采用纳米粘土-胶质芽孢杆菌联合包埋吸附剂的吸附装置的制作方法

本实用新型涉及重金属处理技术领域，具体涉及一种采用纳米粘土-胶质芽孢杆菌联合包埋吸附剂的吸附装置。

背景技术：

随着社会经济的发展，每天产生大量污水，包括含水率较高的污泥、工业废水及其他废液等。工业废水常含有一定量有毒的重金属离子，如铅、镉、镍、铜等，对人体健康存在潜在危害，如何有效的处理工业重金属污染废水是水处理领域一个亟需解决的问题。

现有技术中，处理含重金属离子的废水方法很多，如化学沉淀法、离子交换树脂法、活性炭吸附法、电解法和膜分离法等，但是这些方法在处理低浓度(＜100mg/L)重金属废水时，因操作费用和原料成本相对过高而经济性欠缺。而近20年来开发的重金属捕集技术可以弥补处理重金属废水传统方法存在的工艺繁琐和去除重金属离子不完全的问题，但当前商业化的产品和适用工艺不多。微生物吸附作为重金属废水生物吸附法的重要组成部分，因来源广、易培养，在处理大体积低浓度的复杂重金属废水方面，有广阔的发展前景。但是自然的微生物个体在吸附金属后，须经过沉降、过滤或者离心才能将其与溶液分开，固定化技术可克服微生物细胞小，很难与水溶液分离以及易造成二次污染等缺点，使效率和稳定性得到保持。纳米粘土因其特殊的物理结构在重金属污染土壤修复中已经显示出良好的吸附性能，但如果直接将裸露的纳米粘土投放于环境复杂的水体中，同样存在其理化性质不稳定，后期处理难度大的问题。

因此，有必要提供一种新的工艺解决上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服上述技术问题，提供一种对污水中重金属离子有良好吸附效果，且效果持久的采用纳米粘土-胶质芽孢杆菌联合包埋吸附剂的吸附装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种采用纳米粘土-胶质芽孢杆菌联合包埋吸附剂的吸附装置，包括斜管、与所述斜管一端连接的进液管、与所述斜管另一端连接的密封柱、与所述密封柱连接并与所述斜管连通的出液管，其中所述斜管为弧形弯管，其弧度为120°-135°。

优选的，所述斜管的弧度为120°。

优选的，所述斜管的进液口和出液口位于同一平面。优选的，所述斜管的管径与流体在管内的管程比为1:3-5。

优选的，所述斜管由若干根子管组合形成，所述子管的管径为2-5cm。

优选的，所述采用纳米粘土-胶质芽孢杆菌联合包埋吸附剂的吸附装置还包括设于所述进液管的流量计。

优选的，所述进液管内流体流速为0.3-0.6mm/s。

与现有技术相比，本实用新型提供的采用纳米粘土-胶质芽孢杆菌联合包埋吸附剂的吸附装置，有益效果在于：

一、本实用新型提供的采用纳米粘土-胶质芽孢杆菌联合包埋吸附剂的吸附装置，在斜管中填装纳米粘土-胶质芽孢杆菌联合包埋吸附剂，吸附剂采用纳米粘土和胶质芽孢杆菌两种优良的重金属吸附材料组合，可改善两者单独使用时对环境pH的敏感特性，且两者的特性互补，从而提高其重金属处理的效率；通过在斜管的末端设置密封柱，一方面可防止吸附剂随污水排出，另一方面可使斜管内完成进水后才由密封柱的溢流口溢流出，从而可增加污水在斜管内的停留时间，进一步增加吸附效果。

二、本实用新型提供的采用纳米粘土-胶质芽孢杆菌联合包埋吸附剂的吸附装置，所述斜管为弧形弯管，弧度为120°-135°，可增加污水在斜管内的停留时间，以提高吸附剂的吸附效果。

三、本实用新型提供的采用纳米粘土-胶质芽孢杆菌联合包埋吸附剂的吸附装置，通过在进液管上设置流量计，以调节斜管的进水量及进水速度，使其与吸附剂的性能相匹配，使吸附效果最优化。优选的，当控制流体流速为0.3-0.6mm/s时，吸附性能最优。

【附图说明】

图1为本实用新型提供的采用纳米粘土-胶质芽孢杆菌联合包埋吸附剂的吸附装置的结构示意图。

【具体实施方式】

下面将结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

请参阅图1，为本实用新型提供的采用纳米粘土-胶质芽孢杆菌联合包埋吸附剂的吸附装置的结构示意图。所述采用纳米粘土-胶质芽孢杆菌联合包埋吸附剂的吸附装置100包括斜管11、进液管12、密封柱13、出液管14、流量计15，进液管12、斜管11、密封柱13、出液管14依次连接设置，流量计15设于进液管12上。

斜管11用于填装纳米粘土-胶质芽孢杆菌联合包埋吸附剂，其中纳米粘土来自江西格丰科技有限公司生产，胶质芽孢杆菌为市售，该菌种在高糖无氮或无可溶性磷的培养基中生长可分泌大量多糖。两者按任意比例组合按常规包埋方式处理即可，可改善两者单独使用时对环境pH的敏感特性，且两者的特性互补，从而提高其重金属处理的效率。

斜管11为弧形弯管，其弧度为120°-135°，通过设置为弧形弯管，一方面减少流体对吸附剂的冲刷而避免使用一端时间后板结，另一方面可增加污水在斜管内的停留时间，进而延长污水与吸附剂的接触时间，提高吸附效果。优选的，斜管11的弧度为120°。

斜管11的进液口和出液口齐平，即其进液口和出液口位于同一平面，便于斜管11的加工。

本实施方式中，通过设计斜管11的管径与管程比，使其与吸附剂的性能匹配，以提高斜管11内吸附剂的吸附性能。优选的，斜管11的管径与流体在管内的管程比为1:3-5；更优选的，两者之比为1:4。例如，在进行重金属吸附试验中，将管程设计为120cm，将管径设计为30cm。

进一步地，为了提高所述采用纳米粘土-胶质芽孢杆菌联合包埋吸附剂的吸附装置100的吸附能力及污水处理能力，将斜管11设计为由若干根子管(未图示)组合形成，其中，每一子管的管径的2-5cm，子管管径之和即为斜管11的管径。

密封柱13设于斜管11的出液端，且密封柱13设计有与斜管11连通的溢流口(未标号)，该溢流口与出液管14连通，使出液管14与斜管11连通。密封柱13的设置，一方面可防止吸附剂被流体冲刷而随流体排出斜管11外，另一方面还可以防止污水进入斜管11后直接排出，使斜管内完成进水后才由密封柱13的溢流口溢流出，从而可增加污水在斜管11内的停留时间，进一步增加吸附效果。

流量计15设于进液管12上，用于调节、控制进水量，使其与吸附剂的性能相匹配，使吸附效果最优化。优选的，当控制流体流速为0.3-0.6mm/s时，吸附性能最优。

本实用新型提供的采用纳米粘土-胶质芽孢杆菌联合包埋吸附剂的吸附装置，应用于含铅、含镉废水处理，设定流速0.35mm/s，废水从吸附剂水柱入口到出口的时间约为60min，从废水入柱60min分钟后开始，每间隔60min钟在水柱出水口取样检测水中重金属残留值，计算所得各次的去除率。运行7小时，对铅的去除效率还能维持在60％以上，对镉的去除效率还能维持在62％以上，且运行10小时以后依然有一定的净化效果，说明其具有持有的处理能力。

以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。