一种箱式吸附、浸出设备及用其进行吸附、浸出的方法与流程

1.本发明涉及吸附、浸出设备及污水处理技术领域，尤其涉及一种箱式吸附、浸出设备及用其进行吸附、浸出的方法。


背景技术：

2.吸附是将液相中的物质吸收到固相中，浸出是将固相中的物质溶解到液相中，虽然工艺原理不一样但工艺设备基本一致，主要包括固定床反应器和流化床反应器。在使用固定床反应器吸附或浸出反应过程中，往往存在下列不足：填料难以更换，尤其是吸附填料的吸附容量有限，浸出填料的有效成分难于充分溶解到液相中，使得吸附、浸出反应效率较低。


技术实现要素：

3.本发明的目的正是为解决现有技术中存在的上述不足，而提出一种箱式吸附、浸出设备及用其进行吸附、浸出的方法。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种箱式吸附、浸出设备，包括其内带空腔、顶部敞开或带盖的箱体，其特征在于箱体空腔底部设有透水管，该透水管与下部管相连，透水管及其以上设有填料，箱体空腔上部设有溢流堰，该溢流堰与上部管相连。当上部管作为进水管时，溢流堰用于配水，透水管用于收集经过吸附填料的渗水、下部管作为出水管；或者当下部管作为进水管时，透水管作为配水管，溢流堰用于收集经过填料溢出的水，上部管作为出水管；均可实现混合液中目标物质的吸附分离，或者实现浸出填料中有效成分的溶出，或者实现混合液中悬浮物的固液分离。
5.所述透水管为其外壁设滤布的多孔管或者钢丝弹簧管。
6.所述箱体空腔底部的透水管设置一根或者多根，且一根或多根透水管连接在下部管上，以便流经上部填料的渗水进入透水管中，再通过下部管排出；或者从下部管进入的水经过透水管配水后进入填料。
7.所述溢流堰为顶部带齿的沟渠，溢流堰沿箱体空腔内壁布置，或者通过支架架空布置在箱体空腔内，且溢流堰设置一条或者多条；所述上部管内端穿过箱体壁上对应的通孔伸入溢流堰底部；以便通过溢流堰均匀收集箱体空腔内经过填料溢出的水，并通过上部管排出；或者经上部管流入的水通过溢流堰均匀配水后进入填料中；上部管还可用于排出溢流堰底部的积泥。
8.所述箱体上设有常规吊装组件，通过该吊装组件与常规起重设备、装料卸料设备配接，实现整个箱体的吊运或者装料、卸料。
9.所述箱体按不同高度设置多台，上一级箱体的高度高于下一级箱体的高度，其中：上一级箱体的下部管与下一级箱体的上部管相连，实现二级串联作业；或者，上一级箱体的下部管与下一级箱体的下部管相连，实现二级串联作业；或者，上一级箱体的上部管与下一级箱体的上部管相连，实现二级串联作业；
或者，上一级箱体的上部管与下一级箱体的下部管相连，实现二级串联作业。
10.所述上、下级箱体之间的上、下部管为柔性管或者/和刚性管，以方便连接，实现二级串联作业。
11.所述多台箱体设置在不同高度的固定平台上，或者多台箱体上、下叠置，或者多台箱体设置在不同的升降式平台上，其中：设置在固定平台上的箱体或者上、下叠置的箱体，通过现有的吊装设备或起重设备实现不同高度的调换；设置在不同的升降式平台上的箱体通过升降式平台自带的升降装置实现不同高度变换。
12.本发明的用上述箱式吸附、浸出设备进行吸附、浸出的方法，其特征在于包括下列步骤：a、自上而下吸附处理a1、混合液经上部管送入溢流堰；a2、混合液通过溢流堰进一步配水后，均匀流入箱体空腔、穿过吸附填料，使混合液中的分离物被吸附在吸附填料上，液相继续向下流；a3、向下流的液相经透水管汇集到下部管流出；b、自下而上吸附处理b1、混合液经下部管送入透水管中，穿过透水管流出；b2、流出透水管的混合液在穿过填料时，使其中的分离物被吸附在吸附填料上，液相继续向上流；b3、向上流的液相进入溢流堰，再经上部管流出；c、浸出处理c1、处理步骤与自上而下吸附处理的步骤a或自下而上吸附处理的步骤b相同，仅是将吸附填料替换为浸出填料即可；d、过滤处理d1、混合液经上部管送入溢流堰均匀配水；d2、配水后的混合液通过溢流堰均匀流入箱体空腔，经过箱体空腔底部的透水管过滤后，液相经透水管进入下部管流出，悬浮物、颗粒物被拦截在透水管外部，逐步形成过滤填料，以对后进入的混合液进一步过滤。
13.本发明具有下列优点及效果：（1）在采用固定床反应器进行吸附、浸出或过滤作业时，均涉及到对应的填料，随着吸附填料中的吸附量增加、浸出填料中有效成分的溶出、过滤填料厚度的变化，需要更换填料，需要吊装、升降或搬运反应器，本发明采用箱式结构，可利用现有装料、卸料设备完成填料的更换，可利用现有的吊装设备、起重设备、升降平台等完成反应器的吊装、升降或搬运。
14.（2）在用一台箱式吸附、浸出设备进行单独作业时，吸附填料的吸附容量难以充分利用、浸出填料中的有效成分难以充分溶解、过滤填料的阻力变化较大，需要多台箱式吸附、浸出设备进行串联作业，而串联作业的动力由多台箱式吸附、浸出设备的高差提供，因此可通过改变不同的设备高度，来完成相互间的吸附、浸出先后顺序的转换，并在转换过程中改变单一设备的上部管和下部管的连接方式，实现固相与液相的逆向流动，使吸附填料的吸附容量得到充分利用，或者使浸出填料中的有效成分得到充分溶解，或者使过滤填料
的阻力均衡，提高吸附、浸出或过滤处理效率。
15.（3）通过箱体空腔底部透水管以及上部溢流堰的设置，使透水管和溢流堰互为布水、集水装置使用，连接透水管的下部管和连接溢流堰的上部管互为进水管、出水管使用，使箱式吸附、浸出设备的运行和搭配更为灵活、方便，而且进水管和出水管之间的转换使用，具有一定的反冲洗效果，能缓解堵塞。
附图说明
16.图1为本发明的单个箱式吸附、浸出设备的结构示意图；图2为本发明两个叠置的箱式吸附、浸出设备的使用状态示意图；图3为本发明两个不高度的箱式吸附、浸出设备的使用状态示意图；图4为本发明的两个箱式吸附、浸出设备放置在升降平台上的示意图。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
19.所述各实施例中，没有特别说明的机构、部件均为常规技术。
20.实施例1本发明提供的箱式吸附、浸出设备，包括其内带空腔、顶部敞开或带盖的箱体1，该箱体1空腔底部设有透水管5，该透水管5与下部管6相连，透水管5及其以上设有填料4，箱体1空腔上部设有溢流堰2，该溢流堰2与上部管3相连；当上部管3作为进水管时，溢流堰2用于配水，透水管5用于收集经过吸附填料4的渗水，下部管6作为出水管；或者当下部管6作为进水管时，透水管5作为配水管，溢流堰2用于收集经过填料4溢出的水，上部管3作为出水管；均可实现混合液中目标物质的吸附分离，或者实现浸出填料中有效成分的溶出，或者实现混合液中悬浮物的固液分离。
21.所述透水管5为其外壁设滤布的多孔管，显然也可设为其外壁设滤布的钢丝弹簧管；所述箱体1空腔底部的透水管5设置多根，且多根透水管连接在下部管6上，以便流经上部填料4的渗水进入透水管5中，再通过下部管6排出；或者从下部管6进入的水经过透
水管5配水后进入填料4；所述溢流堰2为顶部带齿的沟渠，溢流堰2沿箱体1空腔内壁设置一条，显然，溢流堰2也可通过支架架空布置在箱体空腔内，且设为多条；上部管3内端穿过箱体1壁上对应的通孔伸入溢流堰2底部、外端通过三通31分别与带阀门的排污管33以及外部管32相连；以便通过溢流堰2均匀收集箱体1空腔内经过填料4溢出的水，并通过上部管3、外部管32排出；或者经上部管3流入的水通过溢流堰2均匀配水后进入填料4中；上部管3通过三通31、带阀门的排污管33可排出溢流堰2底部的积泥；所述箱体1上设有常规吊装组件，通过该吊装组件与常规起重设备、装料卸料设备配接，实现整个箱体的吊运或者装料、卸料；所述箱体1按不同高度设置多台，上一级箱体的高度高于下一级箱体的高度，其中：上一级箱体置于高位的固定平台13上，下一级箱体置于低位的固定平台14上，且上一级箱体的下部管6与下一级箱体的上部管8相连，如图3，实现二级串联作业；上一级箱体和下一级箱体叠置，且上一级箱体的下部管6与下一级箱体的下部管7相连，如图2，实现二级串联作业；上一级箱体置于高位的升降式平台15上，下一级箱体置于低位的升降式平台16上，且上一级箱体的下部管6与下一级箱体的上部管8相连，如图4，实现二级串联作业；所述上、下级箱体之间的上、下部管为柔性管或者/和刚性管，以方便连接，实现二级串联作业；固定平台13、14上的箱体或者上、下叠置的箱体通过现有的吊装设备或起重设备实现不同高度的调换，如图2、图3；设置在升降式平台15、16上的箱体，如图4，通过升降式平台15、16自带的升降装置实现不同高度变换。
22.实施例2某项目采用吸附填料去除污水中的污染物，该吸附填料达到饱和后可进行资源化利用，不需要解析。之前经过多种吸附工艺比选后，选用流化床吸附工艺，主要包括“混合反应池+沉淀池+过滤池”，其中混合反应池还设置庞大的吸附填料添加设施，而沉淀池和过滤池产生的污泥也需要建设庞大的污泥处理设施，该工艺的流程长、处理设备多、占地面积大、投资和运行费用高。
23.为克服上述工艺的不足，本实施例2对该项目污水进行下列吸附处理，具体如图2，用上述叠置的两台箱式吸附、浸出设备对污水进行吸附处理，包括下列步骤：a、一级吸附处理a1、污水经上级箱体1的上部管3送入溢流堰2；a2、污水通过溢流堰2均匀流入箱体1空腔，污水穿过空腔中的吸附填料4时，污水中的污染物被吸附在吸附填料4上，液相继续向下流；a3、向下流的液相进入透水管5中，经下部管6流出；b、二级吸附处理b1、经上级箱体1下部管6流出的污水送入下级箱体的下部管7，再送入透水管9中；b2、流出透水管9的污水与穿过吸附填料11时，污水中的污染物被吸附在吸附填料
11上，液相继续向上流；b3、向上流的液相经溢流堰12均匀流出，再经上部管8流出；b4、当下级箱体上部管8流出的水污染物浓度超标时，通过现有的起重设备，将上级箱体移出，将下级箱体上移作为新的上级箱体，新增一个箱体作为新的下级箱体，按前述的步骤对污水进行处理。
24.与现有流化床吸附工艺相比，本实施例2具有如下优势：（1）本实施例2流程短、处理设备少、占地面积小、投资和运行费用低。
25.（2）箱式吸附、浸出设备内部的透水管和溢流堰质量轻、占用空间小，吸附填料、饱和的吸附填料均通过本设备配合常规吊运设备完成运输、进料、出料，现场无需设置庞大的添加系统和污泥处理系统。
26.（3）现有流化床吸附工艺无法充分利用吸附填料的吸附容量。而本实施例2在下级箱体出水超标时，因其中的吸附填料尚未达到饱和，故将其作为新的上级箱体使用，进一步利用吸附填料的吸附容量。
27.（4）连接透水管的下部管和连接溢流堰的上部管，均是既可以作为进水管也可以作为出水管，因此运行和搭配更为灵活，而且进水管和出水管之间的转换可达到一定的反冲洗效果，缓解堵塞问题。
28.（5）与流化床相比，本实施例2的填料浓度远高于流化床浓度，吸附效率高。
29.实施例3某工程采用现有的流化床浸出工艺浸出矿石中的有效成分，工艺流程为“一级混合反应池+一级沉淀池+二级混合反应池+二级沉淀池”，该工艺的流程长、处理设备多，反复混合、反复提取的能耗高、占地面积大、投资和运行费用高。
30.为克服上述工艺的不足，本实施例3对该矿石进行下列浸出处理，如图3，用上述设置在高、低固定平台上的两台箱式吸附、浸出设备对浸出矿石中有效成分的方法，包括下列步骤：a、一级浸出处理a1、原液经上级箱体1的上部管3送入溢流堰2；a2、原液通过溢流堰2均匀流入箱体1空腔，原液穿过空腔中的浸提填料4时，矿石中的有效成分进入原液中，原液相继续向下流；a3、向下流的原液进入透水管5中，经下部管6流出；b、二级浸出处理b1、经上级箱体下部管6流出的原液送入下级箱体的上部管8，再送入溢流堰12中，经溢流堰12均匀流入箱体1空腔，原液穿过空腔中的浸提填料4时，矿石中的有效成分进一步进入原液中，成为浸出液产品，浸出液相继续向下流；b2、向下流的浸出液过滤进入透水管9中，经下部管7流出；b3、当上级箱体矿石中的有效成分降低到没有利用价值时，通过现有的吊装设备，将上级箱体移出，将下级箱体上移作为新的上级箱体，新增一个箱体作为新的下级箱体，按前述步骤对浸出矿物中的有效成分。
31.与现有流化床浸出工艺相比，本实施例3具有如下优势：（1）本实施例3流程短、处理设备少、无需多次提取、无需搅拌、能耗低、占地面积
小、投资和运行费用低。
32.（2）箱式吸、或浸出设备内部的透水管和溢流堰质量轻、占用空间小，浸出原料和浸出剩余尾料均通过本设备配合常规吊运设备完成运输、进料、出料，现场无需设置庞大的添加系统和剩余尾料处理系统。
33.（3）现有流动床浸出工艺无法充分利用将浸出原料中的有效成分完全转移到液相中。而本实施例3的下级箱体流出的原液中有效成分下降时，因其中的有效成分尚未完全进入液相，故将其作为新的上级箱体使用，进一步将浸出原料中的有效成分转移至液相。
34.（4）连接透水盲管的下部管和连接溢流堰的上部管均是既可以作为进水管也可以作为出水管，因此设备的运行和搭配更为灵活，而且进水管和出水管之间的转换可达到一定的反冲洗效果，缓解堵塞问题。
35.实施例4某项目污水中悬浮物的去除采用现有的沉淀或过滤工艺，现有的这两种工艺均需要配备庞大的污泥处理系统。
36.为克服上述工艺的不足，本实施例4对该污水进行下列过滤处理，具体如图4，用上述设置在升降平台上的箱式吸附、浸出设备对含有悬浮、颗粒物进行过滤的方法，包括下列步骤：d、过滤处理d1、含有悬浮物、颗粒物的污水经上级箱体1的上部管3送入溢流堰2；d2、污水通过上级箱体的溢流堰2均匀流入箱体1空腔，污水经过空腔底部的透水管5时，污水中的悬浮物、颗粒物被拦截在透水管5外部，逐步形成过滤填料4，不断对后进入的混合液进一步过滤，使悬浮物、颗粒物被不断拦截，不断形成过滤填料，过滤的水经透水管5、下部管6外流；d3、外流的水进入下级箱体的上部管8送入溢流堰12中，经溢流堰12均匀流入箱体1空腔，污水穿过空腔中的过滤填料4时，污水中的悬浮物、颗粒物被进一步过滤去除；d4、过滤水向下流并再次过滤进入透水管9中，经下部管7流出；d5、当下级箱体的过滤填料4厚度增大、过滤阻力过大时，降低上级箱体底部的升降式平台15高度，并将其作为下级箱体使用，将下级箱体的升降式平台16高度增加，同时通过现有的起重设备移出下级箱体，新增一个箱体作为上级箱体使用，按前述的过滤步骤进行过滤作业。
37.与现有污水的沉淀或过滤出工艺相比，本实施例4具有如下优势：（1）本实施例4无需再现场建庞大的污泥处理设施，占地面积小、投资和运行费用低。
38.（2）连接透水盲管的下部管和连接溢流堰的上部管均是既可以作为进水管也可以作为出水管，因此装置的运行和搭配更为灵活，而且进水管和出水管之间的转换可达到一定的反冲洗效果，缓解堵塞问题。
39.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的
保护范围之内。