后水体的化学耗氧量(cod)来判定处理效果。本发明的方法对小规模景观养鱼废水的cod去除率达99%以上。

本发明装置和方法的优点还包括:1)设备投资少、体积小,可以实现小规模景观养鱼水池的原位处理;2)处理条件温和,在水池旁边室温处理即可;3)适用范围广,可以应用于各类企业、商城、娱乐场所、社会休闲的公共场地及家庭的小规模景观鱼池;4)处理成本低,体系简单,吸附剂选用价格低廉的各种吸附材料组成三效吸附剂;5)吸附材料可以长期使用、其更换也方便,无需大的人力成本。

本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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