一种温敏性离子印迹吸附剂为填料的重金属回收装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种温敏性离子印迹吸附剂为填料的重金属回收装置，包括过滤设备、换热器、水冷塔、多个填料塔和多个储罐，过滤设备、换热器和多个填料塔通过串联管路依次连接；水冷塔、多个填料塔和多个储罐通过并联管路依次连接。本实用新型专利技术通过水冷塔和换热器配合实现冷、热水循环，实现升温时吸附，降温时脱附，即通过控制温度的变化来达到吸脱附金属离子的目的，并且金属离子印迹技术与填料塔的串

【技术实现步骤摘要】
一种温敏性离子印迹吸附剂为填料的重金属回收装置


[0001]本技术涉及水质污染物回收
，更具体的说是涉及一种温敏性离子印迹吸附剂为填料的重金属回收装置。

技术介绍

[0002]重金属离子是工业废水中的主要污染物之一。由于重金属污染具有持久性、不可降解性、毒性强等特点，在将其废物流排放到生态系统之前，必须将这些金属的浓度降低到设定的标准浓度以下。铅、镍、铜、铬、汞等重金属通过水体和土壤对动植物产生毒性作用且不可降解，进而通过食物链进入人体，对人体健康产生严重威胁。
[0003]在重金属废水处理领域，传统处理方法主要以化学法和物理法为主，受使用环境和其他因素的影响，目前化学法仍是处理重金属废水的主流工艺。虽然这些典型的工艺可以达到预期的处理效果，而且在长期的使用过程中也积累了很多经验，技术逐渐成熟稳定，但在处理过程中需要消耗大量的试剂，如果试剂量控制不当可能会造成二次污染；另外，传统工艺对设备能源的依赖性比较强，需要大量的电能作为支撑，这导致处理过程的经济性较差；除此之外，采用传统工艺处理重金属废水时，不仅需要严格控制反应条件，而且需要配套对应的辅助工艺来维持核心工艺的正常运转。也就是说现有去除水中重金属离子的吸附工艺中，主要问题在于吸附材料的选择和工艺优化两个方面：
[0004]传统吸附工艺中采用的物理吸附材料吸附效率低，尤其是对于低浓度的金属离子废水几乎没有吸附作用；化学吸附剂制备工艺复杂，易产生污染，且吸附结束后金属离子难以脱附，严重影响材料的循环使用。例如，中国专利号CN108793323B公开了一种综合环保法处理碱式碳酸钴工业废水回收钴金属工艺，其中使用离子交换树脂对目标金属离子进行多级吸附，直至水体达标排放，然而在离子交换柱饱和后需使用特定洗脱剂洗脱，循环几次后需使用再生剂溶液浸泡22
‑
24h后才能恢复其吸附能力，这不仅增加了处理成本，且处理工艺较为复杂，易对环境产生污染；
[0005]目前，温敏性离子印迹材料因其特殊机理而受到广泛关注，然而，已有的少量报道中的温敏性材料在制备和脱附环节均存在一些问题，如中国专利申请号CN201610939016.8公开了一种具有较高吸附能力的温敏型介孔印迹聚合物(DT
‑
IIP)，其可通过控制温度对复杂环境中存在的Cd(II)进行选择性分离，但是使用的纳米材料制作处理过程复杂；张航等采用硅藻作为基体材料，选取Cr(VI)离子为模板制备出的硅藻基Cr(VI)离子印迹吸附材料(DE/Cr(VI)
‑
IIP)，对Cr(VI)离子表现出高吸附率、高选择性和良好再生性，然而在脱附环节中需要用到酸性溶液才能对Cr(VI)离子进行洗脱，这无疑对环境产生了二次污染，不符合绿色化学的原则；
[0006]中国专利CN109761383B专利技术了一种重金属废水的回用兼处理方法及其回用兼处理系统，整个系统分为三个层级，可根据实际应用情况将每个层级单独作为重金属废水回用兼处理工艺模板，也可以三者串联对废水中金属离子进行分级处理，该方法可提高水的回用率及重金属的回收率，一定程度解决了重金属废水造成的环境污染和资源浪费问题，
然而，该工艺流程在串联处理过程中工况较为复杂，不同层级中需分别采取絮凝
‑
沉淀、吸附、超滤等多种类型的金属离子处理方式，这种多方式、多材料的混合处理模式不利于工艺流程的管理，不同材料的使用寿命不同，也会增加整个系统的维护成本，降低工艺流程的处理效率；
[0007]吸附法处理工业废水中重金属离子是一种经济、高效的方法，但现有的废水金属吸附工艺较为复杂，通常需要多种工艺串联，比如需要在处理流程中加入吸附剂再生工艺，以达到吸附剂循环利用的目的，此外，传统吸附工艺对设备体系庞大，设备之间连接复杂，能耗高，经济效益差，不符合绿色高效的发展理念。
[0008]因此，提供一种高效的温敏性离子印迹吸附剂为填料的重金属回收装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本技术提供了一种温敏性离子印迹吸附剂为填料的重金属回收装置，用于工业废水中金属离子的吸附和分离，可通过控制温度的变化来达到吸脱附金属离子的目的，实现对水体中不同金属离子单一吸附或多种离子逐级吸附，提高废水处理效率。
[0010]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0011]一种温敏性离子印迹吸附剂为填料的重金属回收装置，包括过滤设备、换热器、水冷塔、多个填料塔和多个储罐，所述过滤设备、所述换热器和多个所述填料塔通过串联管路依次连接；所述水冷塔、多个所述填料塔和多个所述储罐通过并联管路依次连接。
[0012]通过采取以上技术方案，本技术的有益效果：
[0013]通过水冷塔和换热器配合实现冷、热水循环，实现升温时吸附，降温时脱附，即通过控制温度的变化来达到吸脱附金属离子的目的，并且金属离子印迹技术与填料塔的串
‑
并联相结合，实现对水体中不同金属离子单一吸附或多种离子逐级吸附，提高废水处理效率。
[0014]进一步的，所述过滤设备与所述换热器分别通过第一管道、第二管道和第三管道连接相通，所述第一管道上安装有第一阀门，所述第二管道上安装有第二阀门和第一泵，所述第三管道上安装有第三阀门；所述换热器上安装有第一控制阀门；多个所述填料塔分别为第一填料塔、第二填料塔和第三填料塔，所述换热器与所述第一填料塔顶部通过第四管道连接相通，所述第四管道上安装有第四阀门；所述第一填料塔与所述第二填料塔通过第五管道连接相通，所述第五管道上安装有第五阀门；所述第二填料塔与所述第三填料塔通过第六管道连接相通，所述第六管道上安装有第六阀门；所述第三填料塔上安装有第七阀门。
[0015]进一步的，所述水冷塔通过主管道及多个支管道分别与多个所述填料塔连接相通，且所述主管道与多个所述支管道之间分别安装有第二泵，所述主管道上安装有第八阀门，多个所述支管道上分别安装有第九阀门；多个所述填料塔与多个所述储罐分别通过第七管道连接相通，且每个所述第七管道上均安装有第十阀门和第三泵；多个所述储罐上均安装有第二控制阀门。
[0016]进一步的，多个所述填料塔的外围均安装有平台爬梯。
[0017]由此可知，本技术提供了一种温敏性离子印迹吸附剂为填料的重金属回收装
置，与现有技术相较而言，本技术：
[0018]1)克服了传统方法去除重金属离子所需时间缓慢，效率低下等问题，通过阀门和泵的切换控制通路，实现换热器将废水升温进行吸附及水冷塔冷却去离子水进行脱附的自由切换，达到升温时吸附，降温时脱附的目的，提高吸、脱附速率同时，热交换用水也实现了多次重复利用，在处理效率和经济成本上存在巨大优势；
[0019]2)依据填料特性所设计出的串
‑
并联填料塔组，通过简单的管道阀门转换完成一套设备两种模式的吸脱附工艺，实现单一离子选择吸附或多种离子逐级吸附，并且通过简单的改变进料种类便可在同一个流程内完成吸附<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温敏性离子印迹吸附剂为填料的重金属回收装置，其特征在于，包括过滤设备、换热器、水冷塔、多个填料塔和多个储罐，所述过滤设备、所述换热器和多个所述填料塔通过串联管路依次连接；所述水冷塔、多个所述填料塔和多个所述储罐通过并联管路依次连接。2.根据权利要求1所述的一种温敏性离子印迹吸附剂为填料的重金属回收装置，其特征在于，所述过滤设备与所述换热器分别通过第一管道、第二管道和第三管道连接相通，所述第一管道上安装有第一阀门，所述第二管道上安装有第二阀门和第一泵，所述第三管道上安装有第三阀门；所述换热器上安装有第一控制阀门；多个所述填料塔分别为第一填料塔、第二填料塔和第三填料塔，所述换热器与所述第一填料塔顶部通过第四管道连接相通，所述第四管道上安装有第四阀门；所述第一填料塔与所述第二填料塔通过第五管道连接相通，...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹学琼，任少博，丁凯琪，刘威，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：新型
国别省市：