一种降低重金属离子废水污染物排放的处理装置的制作方法

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种降低重金属离子废水污染物排放的处理装置。

背景技术：

重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水。重金属(如含镉、镍、汞、锌等)废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一，其水质水量与生产工艺有关。废水中的重金属一般不能分解破坏，只能转移其存在位置和转变其物化形态。处理方法是首先改革生产工艺，不用或少用毒性大的重金属，在生产地点就地处理常采用化学沉淀法、离子交换法等进行处理，处理后的水中重金属低于排放标准可以排放或回用。形成新的重金属浓缩产物尽量回收利用或加以无害化处理；水体中金属有利或有害不仅取决于金属的种类、理化性质，而且还取决于金属的浓度及存在的价态和形态，即使有益的金属元素浓度超过某一数值也会有剧烈的毒性，使动植物中毒，甚至死亡。金属有机化合物比相应的金属无机化合物毒性要强得多；可溶态的金属又比颗粒态金属的毒性要大；六价铬比三价铬毒性要大等等。

但是，目前的处理设备大多只能进行单一处理，处理效果较差，处理成本过高，不能满足各大工厂的需要；处理设备占地面积一般都比较大，且设备长期使用后，不便于对设备内部进行清理；长此以往，回对设备造成损坏，影响废水的处理效果。

技术实现要素：

针对上述存在的技术问题，本发明提供了针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种运行可靠、能够有效降低重金属离子废水污染物排放的处理装置。

本发明的技术方案为：一种降低重金属离子废水污染物排放的处理装置，包括处理罐、过滤组件、沉降组件、分离组件和控制装置；处理罐内部设置有过滤腔、沉淀腔和分离腔，处理罐上端设置有接头装置，处理罐下端设置有收集箱；过滤腔、沉淀腔和分离腔从上至下依次设置在处理罐内部，过滤腔和沉淀腔上均设置有贯穿处理罐的排放口，过滤腔和沉淀腔内部均设置有滤板和自动排渣组件，自动排渣组件用于排出过滤腔和沉淀腔内部的杂质，沉淀腔和分离腔内部均设置有锥形导流滤板，分离腔下端设置有收集口，收集口与收集箱贯通；过滤组件用于对重金属离子废水进行初级过滤，去除废水中大颗粒杂质；沉降组件用于使重金属离子絮凝成团；分离组件用于分离废水中细小的金属离子；控制装置用于控制过滤组件、沉降组件和分离组件的运行；

沉降组件包括絮凝剂投加箱、投加喷头和搅拌器，絮凝剂投加箱设置在沉淀腔内部的锥形导流滤板下端靠近锥顶处，絮凝剂投加箱上设置有连通处理罐外部的投加管，絮凝剂投加箱内部装有复合絮凝剂，投加喷头与絮凝剂投加箱导通，搅拌器设置在沉淀腔内部；

分离组件包括转动电机、磁性转筒和收集槽，收集槽设置在分离腔内部，收集槽下端设置有开口，开口与收集口连接，磁性转筒设置在收集槽内部，且磁性转筒紧贴收集槽，磁性转筒和收集槽均设置有相互配合的刮齿，转动电机为磁性转筒提供动力；

控制装置包括控制器、处理器和控制面板，控制器为市售，控制器与搅拌器和转动电机连接，处理器和控制面板分别与控制器连接，搅拌器和转动电机由外部电源供电。

进一步地，过滤组件包括压滤板和压缩气缸，过滤腔内部设置有导向卡槽，压滤板活动卡接在导向卡槽上，压滤板中心位置设置有开孔，开孔与接头装置通过蛇形软管连接，压缩气缸设置在过滤腔内部上端，压缩气缸为压滤板提供动力；通过控制器控制压缩气缸启动，压缩气缸压缩压滤板沿导向卡槽向下移动，废水受到压缩后，通过滤板排出，废水中所得大颗粒杂质被滤板拦截，大大提高过滤效率和过滤效果。

进一步地，自动排渣组件包括压板、电动伸缩杆、主杆和排渣板，主杆贯穿接头装置后依次贯穿两个滤板和沉淀腔内部的锥形导流滤板，压板设置在主杆上端，电动伸缩杆设置在压板和接头装置之间，电动伸缩杆为主杆提供的动力，排渣板设置有两个，两个排渣板分别固定设置在主杆上，且两个排渣板分别位于两个滤板的下方，两个排渣板上均设置有堵头，两个滤板上均设置有排渣孔，堵头能够穿过排渣孔；通过控制器控制电动伸缩杆启动，带动压板压迫主杆，使得排渣板向下移动，堵头脱离排渣孔，废水中的重金属离子残渣通过排渣孔落下，通过排放口排出，保证了装置对重金属离子的处理效率。

进一步地，复合絮凝剂按照质量百分比组成为：烷基苯磺酸盐18％、镁盐29％、铝盐26％、硅酸盐19％和高分子絮凝剂8％；采用上述组分制作的复合絮凝剂能够使得废水中的重金属离子快速絮凝成团，而且不会腐蚀装置内壁。

进一步地，复合絮凝剂的制备方法为：1、将18％烷基苯磺酸盐、29％镁盐、26％铝盐、19％硅酸盐混合均匀后溶解在酸性水溶液中，配制成混合溶液；2、向1得到的混合溶液中加入过硫酸铵引发剂，再加入丙烯酰胺，在38℃的温度条件下反应2小时，制备得到混合聚丙烯酰胺溶液；3、在2得到的混合聚丙烯酰胺溶液中加入8％高分子絮凝剂，在62℃的温度条件下反应1.8小时，即得复合絮凝剂。

进一步地，接头装置包括主接头、进水接头和清洗接头，主接头固定设置在处理罐上端，蛇形软管与主接头连接，进水接头和清洗接头分别设置在主接头的两侧，进水接头和清洗接头内部均活动铰接有单向阻隔板，单向阻隔板与进水接头、清洗接头连接处均设置有压力弹簧，使用时，废水通过进水接头与处理罐连接，此时由于外部水压作用，阻隔板打开，当压滤板向下移动时，阻隔板在压力弹簧的作用下关闭进水接头，清洗接头连接外部清水箱，对处理罐进行清洗。

进一步地，磁性转筒和收集槽均设置有三个，大大提高磁性转筒对重金属离子的吸附作用，提高重金属离子的去除率。

本发明的工作原理为：使用时，外部废水通过进水接头通入处理罐，废水首先进入过滤腔，通过控制器控制压缩气缸启动，压滤板在压缩气缸的作用下沿着导向卡槽向下移动，挤压废水通过滤板进入沉淀腔，挤压过程中进水接头内的阻隔板在压力弹簧作用下关闭进水接头；过滤后的废水进入沉淀腔内，通过絮凝剂投加箱上的投加喷头向废水中投加复合絮凝剂，同时控制器控制搅拌器开启，废水中的金属离子一部分絮凝成团，沉淀在沉淀腔底部，一部分随废水进入分离腔，控制器控制转动电机启动，重金属离子被磁性转筒吸附后，在刮齿的作用下，进入收集槽，并最终进入收集箱；当需要清理处理罐内部沉淀的残渣时，将清洗接头与外部清水箱连接，并通过控制器控制电动伸缩杆启动，电动伸缩杆带动压板向下挤压主杆，使得排渣板上的堵头与排渣孔脱离，残渣通过排渣孔后，经过排放口排出。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构设计合理、运行可靠；通过设置依次连接的过滤组件、沉降组件和分离组件，首先对废水进行预处理，过滤去除废水中的大颗粒杂质，废水在沉淀腔内与复合絮凝剂混合，废水中的金属离子一部分絮凝成团状物排出处理罐，一部分进入分离腔，在磁性滚筒的作用下实现重金属离子与废水的完全分离，有效降低了废水中重金属离子的浓度，使得废水达标排放，减少环境污染；本发明使用复合絮凝剂，有效提高了絮凝效果，而且不会对装置造成腐蚀，也不会引入新的污染源。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的接头装置与处理罐的连接示意图；

图3是本发明的磁性转筒和收集槽的连接示意图；

图4是本发明的磁性转筒和收集槽的纵剖图；

图5是本发明的主杆与滤板的连接示意图；

图6是本发明的排渣板与滤板的连接示意图；

图7是本发明的控制模块图；

其中，1-处理罐、10-过滤腔、11-沉淀腔、12-分离腔、120-收集口、13-接头装置、130-主接头、131-进水接头、132-清洗接头、133-阻隔板、134-压力弹簧、14-收集箱、15-排放口、16-滤板、160-排渣孔、17-锥形导流滤板、2-过滤组件、20-压滤板、21-压缩气缸、22-导向卡槽、23-蛇形软管连接、3-沉降组件、30-絮凝剂投加箱、31-投加喷头、32-搅拌器、4-分离组件、40-转动电机、41-磁性转筒、42-收集槽、43-刮齿、5-自动排渣组件、50-压板、51-电动伸缩杆、52-主杆、53-排渣板、530-堵头。

具体实施方式

实施例1：如图1、2所示的一种降低重金属离子废水污染物排放的处理装置，包括处理罐1、过滤组件2、沉降组件3、分离组件4和控制装置；处理罐1内部设置有过滤腔10、沉淀腔11和分离腔12，处理罐1上端设置有接头装置13，接头装置13包括主接头130、进水接头131和清洗接头132，主接头130固定设置在处理罐1上端，蛇形软管23与主接头130连接，进水接头131和清洗接头132分别设置在主接头130的两侧，进水接头131和清洗接头132内部均活动铰接有单向阻隔板133，单向阻隔板133与进水接头131、清洗接头132连接处均设置有压力弹簧134，使用时，废水通过进水接头131与处理罐1连接，此时由于外部水压作用，阻隔板133打开，当压滤板20向下移动时，阻隔板133在压力弹簧134的作用下关闭进水接头130，清洗接头132连接外部清水箱，对处理罐1进行清洗；处理罐1下端设置有收集箱14；过滤腔10、沉淀腔11和分离腔12从上至下依次设置在处理罐1内部，过滤腔10和沉淀腔11上均设置有贯穿处理罐1的排放口15，过滤腔10和沉淀腔11内部均设置有滤板16和自动排渣组件5，自动排渣组件5用于排出过滤腔10和沉淀腔11内部的杂质，沉淀腔11和分离腔12内部均设置有锥形导流滤板17，分离腔12下端设置有收集口120，收集口120与收集箱14贯通；过滤组件2用于对重金属离子废水进行初级过滤，去除废水中大颗粒杂质；沉降组件3用于使重金属离子絮凝成团；分离组件4用于分离废水中细小的金属离子；控制装置用于控制过滤组件2、沉降组件3和分离组件4的运行；

如图1所示，过滤组件2包括压滤板20和压缩气缸21，过滤腔10内部设置有导向卡槽22，压滤板20活动卡接在导向卡槽22上，压滤板20中心位置设置有开孔，开孔与接头装置13通过蛇形软管23连接，压缩气缸21设置在过滤腔10内部上端，压缩气缸21为压滤板20提供动力；通过控制器控制压缩气缸21启动，压缩气缸21压缩压滤板20沿导向卡槽22向下移动，废水受到压缩后，通过滤板16排出，废水中所得大颗粒杂质被滤板16拦截，大大提高过滤效率和过滤效果；

如图1所示，沉降组件3包括絮凝剂投加箱30、投加喷头31和搅拌器32，絮凝剂投加箱30设置在沉淀腔11内部的锥形导流滤板17下端靠近锥顶处，絮凝剂投加箱30上设置有连通处理罐1外部的投加管，絮凝剂投加箱30内部装有复合絮凝剂，投加喷头31与絮凝剂投加箱30导通，搅拌器32设置在沉淀腔11内部；复合絮凝剂按照质量百分比组成为：烷基苯磺酸盐18％、镁盐29％、铝盐26％、硅酸盐19％和高分子絮凝剂8％；采用上述组分制作的复合絮凝剂能够使得废水中的重金属离子快速絮凝成团，而且不会腐蚀装置内壁；

如图1、3、4所示，分离组件4包括转动电机40、磁性转筒41和收集槽42，收集槽42设置在分离腔12内部，收集槽42下端设置有开口，开口与收集口120连接，磁性转筒41设置在收集槽42内部，且磁性转筒41紧贴收集槽42，磁性转筒41和收集槽42均设置有相互配合的刮齿43，转动电机40为磁性转筒41提供动力；磁性转筒41和收集槽42均设置有三个，大大提高磁性转筒41对重金属离子的吸附作用，提高重金属离子的去除率；

如图1、5、6所示，自动排渣组件5包括压板50、电动伸缩杆51、主杆52和排渣板53，主杆52贯穿接头装置13后依次贯穿两个滤板16和沉淀腔11内部的锥形导流滤板17，压板50设置在主杆52上端，电动伸缩杆51设置在压板50和接头装置13之间，电动伸缩杆51为主杆52提供的动力，排渣板53设置有两个，两个排渣板53分别固定设置在主杆52上，且两个排渣板53分别位于两个滤板16的下方，两个排渣板53上均设置有堵头530，两个滤板16上均设置有排渣孔160，堵头530能够穿过排渣孔160；通过控制器控制电动伸缩杆51启动，带动压板50压迫主杆52，使得排渣板53向下移动，堵头530脱离排渣孔160，废水中的重金属离子残渣通过排渣孔160落下，通过排放口15排出，保证了装置对重金属离子的处理效率；

控制装置包括控制器、处理器和控制面板，控制器为市售，控制器与搅拌器32、压缩气缸21、电动伸缩杆51和转动电机40连接，处理器和控制面板分别与控制器连接搅拌器32、压缩气缸21、电动伸缩杆51和转动电机40由外部电源供电。

实施例2：如图1、2所示的一种降低重金属离子废水污染物排放的处理装置，包括处理罐1、过滤组件2、沉降组件3、分离组件4和控制装置；处理罐1内部设置有过滤腔10、沉淀腔11和分离腔12，处理罐1上端设置有接头装置13，接头装置13包括主接头130、进水接头131和清洗接头132，主接头130固定设置在处理罐1上端，蛇形软管23与主接头130连接，进水接头131和清洗接头132分别设置在主接头130的两侧，进水接头131和清洗接头132内部均活动铰接有单向阻隔板133，单向阻隔板133与进水接头131、清洗接头132连接处均设置有压力弹簧134，使用时，废水通过进水接头131与处理罐1连接，此时由于外部水压作用，阻隔板133打开，当压滤板20向下移动时，阻隔板133在压力弹簧134的作用下关闭进水接头130，清洗接头132连接外部清水箱，对处理罐1进行清洗；处理罐1下端设置有收集箱14；过滤腔10、沉淀腔11和分离腔12从上至下依次设置在处理罐1内部，过滤腔10和沉淀腔11上均设置有贯穿处理罐1的排放口15，过滤腔10和沉淀腔11内部均设置有滤板16和自动排渣组件5，自动排渣组件5用于排出过滤腔10和沉淀腔11内部的杂质，沉淀腔11和分离腔12内部均设置有锥形导流滤板17，分离腔12下端设置有收集口120，收集口120与收集箱14贯通；过滤组件2用于对重金属离子废水进行初级过滤，去除废水中大颗粒杂质；沉降组件3用于使重金属离子絮凝成团；分离组件4用于分离废水中细小的金属离子；控制装置用于控制过滤组件2、沉降组件3和分离组件4的运行；

如图1所示，过滤组件2包括压滤板20和压缩气缸21，过滤腔10内部设置有导向卡槽22，压滤板20活动卡接在导向卡槽22上，压滤板20中心位置设置有开孔，开孔与接头装置13通过蛇形软管23连接，压缩气缸21设置在过滤腔10内部上端，压缩气缸21为压滤板20提供动力；通过控制器控制压缩气缸21启动，压缩气缸21压缩压滤板20沿导向卡槽22向下移动，废水受到压缩后，通过滤板16排出，废水中所得大颗粒杂质被滤板16拦截，大大提高过滤效率和过滤效果；

如图1所示，沉降组件3包括絮凝剂投加箱30、投加喷头31和搅拌器32，絮凝剂投加箱30设置在沉淀腔11内部的锥形导流滤板17下端靠近锥顶处，絮凝剂投加箱30上设置有连通处理罐1外部的投加管，絮凝剂投加箱30内部装有复合絮凝剂，投加喷头31与絮凝剂投加箱30导通，搅拌器32设置在沉淀腔11内部；复合絮凝剂按照质量百分比组成为：烷基苯磺酸盐18％、镁盐29％、铝盐26％、硅酸盐19％和高分子絮凝剂8％；采用上述组分制作的复合絮凝剂能够使得废水中的重金属离子快速絮凝成团，而且不会腐蚀装置内壁；复合絮凝剂的制备方法为：1、将18％烷基苯磺酸盐、29％镁盐、26％铝盐、19％硅酸盐混合均匀后溶解在酸性水溶液中，配制成混合溶液；2、向1得到的混合溶液中加入过硫酸铵引发剂，再加入丙烯酰胺，在38℃的温度条件下反应2小时，制备得到混合聚丙烯酰胺溶液；3、在2得到的混合聚丙烯酰胺溶液中加入8％高分子絮凝剂，在62℃的温度条件下反应1.8小时，即得复合絮凝剂；

如图1、3、4所示，分离组件4包括转动电机40、磁性转筒41和收集槽42，收集槽42设置在分离腔12内部，收集槽42下端设置有开口，开口与收集口120连接，磁性转筒41设置在收集槽42内部，且磁性转筒41紧贴收集槽42，磁性转筒41和收集槽42均设置有相互配合的刮齿43，转动电机40为磁性转筒41提供动力；磁性转筒41和收集槽42均设置有三个，大大提高磁性转筒41对重金属离子的吸附作用，提高重金属离子的去除率；

如图1、5、6所示，自动排渣组件5包括压板50、电动伸缩杆51、主杆52和排渣板53，主杆52贯穿接头装置13后依次贯穿两个滤板16和沉淀腔11内部的锥形导流滤板17，压板50设置在主杆52上端，电动伸缩杆51设置在压板50和接头装置13之间，电动伸缩杆51为主杆52提供的动力，排渣板53设置有两个，两个排渣板53分别固定设置在主杆52上，且两个排渣板53分别位于两个滤板16的下方，两个排渣板53上均设置有堵头530，两个滤板16上均设置有排渣孔160，堵头530能够穿过排渣孔160；通过控制器控制电动伸缩杆51启动，带动压板50压迫主杆52，使得排渣板53向下移动，堵头530脱离排渣孔160，废水中的重金属离子残渣通过排渣孔160落下，通过排放口15排出，保证了装置对重金属离子的处理效率；

控制装置包括控制器、处理器和控制面板，控制器为市售，控制器与搅拌器32、压缩气缸21、电动伸缩杆51和转动电机40连接，处理器和控制面板分别与控制器连接搅拌器32、压缩气缸21、电动伸缩杆51和转动电机40由外部电源供电。

使用时，外部废水通过进水接头131通入处理罐1，废水首先进入过滤腔10，通过控制器控制压缩气缸21启动，压滤板20在压缩气缸21的作用下沿着导向卡槽22向下移动，挤压废水通过滤板16进入沉淀腔11，挤压过程中进水接头131内的阻隔板133在压力弹簧134作用下关闭进水接头131；过滤后的废水进入沉淀腔11内，通过絮凝剂投加箱30上的投加喷头31向废水中投加复合絮凝剂，同时控制器控制搅拌器32开启，废水中的金属离子一部分絮凝成团，沉淀在沉淀腔11底部，一部分随废水进入分离腔12，控制器控制转动电机40启动，重金属离子被磁性转筒41吸附后，在刮齿43的作用下，进入收集槽42，并最终进入收集箱14；当需要清理处理罐1内部沉淀的残渣时，将清洗接头132与外部清水箱连接，并通过控制器控制电动伸缩杆51启动，电动伸缩杆51带动压板50向下挤压主杆52，使得排渣板53上的堵头530与排渣孔160脱离，残渣通过排渣孔160后，经过排放口15排出。

实验例：采用本装置对我市某工厂产生的电镀废水进行处理，废水中重金属cu²⁺的浓度由原来1.90mg/l降到0.08mg/l以下，重金属cd²⁺的浓度0.089mg/l降到0.004mg/l以下，重金属pb²⁺的浓度2.00mg/l降到0.21mg/l以下，重金属zn²⁺的浓度15.80mg/l降到2.31mg/l以下，各重金属离子浓度均达到《农田灌溉水质标准》(gb5084-2005)的排放要求；连续处理15天，电镀废水中各重金属离子的去除率均达到95％以上。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。