【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污水处理领域，具体涉及一种具有锆改性阴离子交换树脂的除磷装置。
技术介绍
1、磷是生命体不可或缺的重要元素，而含磷污水的超标排放会导致水体富营养化，引起的一系列的水生态环境的破坏问题。目前污水除磷的主要方法有生物法、化学法和吸附法。生物法除磷依赖于微生物的代谢作用，对环境要求高，水质变化对除磷效果影响较大。化学法除磷则需要投加大量化学试剂，成本较高，同时会产生大量污泥，难以处理。吸附法操作简单，成本低廉，环境友好，同时对不同浓度的含磷污水，尤其是低浓度下的含磷污水处理效果较好，是一种极具前景的技术。
2、目前阴离子交换树脂吸附剂的形态主要为粉末状，在工程应用中存在难使用、易流失和难回收等问题，而大颗粒或球状大孔阴离子交换树脂直接装填到过滤容腔中又存在除磷效率低、除磷速度慢等问题；基于此，本专利技术需要对现有除磷装置进行改进。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种具有锆改性阴离子交换树脂的除磷装置，能快速吸附污水中的磷，除磷速度快且除磷效率稳定。
3、(二)技术方案
4、本专利技术的技术方案如下：
5、一种具有锆改性阴离子交换树脂的除磷装置，其包括固定支架和过滤框，过滤框安装于固定支架上；所述过滤框内可拆卸地安装一个树脂装填模块，树脂装填模块的厚度为2-10cm，且包括第一侧面和第二侧面，所述第一侧面上密布满蜂窝状过滤孔道，过滤孔道沿树脂装填模块的厚度方
6、根据本专利技术的较佳实施例，所述锆改性阴离子交换树脂为锆改性大孔型强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂。
7、根据本专利技术的较佳实施例，所述锆改性阴离子交换树脂的制备方法如下：s1、取一定量的大孔型强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂(缩写为d201树脂)，在浓度为2-4mol/l的盐酸中浸泡1-3小时，用去离子洗涤三次以上，接着使用2-4mol/l氢氧化钠溶液浸泡1-3小时，使用去离子水清洗，清洗至上清液ph为中性，将树脂置于40-60℃下烘干；
8、s2、将经s1处理的树脂与浓度为0.1-0.3mol/l的氯氧化锆溶液混合，使用氢氧化钠调节ph＞10，在恒温45-55℃下振荡8-12h使树脂负载锆；振荡结束后，过滤，置于恒温箱中60℃-80℃热处理8-12h即得锆改性阴离子交换树脂。
9、根据本专利技术的较佳实施例，所述树脂装填模块是由第一组装件和第二组装件组合而成，第一组装件上成型有所述过滤孔道，第二组装件对应所述过滤孔道设有组装孔；第二组装件与第一组装件对接组装后形成内部具有空腔的盒体结构，在所述盒体结构内设有加热电缆，加热电缆绕设在各过滤孔道的外壁面上；所述盒体结构的周侧面设有接线孔。
10、优选地，所述树脂装填模块为陶瓷材质、不锈钢、玻璃钢或塑料制成。
11、根据本专利技术的较佳实施例，所述树脂装填模块可拆卸地组装于过滤框，过滤框可拆卸地安装于固定支架；过滤框的侧面设有梯形组装部，固定支架对应所述梯形组装部设有梯形滑槽，使过滤框与固定支架易于组装和拆卸。
12、根据本专利技术的较佳实施例，所述固定支架成对地水平安装，且所述固定支架上设有供多个过滤框组装的梯形滑槽，使在垂直高度方向上能够组装多个过滤框达到对含磷污水进行深度除磷的目的。
13、根据本专利技术的较佳实施例，位于最上层的梯形滑槽安装一个水平放置的不锈钢过滤网以阻挡较大的不溶物，防止堵塞下层的过滤框。
14、根据本专利技术的较佳实施例，所述过滤框的数量可以根据含磷污水中磷含量来确定，优选为3-5个。
15、当含磷量偏高时，可增加过滤框的数量，反之，则减少过滤框的数量；随着除磷使用时间延长，最上层的过滤框8中的锆改性阴离子交换树脂4对磷酸根离子吸附饱和后，可将处于最上层的过滤框8拆卸掉，将第二层过滤框8上移，在底层补加一个新的过滤框8；新的过滤框8为更换了新的盛装有锆改性阴离子交换树脂4的树脂装填模块6的过滤框。
16、(三)有益效果
17、本专利技术的具有锆改性阴离子交换树脂的除磷装置可用于水处理的除磷工艺环节，其包括如下几个技术效果：
18、1、通过对阴离子交换树脂负载锆离子极大的阴离子交换树脂对磷的吸附效能，得到锆改性阴离子交换树脂，提高了其对磷的选择性吸附性能与磷吸附容量。
19、2、选择的阴离子交换树脂为大孔强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂(d201)，进一步提高了阴离子交换树脂对磷的吸附容量和吸附速度及除磷效率。
20、3、对盛装阴离子交换树脂的板框进行了改进。传统的盛装阴离子交换树脂的板框为一个盒体，两个侧面设有不锈钢过滤网，内部装填球状的大孔阴离子交换树脂填料(粒径在1.2mm以上)，在吸附水中磷酸根离子时，水流的冲击会导致球状大孔阴离子交换树脂填料在盒体内跳动/翻滚，与水流中的磷酸根传质作用较差，除磷效果不理想。
21、本专利技术通过对板框改进，提供新设计的树脂装填模块，在树脂装填模块上设有蜂窝状填装更细(0.15-0.35mm)的锆改性阴离子交换树脂，一方面可使用粒径更小的阴离子交换树脂，其比表面积更大，有利于吸附，另一方面利用蜂窝状过滤孔道的渐变式缩小的内径，以逐渐增大水流滤过的压力，限制了阴离子交换树脂的可活动空间，强化了离子传质效应，增强锆改性阴离子交换树脂对磷酸盐的吸附作用，并且还减少了阴离子交换树脂的装填量(过滤孔道内只装填60-85％的容积)，有利于节省阴离子交换树脂成本。
22、其中树脂装填模块为可多次使用的模块结构，其制成后可反复使用以便节省成本，使用后，只需更换其所装填的阴离子交换树脂，而装填过程可采用机械自动化装填。置换出来的已吸附饱和的阴离子交换树脂，可经再生处理后，进行装填和二次利用。
23、4、在树脂装填模块内设有保温的加热电缆，绕设在各过滤孔道的外壁面上，可通过电加热对过滤孔道内的含磷污水进行升温以强化离子交换和增强锆改性阴离子交换树脂对磷酸盐的吸附作用，达到深度除磷的目的。
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1.一种具有锆改性阴离子交换树脂的除磷装置，其特征在于，其包括固定支架和过滤框，过滤框安装于固定支架上；所述过滤框内可拆卸地安装一个树脂装填模块，树脂装填模块的厚度为2-10cm，且包括第一侧面和第二侧面，所述第一侧面上密布满蜂窝状过滤孔道，过滤孔道沿树脂装填模块的厚度方向延伸并到达第二侧面，且所述过滤孔道的内径沿树脂装填模块的厚度方向为渐变式缩小或先渐变式缩小至最小内径后再扩大；所述过滤孔道的内径最大值为8-12mm，内径最小值为2-4mm；所述过滤孔道填充0.15-0.35mm的锆改性阴离子交换树脂，填充量为过滤孔道容积的60-85％；在所述树脂装填模块的第一侧面和第二侧面上复合无纺布以封堵过滤孔道的开口避免锆改性阴离子交换树脂漏出。
2.根据权利要求1所述的除磷装置，其特征在于，所述锆改性阴离子交换树脂为锆改性大孔型强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂。
3.根据权利要求2所述的除磷装置，其特征在于，所述锆改性阴离子交换树脂的制备方法如下：
4.根据权利要求1-3任一项所述的除磷装置，其特征在于，所述树脂装填模块是由第一组装件和第二组装件组合而成
5.根据权利要求4所述的除磷装置，其特征在于，所述树脂装填模块为陶瓷、金属、玻璃钢或塑料制成。
6.根据权利要求1所述的除磷装置，其特征在于，所述树脂装填模块可拆卸地组装于过滤框，过滤框可拆卸地安装于固定支架；过滤框的侧面设有梯形组装部，固定支架对应所述梯形组装部设有梯形滑槽，使过滤框与固定支架易于组装和拆卸。
7.根据权利要求6所述的除磷装置，其特征在于，所述固定支架成对地水平安装，且所述固定支架上设有供多个过滤框组装的梯形滑槽，使在垂直高度方向上能够组装多个过滤框。
8.根据权利要求7所述的除磷装置，其特征在于，位于最上层的梯形滑槽安装一个水平放置的不锈钢过滤网以阻挡较大的不溶物，防止堵塞下层的过滤框。
9.根据权利要求7所述的除磷装置，其特征在于，所述过滤框的数量为3-5个。
...【技术特征摘要】
1.一种具有锆改性阴离子交换树脂的除磷装置，其特征在于，其包括固定支架和过滤框，过滤框安装于固定支架上；所述过滤框内可拆卸地安装一个树脂装填模块，树脂装填模块的厚度为2-10cm，且包括第一侧面和第二侧面，所述第一侧面上密布满蜂窝状过滤孔道，过滤孔道沿树脂装填模块的厚度方向延伸并到达第二侧面，且所述过滤孔道的内径沿树脂装填模块的厚度方向为渐变式缩小或先渐变式缩小至最小内径后再扩大；所述过滤孔道的内径最大值为8-12mm，内径最小值为2-4mm；所述过滤孔道填充0.15-0.35mm的锆改性阴离子交换树脂，填充量为过滤孔道容积的60-85％；在所述树脂装填模块的第一侧面和第二侧面上复合无纺布以封堵过滤孔道的开口避免锆改性阴离子交换树脂漏出。
2.根据权利要求1所述的除磷装置，其特征在于，所述锆改性阴离子交换树脂为锆改性大孔型强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂。
3.根据权利要求2所述的除磷装置，其特征在于，所述锆改性阴离子交换树脂的制备方法如下：
4.根据权利要求1-3任一项所述的除磷装置，其特征在于，所述树脂装填模块是由第一组装件和第二组装件组...
【专利技术属性】
技术研发人员：李再兴，王楠楠，高玮，刘蕊，韩严和，马雪娇，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：
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