一种净化水装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种净化水装置，包括第一容器、第一导流管、过滤柱、第二导流管和第二容器，第一容器顶部开口，底部与第一导流管的一端连通，第一导流管的另一端与过滤柱的一端连通，过滤柱的另一端与第二导流管的一端连通，第二导流管的另一端与第二容器连通，过滤层包括质量比为1:3的氢氧化锆与二氧化硅组成的混合物。本发明通过利用氧化锆具有选择性吸附水中磷酸根、硫酸根和氟离子的特性达到净化水的功能，并且使用后，可通过解吸附作用高效回收氢氧化锆。
【专利说明】
一种净化水装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及污水处理领域，特别涉及一种净化水装置。
【背景技术】
[0002]硫酸根、磷酸根和氟离子都是化工生产中常见的阴离子，他们的存在对生产和环境会带来巨大危害，污染水质。目前工业上用于除去水中硫酸根、磷酸根和氟离子的主要方法有化学沉淀法、电絮凝法、生物法和吸附法。而化学沉淀法和生物法的净化效率的比较低，电絮凝法则会增加成本，能耗大。吸附法不仅效率高，吸附材料还可循环利用。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本发明提供了一种净化水装置，包括第一容器、第一导流管、过滤柱、第二导流管和第二容器，第一容器顶部开口，底部与第一导流管的一端连通，第一导流管的另一端与过滤柱的一端连通，过滤柱的另一端与第二导流管的一端连通，第二导流管的另一端与第二容器连通，第一容器、过滤柱和第二容器从上至下设置，过滤层包括质量比为I: 3的氢氧化锆与二氧化硅组成的混合物。
[0004]本发明的净化水装置中，污水从第一容器通过第一导流管进入到过滤柱，在过滤柱中通过微米级氢氧化锆与二氧化硅的混合物时，氢氧化锆选择性地吸附了水中的磷酸根、硫酸根和氟离子，经过过滤后的水通过第二导流管进入到第二容器中，在第二容器内得到净化水。微米级氢氧化锆与二氧化硅的质量比选为1:3，可以有效降低净化压力，延长氢氧化锆的寿命。
[0005]在一些实施方式中，微米级氢氧化锆为镂空结构，其中镂空孔的孔径为1.8?2.8nm；孔容为0.18?0.28cm3/g；比表面积为350?680m2/g；粒径为6μπι彡Diq彡 12μπι，23μπι彡D5o<28ym，45ym<D1<85ym。由此，氢氧化错的吸附容量可达0.8mol/g?2.0mol/g，提高吸附净化效率。
[0006]在一些实施方式中，二氧化硅的粒径为90?ΙΟΟμπι。由于氢氧化锆选择了微米级的，二氧化硅也选择微米级并且尺寸略大于氢氧化锆的，以不影响氢氧化锆的吸附面积。
[0007]在一些实施方式中，第一导流管与第二导流管错位分布，第一导流管与第二导流管分别靠近于过滤柱的一端。由此，可以增加水在过滤柱中的路程，增长水与氢氧化锆的接触时间，利于充分吸附。
[0008]在一些实施方式中，还包括恒流栗，恒流栗设在第一导流管的顶部，与第一导流管连接，将水从第二容器抽到第一容器。由此，通过恒流栗的作用，污水从第二容器通过第二导流管进入到过滤柱，在过滤柱中通过微米级氢氧化锆与二氧化硅的混合物时，氢氧化锆选择性地吸附了水中的磷酸根、硫酸根和氟离子，经过过滤后的水通过第一导流管进入到第一容器中，在第一容器内得到净化水。把净化水的方向通过恒流栗从上至下改成了下至上，避免了从上至下净化水过程中，由于重力作用，水流速度无法控制而导致污水未被充分过滤。
[0009]在一些实施方式中，还包括第一检漏装置，第一检漏装置与第二容器连通。
[0010]在一些实施方式中，还包括第二检漏装置，第二检漏装置与第一容器连通。
[0011]由此，当净化水方向是从上至下时，第一检漏装置与第二容器连通，当净化水方向是从下至上时，第二检漏装置与第一容器连通。通过检漏装置可检测经过过滤后的水的磷酸根、硫酸根及氟离子含量，从而判断何时需要更换氢氧化锆与二氧化硅的混合物，或者通过解吸附作用高效回收氢氧化锆。
【附图说明】
[0012]图1为本发明一种实施方式的净化装置示意图；
[0013]图2为本发明另一种实施方式的净化装置原理图；
[0014]图3为本发明又一种实施方式的净化装置的原理图；
[0015]图4为本发明再一种实施方式的净化装置的原理图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0017]实施例1
[0018]如图1所示，本发明的净化水装置中，从上到下分别是用于盛放污水的第一容器I和盛放净水的第二容器5、起导流作用的第一导流管2和第二导流管4、装有过滤吸附物的过滤柱3。第一容器I顶部开口，底部与第一导流管2的一端连通，第一导流管2的另一端与过滤柱3的一端连通，过滤柱3的另一端与第二导流管4的一端连通，第二导流管4的另一端与第二容器5连通，过滤层包括质量比为1:3的氢氧化锆与二氧化硅组成的混合物。微米级氢氧化锆为镂空结构，其中镂空孔的孔径为1.8?2.8nm;孔容为0.18?0.28cm3/g；比表面积为350 ?680m2/g;粒径为12ym，23ym^iD5()^i28ym，45ym^iDi()^i85ym。该氢氧化错的吸附容量可达0.8mol/g?2.0mol/g，提高吸附净化效率。混合物中，二氧化硅的粒径为90?ΙΟΟμπι。由于氢氧化锆选择了微米级的，二氧化硅也选择微米级并且尺寸略大于氢氧化锆的，以不影响氢氧化锆的吸附面积。在净化水的过程中，由于重力作用，污水从第一容器中通过第一导流管I进入过滤柱2中，污水中的硫酸根、磷酸根、氟离子会被氢氧化锆吸附，其吸附原理是通过氢氧化锆微粒表面的羟基与出?047即0427?0437肥0473042—/^—的离子交换作用达到吸附净化水体作用。然后净化后的净水通过第二导流管4进入到第二容器5中，完成整个净化过程。本发明的净化水装置简单、节能。
[0019]实施例2
[0020]在实施例1的基础上，为了吸附的过程更加充分，第一导流管2与第二导流管4错位分布，第一导流管2与第二导流管4分别靠近于过滤柱3的一端，如图2所示。由此，可以增加水在过滤柱中的路程，增长水与氢氧化锆的接触时间，利于充分吸附。
[0021]实施例3
[0022]如图3所示，为了使净化速度可控，在实施例2的基础上，在第一导流管2的顶部装有恒流栗，恒流栗与第一导流管连接，将水从下往上抽。这样，净化水的方向便由从上至下变成了从下至上。在净化水的过程中，由于恒流栗的作用，污水从第二容器5中通过第二导流管4进入过滤柱2中，污水中的硫酸根、磷酸根、氟离子会被氢氧化锆吸附，然后净化后的净水通过第一导流管2进入到第一容器I中，完成整个净化过程。在本实施例中，污水经恒流栗以10ml/min的速度通过过滤柱3。
[0023]实施例4
[0024]如图4所示，为了清楚过滤混合物何时失效而需要更换，在实施例3的基础上，还包括第二检漏装置6，第二检漏装置6与第一容器I连通。第二检漏装置6检测经过过滤后的水的磷酸根、硫酸根及氟离子含量，若测得磷酸根、硫酸根及氟离子的浓度超出一定的值，例如超出0.6mmol/g，即表示过滤混合物需要更换。
[0025]在其它实施方式中，还包括第一检漏装置，第一检漏装置装在实施例1或2的净水装置中，第一检漏装置与第二容器5相连。第一检漏装置与第二检漏装置的作用相同。
[0026]实施例5
[0027]采用实施例4中的装置对水中的硫酸根、磷酸根、氟离子进行过滤，得到HS04—、S042—离子的去除率为98%，!^04—、即042—、？043—的去除率为98.6%，F—的去除率为97.4%。
[0028]实施例6
[0029]本发明的的氢氧化锆可通过解吸附的方式回收重复利用，其方法如下:将使用后的混合物在80°C下，用IL含0.05mol/L氢氧化钠溶液浸泡40min后抽滤，然后用去离子水洗涤2次得到滤渣，然后将滤渣与去离子水混合调成悬浊液，再用醋酸调节其pH值为酸性，使其恢复对硫酸根的高吸附活性，然后抽滤得到滤渣使用60°C的水洗涤固体3次，完成氢氧化锆的回收。
[0030]以上所述的仅是本发明的一些实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的创造构思的前提下，还可以做出其它变形和改进，都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种净化水装置，其特征在于，包括第一容器(I)、第一导流管(2)、过滤柱(3)、第二导流管(4)和第二容器(5)，所述第一容器(I)的顶部开口，所述第一容器(I)的底部与所述第一导流管(2)的一端连通，所述第一导流管(2)的另一端与所述过滤柱(3)的一端连通，所述过滤柱(3)的另一端与所述第二导流管(4)的一端连通，所述第二导流管(4)的另一端与所述第二容器(5)连通，所述第一容器(I)、所述过滤柱(3)和所述第二容器(5)从上至下依次设置，所述过滤柱(3)中包括微米级的过滤层，所述过滤层包括质量比为1:3的氢氧化锆与二氧化硅组成的混合物。2.根据权利要求1所述的净化水装置，其特征在于，所述氢氧化锆为镂空结构，其中所述氢氧化锆镂空孔的孔径为1.8?2.8nm;孔容为0.18?0.28cm3/g ；比表面积为350?680m2/gJ4gS6ym^iD1^il2ym，23ym^iD5o^i28ym，45ym^iD1^i85ym03.根据权利要求2所述的净化水装置，其特征在于，所述二氧化硅的粒径为90?ΙΟΟμπι。4.根据权利要求3所述的净化水装置，其特征在于，所述第一导流管(2)与所述第二导流管(4)错位分布，第一导流管(2)与第二导流管(4)分别靠近于过滤柱(3)的一端。5.根据权利要求4所述的净化水装置，其特征在于，还包括恒流栗(6)，所述恒流栗(6)设在第一导流管(4)的顶部，所述恒流栗(6)与第一导流管(4)连接，将水从第二容器(5)抽到第一容器(I)。6.根据权利要求4所述的净化水装置，其特征在于，还包括第一检漏装置，所述第一检漏装置与第二容器(5)连通。7.根据权利要求5所述的净化水装置，其特征在于，还包括第二检漏装置(6)，所述第二检漏装置(6)与第一容器(I)连通。
【文档编号】C02F1/28GK105967263SQ201610488685
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】何颖
【申请人】何颖