一种重金属废水处理装置的制作方法

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种重金属废水处理装置。

背景技术：

重金属指比重大于4或5的金属，约有45种，通常的重金属污染，主要是指汞、铅、镉、铬以及砷等生物毒性显著的重金属的环境污染，还包括具有一定毒性的重金属如锌、铜、钴、镍、锡、钒等。重金属污染物难以治理，它们在水体中积累到一定的限度就会对水体一水生植物一水生动物系统产生严重危害，并可能通过食物链影响到人类的自身健康。在矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业中的许多生产过程中都产生重金属废水，这些废水严重影响着儿童和成人的身体健康乃至生命，如人体若摄取了过多的钼元素会导致痛风样综合症，关节痛及畸形，肾脏受损，并有生长发育迟缓，动脉硬化，结蒂组织变性等病症。当前，儿童铅中毒，重金属致胎儿畸形，砷中毒等事件也屡有发生，使重金属污染成为关系到人类健康和生命的重大环境问题，含有重金属离子的污水产生量越来越大，由于重金属离子在自然条件下难于降解，因此对含有重金属离子的污水进行处理显得尤为重要，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。

现有的国内通常采用的重金属废水处理方法，包括石灰中和法和硫化法等。这些传统的处理工艺，虽然可以将废水中的重金属去除掉，但是处理效果并不稳定，处理回收的清水水质仍难以确保稳定达标排放，而且，现有的废水处理装置存在过程复杂，原料投加不方便，无法控制处理速度等问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种重金属废水处理装置，该装置可有效解决现有的处理装置存在的处理效果差、原料投加不方便以及无法控制处理速度的问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种重金属废水处理装置，包括外壳体、内壳体、搅拌装置和布水装置，所述搅拌装置设置于所述内壳体内部，所述内壳体和所述布水装置均设置于所述外壳体内部，所述布水装置与所述内壳体固定连接，所述外壳体侧壁设置有控制器，所述外壳体顶部设置有进药管、进料管和进水管，所述布水装置包括分别设置于所述内壳体内外两侧的布水器和环形水箱，所述环形水箱与所述布水器之间通过管体连通，所述管体上设置有第一电磁阀，所述进药管和所述进水管均设置于所述环形水箱的正上方，所述进料管设置于所述内壳体上方，所述内壳体顶部设置有电磁开关，所述内壳体中部设置有可拆卸的过滤膜组件，所述过滤膜组件将所述内壳体内部分割为吸附区和废水缓冲区，所述废水缓冲区对应的所述内壳体上设置有抽风机，所述吸附区内设置有ph检测器，所述废水缓冲区内设置有水位感应器，所述抽风机设置于所述水位感应器上部，所述内壳体和所述外壳体底部分别设置有第一排水管和第二排水管，所述第一排水管的自由端设置有第二电磁阀，所述抽风机、ph检测器、水位感应器、第一电磁阀、第二电磁阀和电磁开关均与所述控制器电连接。

采取上述方案所产生的有益效果为：进药管、进料管和进水管与外壳体固定连接，环形水箱设置于内壳体上部并与内壳体的外壁固定连接，环形水箱设置为无顶盖的，从进药管和进水管流进的液体直接落进环形水箱内；进料管设置于电磁开关的正上方，当电磁开关打开后，活性炭刚好通过进料管流进内壳体内；内壳体上设置有法兰，过滤膜组件通过法兰与内壳体连接，控制器为带有操作面板的控制器，可通过操作面板进行操作。其中，控制器型号为dvp80es200r，ph检测器的型号为mik-ph160，水位感应器的型号为ucx4000-30gm-iuo-v15。

上述装置的使用过程如下：通过控制器开启控制电磁开关，将活性炭通过加料管加入吸附区，当活性炭的加入量达到预设值时，停止加料并控制电磁开关关闭；然后打开ph检测器和水位感应器，打开进水管上的阀门，重金属废水便通过进水管流进环形水箱内，将ph调节剂便通过加药管加入环形水箱内，再控制第一电磁阀打开，调节了ph值的重金属废水依次通过管体和布水器流进吸附区内，当吸附区内的水位达到预设值时，控制进水管阀门关闭，此时重金属废水与活性炭接触，其内部的重金属离子被活性炭吸附，实现净化作用。

搅拌装置与控制器电连接，控制搅拌装置工作，将活性炭和重金属废水进行搅拌，可提高活性炭对重金属的吸附效果；搅拌的同时重金属废水会在重力作用下不断通过过滤膜组件，暂存在废水缓冲区，ph检测器检测到吸附区的废水的ph值，当废水的ph值与预设值不符时，ph检测器将信号发送给控制器，控制器会进行提示，此时继续通过加药管向环形水箱内加入ph调节剂，然后手动操作控制器，控制第一电磁阀打开，使得ph调节剂流进吸附区内，便可实现改变吸附区内废水的ph值的目的，进一步提高吸附效果。

当废水缓冲区的水位达到一定高度，水位感应器检测到水体，将水位信号发送给控制器，控制器控制第二电磁阀打开，将废水缓冲区内的废水排出，废水缓冲区的水体排出后，水位下降，当水位感应器检测不到水位信号时，控制器便控制抽风机工作，使得废水缓冲区内形成负压，将吸附区内的水体吸附到废水缓冲区，加速吸附后废水的排出速度，提高净化的效率，缩短排水时间。

在内壳体的内壁上设置有弧形挡板，弧形挡板沿内壳体内壁设置为环形，弧形挡板与内壳体为一体成型，弧形挡板将抽风机的抽风口进行隔挡，通过过滤膜组件过滤出的水体落在弧形挡板上，并通过弧形挡板流进废水缓冲区，设置有弧形挡板可有效避免抽风机抽风过程中将过滤出的水体抽进抽风机内。而且，更换活性炭时，活性炭可通过弧形挡板流出，可有效避免活性炭残留，提高该装置的使用寿命。

进一步地，搅拌装置包括第一电机、搅动轴和设置于所述搅动轴上搅拌杆，所述第一电机与所述外壳体固定连接，所述第一电机的转轴与所述搅动轴固定连接，所述搅动轴贯穿所述内壳体设置于所述内壳体内部，所述搅动轴与所述内壳体通过轴承连接。

采取上述方案所产生的有益效果为：搅拌杆与搅动轴为固定连接，使用时，第一电机带动搅动轴转动，实现对吸附区内的废水和活性炭搅拌的作用，使得两者充分混合，提高吸附效果。

进一步地，还包括震荡装置，所述震荡装置包括第二电机、承重柱和用于放置所述内壳体的承重盘，所述承重盘通过所述承重柱与所述外壳体固定连接，所述承重盘中部设置有圆形镂空部，所述圆形镂空部内设置有转动盘，所述转动盘通过连接杆与所述内壳体连接，所述内壳体底部还设置有滚动轮，所述第二电机设置于与所述圆形镂空部相对应的所述外壳体上，所述第二电机的转轴与所述转动盘固定连接，所述第二电机与所述控制器电连接。

采取上述方案所产生的有益效果为：内壳体底部固定连接有滚动轮，连接杆设置于转动盘的边缘，连接杆分别与转动盘和内壳体固定连接，该结构工作流程如下：控制器控制第二电机开启，第二电机的转轴带动转动盘片偏心转动，转动盘通过连接杆带动内壳体在承重盘上转动，使得整个内壳体产生旋转式震荡，进一步提高活性炭与重金属废水的接触，提高活性炭的吸附效果。

由于内壳体为不停转动的，因此，设置有环形水箱，无论内壳体停止转动时的位置如何，进药管和进水管的出水口一直处于环形水箱的上部，重金属废水和ph调节剂可准确的落进环形水箱内。

进一步地，进药管上端分别连接有清水管和加药管，所述清水管和所述加药管上分别设置有第三电磁阀和第四电磁阀，所述进水管上设置有第五电磁阀。

采取上述方案所产生的有益效果为：清水管、加药管和进药管三者之间形成y型结构，清水管的自由端连接有水箱或者水龙头，加药管的自由端连接有ph调节剂储罐，设置有第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀，可通过控制器控制开关，提高操作的方便性。

进一步地，内壳体内壁上设置有环形加热管，所述环形加热管设置有两条，所述吸附区还设置有温度检测器，所述环形加热管和所述温度检测器均与所述控制器电连接。

采取上述方案所产生的有益效果为：环形加热管可对吸附区内的重金属废水进行加热，进而提高活性炭的吸附效果；当温度检测器检测到水体的温度低于预设值时，便可将温度信号发送给控制器，控制器控制环形加热管工作，实现水体加热。在环形加热管的外部还设置有保护膜，保护膜为纱布或者网布等，保护膜套设于环形加热管的外部，设置有保护膜可有效防止活性炭与环形加热管直接接触，避免活性炭粘附在环形加热管上，影响环形加热管的使用寿命；其中，温度检测器的型号为lt-cg-s/d-303-m62t00-12。

进一步地，外壳体侧壁上还设置有门体，所述门体设置于所述承重盘上方。

采取上述方案所产生的有益效果为：门体的材质为耐高压的有机透光玻璃，方便人员观察内部运行情况，打开门体，方便对内部的部件进行保养维护、维修以及对过滤膜组件进行更换等操作，提高使用的方便性。

进一步地，外壳体和内壳体的形状均为圆柱形，所述承重盘的形状为圆形，所述承重盘的直径小于所述外壳体的直径，所述承重盘与所述内壳体之间形成环形排放口，所述环形排放口用于所述第一排水管排水使用。

采取上述方案所产生的有益效果为：外壳体和内壳体之间与留有一定的预留空间，方便人员进入；同时，将外壳体和内壳体设置为圆柱形结构，第一、方便过滤膜组件的拆装、检查和清洗等操作，第二，从流体力学角度考虑，有利于废水与活性炭均匀混合并进行吸附反应，无死角，提高吸附效果。

承重盘与外壳体之间形成环形排放口，第一排水管内的水体可通过环形排放口流进外壳体内，并从外壳体内排出，由于内壳体在第二电机的带动作用下不停转动，设置有环形排放口，无论内壳体停止转动时的位置如何，第一排水管排出的吸附后的废水都可准确的排进外壳体内，提高使用效果。

进一步地，承重柱至少设置有4根，所述承重柱外侧包覆有防水隔离板，所述防水隔离板、承重盘和外壳体之间形成环形储水区。

采取上述方案所产生的有益效果为：隔离板将承重柱包裹住，使得隔离板内部形成干燥的空间，用于放置第二电机，提高使用效果。

进一步地，过滤膜组件包括相互铰接的固定筛板和设置于所述固定筛板内的过滤膜。

采取上述方案所产生的有益效果为：固定筛板一侧通过折页连接，另一侧通过锁紧螺栓进行连接，固定筛板用于固定过滤膜，起到支撑的作用，避免活性炭和废水在搅动时将过滤膜损坏，而且，设置有固定筛板，方便进行安装和拆卸，提高使用效果。

进一步地，布水器至少设置有4个，所述布水器之间通过所述管道连通。

采取上述方案所产生的有益效果为：布水器均匀设置于内壳体的上部，当吸附完成后，将法兰打开，取出过滤膜组件，此时，活性炭便可通过第一排水管和第二排水管排出该装置内，此时，通过控制器开启第四电磁阀和第一电磁阀，干净的清水便通过布水器喷洒到内壳体上，对内壳体的内壁，环形加热管、搅动轴、搅拌杆等组件进行冲洗，将粘附在各组件上的活性炭冲洗掉，实现清洁的作用。

综上所述，本发明的优点如下：

1、内壳体内设置有搅拌装置，可以提高活性炭与重金属废水的接触面积，进而提高活性炭的吸附效果；内壳体底部设置有第二电机和承重盘，承重盘通过连接杆与内壳体固定连接，第二电机带动内壳体进行转动，实现旋转时震荡，进一步提高活性炭的吸附效果；搅拌装置与震荡装置同时进行工作，最大化的提高活性炭对重金属废水中重金属的吸附效果。

2、设置有过滤膜组件，方便进行拆卸，过滤膜组件包括固定筛板，在方便使用的同时，可对过滤膜进行包括，避免活性炭等在搅动时将过滤膜损坏。

3、设置有布水装置，方便对内壳体内部进行冲洗，提高使用效果；布水装置包括环形水箱，设置有环形水箱，方便重金属废水和ph调节剂的加入，提高使用效果。

4、该装置实现了工程设备化、一体化和模块化，利于工业化批量生产，该装置可有效解决在土地上修筑池体，造成空间占用面积大，无法移动的问题。而且，该装置具有能耗到底、清洗彻底、操作简单等优点。

附图说明

图1为本发明的侧视剖视结构示意图；

图2为外壳体的侧视结构示意图；

图3为承重板的结构示意图；

图4为该装置的俯视结构示意图；

图5为过滤膜组件的结构示意图；

图6为内壳体的局部放大图；

图7为环形加热管的局部放大图；

附图标记：1、外壳体；2、内壳体；3、控制器；4、进药管；5、进料管；6、进水管；7、布水器；8、环形水箱；9、管体；10、第一电磁阀；11、电磁开关；12、过滤膜组件；13、吸附区；14、废水缓冲区；15、抽风机；16、ph检测器；17、水位感应器；18、第一排水管；19、第二排水管；20、第二电磁阀；21、第一电机；22、搅动轴；23、搅拌杆；24、轴承；25、第二电机；26、承重柱；27、承重盘；28、圆形镂空部；29、转动盘；30、连接杆；31、滚动轮；32、清水管；33、加药管；34、第三电磁阀；35、第四电磁阀；36、第五电磁阀；37、环形加热管；38、温度检测器；39、门体；40、环形排放口；41、防水隔板；42、环形储水区；43、固定筛板；44、过滤膜；45、折页；46、锁紧螺栓；47、弧形挡板；48、保护膜。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

本发明的一个实施例中，如图1-7所示，提供了一种重金属废水处理装置，包括外壳体1、内壳体2、搅拌装置和布水装置，搅拌装置设置于内壳体2内部，内壳体2和布水装置均设置于外壳1内部，布水装置与内壳体2固定连接，外壳体1侧壁设置有控制器3，外壳体1顶部设置有进药管4、进料管5和进水管6，布水装置包括分别设置于内壳体2内外两侧的布水器7和环形水箱8，环形水箱8与布水器7之间通过管体9连通，管体9上设置有第一电磁阀10，优化地，布水器7至少设置有4个，布水器7之间通过管体9连通；优化地，搅拌装置包括第一电机21、搅动轴22和设置于搅动轴22上的搅拌杆23，第一电机21与外壳体1固定连接，第一电机21的转轴与搅动轴22固定连接，搅动轴22贯穿内壳体2设置于内壳体2内部，搅动轴22与内壳体2通过轴承24连接。

进药管4和进水管6均设置于环形水箱8的正上方，进料管5设置于内壳体2上方，内壳体2顶部设置有电磁开关11，优化地，进药管4上端分别连接有清水管32和加药管33，清水管32和加药管33上分别设置有第三电磁阀34和第四电磁阀35，进水管6上设置有第五电磁阀36。

内壳体2中部设置有可拆卸的过滤膜组件12，优化地，过滤膜组件12包括相互铰接的固定筛板43和设置于固定筛板43内的过滤膜44，固定筛板43一侧通过折页45连接，另一侧通过锁紧螺栓46进行连接；优化地，内壳体2内壁上还设置有弧形挡板47；过滤膜组件12将内壳体2内部分割为吸附区13和废水缓冲区14，废水缓冲区14对应的内壳体2上设置有抽风机15，吸附区13内设置有ph检测器16，废水缓冲区14内设置有水位感应器17，抽风机15设置于水位感应器17上部，内壳体2和外壳体1底部分别设置有第一排水管18和第二排水管19，第一排水管18的自由端设置有第二电磁阀20，抽风机15、ph检测器16、水位感应器17、第一电磁阀10、第二电磁阀20和电磁开关11均与控制器3电连接。

优化地，还包括震荡装置，震荡装置包括第二电机25、承重柱26和用于放置内壳体2的承重盘27，承重盘27通过承重柱26与外壳体1固定连接，承重盘27中部设置有圆形镂空部28，圆形镂空部28内设置有转动盘29，转动盘29通过连接杆30与内壳体2连接，内壳体2底部还设置有滚动轮31，第二电机25设置于与圆形镂空部28相对应的外壳体1上，第二电机25的转轴与转动盘29固定连接，第二电机25与控制器3电连接。优化地，承重柱26至少设置有4根，承重柱26外侧包覆有防水隔离板41，防水隔离板41、承重盘27和外壳体1之间形成环形储水区42；

优化地，内壳体2内壁上设置有环形加热管37，环形加热管37设置有两条，吸附区13还设置有温度检测器38，环形加热管37和温度检测器38均与控制器3电连接，优化地，环形加热管37的外部设置有保护膜48。

优化地，外壳体1侧壁上还设置有门体39，门体39设置于承重盘27上方。优化地，外壳体1和内壳体2的形状均为圆柱形，承重盘27的形状为圆形，承重盘27的直径小于外壳体1的直径，承重盘27与内壳体2之间形成环形排放口40，环形排放口40用于第一排水管18排水使用。

上述结构的使用过程如下：通过控制器3，开启电磁开关11，将活性炭从进料管5加入内壳体2内，然后关闭电磁开关11，开启第四电磁阀35和第五电磁阀36，使重金属废水和ph调节剂加入环形水箱8内，然后开启第一电磁阀10，让环形水箱8内的液体通过管体9和布水器7喷入吸附区13，当吸附区13的水位达到预设值时，控制第四电磁阀35、第一电磁阀10关闭，同时，控制ph检测器16、温度检测器38、水位感应器17、搅拌装置和震荡装置开启，当温度检测器38检测到吸附区13内水体的温度未达到预设值时，便将信号传送给控制器3，控制器3控制环形加热管37为水体加热，当ph检测器16检测到吸附区13的水体ph值未达到预设值时，将信号发送给控制器3，控制器3控制第四电磁阀35和第一电磁阀10打开，使得ph调节剂流进吸附区13，进一步提高活性炭的吸附效果。

搅拌装置可对吸附区13内的水体和活性炭进行搅拌，提高吸附效果；震荡装置可同时带动整个内壳体2进行偏心转动，搅拌装置和震荡装置同时工作，最大限度的提高活性炭与重金属废水的接触，使得重金属废水中的重金属被活性炭吸附，提高净化效果。

处理一定时间后，废水缓冲区14内的水位达到一定高度，被水位感应器17感应到，将水位信号发送给控制器3，控制器3控制第二电磁阀20打开，废水缓冲区14内的水体便流进环形储水区42，然后根据需要，将第二排水管19上的开关阀打开，便可将水体排放出该装置内；废水缓冲区14内的水体排出后，水位下降，水位感应器17无法检测到水位信号，此时，控制器3控制抽风机15工作，使得废水缓冲区14内形成负压，加速吸附区13内的废水过滤，吸附区13内的废水不断进入废水缓冲区14，当水位感应器17再次检测到水位信号时，重复上述操作，即可实现加速吸附后的水体过滤的目的。