去除工业水中杂质的装置和方法

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其是涉及一种去除工业水中杂质的装置和方法。

背景技术

近年来，随着工业化和城镇化的加速，采矿、冶金、化工、制革、电镀、电子等行业迅速发展，排放了大量重金属污染物，加之不合理的堆放和填埋，重金属污染物不断进入水体中，使水体悬浮物、沉积物和水生生物中的重金属含量急剧增加，我国属于发展中国家，在经济快速发展的同时，也面临着严重的重金属废水污染问题，因此，加强重金属废水污染监测、防治和治理尤为重要，有效去除废水中重金属成为当前迫切的任务。

现有对含重金属废水的处理设备中通常将多种处理方法相结合，以达到良好的去除重金属的效果，但是，现有技术中，需要多种反应才能够将废水中的重金属去除，从而达到排放标准，这种方案效率较为低下。

因此，提出一种可以有效提高工业水中杂质去除效率的方案成为本领域亟待解决的问题。

需要说明的是，公开于本申请背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种去除工业水中杂质的装置和方法，用于解决现有技术中工业水杂质去除方案效率低下的问题。

为了解决以上技术问题，本发明提出了一种去除工业水中杂质的装置，包括：

进水泵，其被配置为输送工业水至微滤膜系统；

微滤膜系统，其被配置为去除所述工业水中的悬浮物；

树脂过滤器，其被配置为吸附所述工业水中的重金属；

排水泵，其被配置为排出经过处理的工业水值工业水管网中。

可选地，所述微滤膜系统为管式微滤膜系统。

可选地，所述管式微滤膜系统中包括管式微滤膜，所述管式微滤膜的孔径为0.2μm，压差为36-45psi。

可选地，所述树脂过滤器中设置有氨基苯酚改性螯合树脂，所述氨基苯酚改性螯合树脂用于吸附所述工业水中的铜和铁。

可选地，所述氨基苯酚改性螯合树脂占所述树脂过滤器体积的83％-92％。

可选地，所述氨基苯酚改性螯合树脂根据所述工业水的特性制备。

可选地，所述氨基苯酚改性螯合树脂通过以下方式制备：

将2,4-二羟基苯乙酮:甲醛:草酸(质量分数3％)按摩尔比1:0.9:0.9～1:1.2:1.2的比例放入反应釜中，反应釜在常压下加热至101～107℃，反应25～28h；

反应结束后螯合树脂自然冷却至室温，过滤，用石油醚清洗所述螯合树脂2～3次，用清水清洗所述螯合树脂3～5次，然后在45～49℃的干燥箱内烘干1～2h；

所述螯合树脂冷却后，按照螯合树脂:氨基苯酚:N,N-二甲基甲酰胺体积比1:0.2:21～1:0.4:29放入机械搅拌器中，在转速为66～75转/min的所述机械搅拌器中反应120～170min，反应结束后过滤，在56～59℃的鼓风干燥箱内烘干1～2h，冷却后制备得到所述氨基苯酚改性螯合树脂。

可选地，所述树脂过滤器为一内部具有容置空间的结构。

可选地，所述工业水从所述树脂过滤器的底部进入，自下而上流出所述树脂过滤器。

可选地，还包括：

提升泵，其被配置为将所述微滤膜系统中工业水输出至树脂过滤器中。

基于同一发明构思，本发明还提出一种去除工业水中杂质的方法，利用上述特征描述中任一项所述的去除工业水中杂质的装置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提出的去除工业水中杂质的装置，杂质去除的流程简单，需要的生产和运行成本较低，有效提高了工业水杂质的去除效率，且消耗的资源较少，去除重金属后工业水可以再次回用于生产，进一步起到节约资源的目的。

2、氨基苯酚改性螯合树脂根据工业水的水质水量情况制备，开发出经济、高效的处理工艺，生产运行成本低，充分体现了节能减排的效果，是环境友好型的绿色生产工艺。

本发明提出的去除工业水中杂质的方法，与所述去除工业水中杂质的装置属于同一发明构思，因此具有相同的有益效果，在此不做赘述。

附图说明

图1为本发明实施例提出的一种去除工业水中杂质的装置的结构示意图；

1-进水泵，2-管式微滤膜系统，3-提升泵，4-树脂过滤器，5-氨基苯酚改性螯合树脂，6-排水泵。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

请参考图1，本发明实施例提出了一种去除工业水中杂质的装置，包括：

进水泵，其被配置为输送工业水至微滤膜系统；

微滤膜系统，其被配置为去除所述工业水中的悬浮物；

树脂过滤器，其被配置为吸附所述工业水中的重金属；

排水泵，其被配置为排出经过处理的工业水值工业水管网中。

与现有技术不同之处在于，本发明提出的去除工业水中杂质的装置，杂质去除的流程简单，需要的生产和运行成本较低，有效提高了工业水杂质的去除效率，且消耗的资源较少，去除重金属后工业水可以再次回用于生产，进一步起到节约资源的目的。

具体地，在本发明实施例中，所述微滤膜系统为管式微滤膜系统。

具体地，在本发明实施例中，所述管式微滤膜系统中包括管式微滤膜，所述管式微滤膜的孔径为0.2μm，压差为36-45psi。

具体地，在本发明实施例中，所述树脂过滤器中设置有氨基苯酚改性螯合树脂，所述氨基苯酚改性螯合树脂用于吸附所述工业水中的铜和铁。

具体地，在本发明实施例中，所述氨基苯酚改性螯合树脂占所述树脂过滤器体积的83％-92％。

具体地，在本发明实施例中，所述氨基苯酚改性螯合树脂根据所述工业水的特性制备。氨基苯酚改性螯合树脂根据工业水的水质水量情况制备，开发出经济、高效的处理工艺，生产运行成本低，充分体现了节能减排的效果，是环境友好型的绿色生产工艺。

具体地，在本发明实施例中，所述氨基苯酚改性螯合树脂通过以下方式制备：

将2,4-二羟基苯乙酮:甲醛:草酸(质量分数3％)按摩尔比1:0.9:0.9～1:1.2:1.2的比例放入反应釜中，反应釜在常压下加热至101～107℃，反应25～28h；

反应结束后螯合树脂自然冷却至室温，过滤，用石油醚清洗所述螯合树脂2～3次，用清水清洗所述螯合树脂3～5次，然后在45～49℃的干燥箱内烘干1～2h；

所述螯合树脂冷却后，按照螯合树脂:氨基苯酚:N,N-二甲基甲酰胺体积比1:0.2:21～1:0.4:29放入机械搅拌器中，在转速为66～75转/min的所述机械搅拌器中反应120～170min，反应结束后过滤，在56～59℃的鼓风干燥箱内烘干1～2h，冷却后制备得到所述氨基苯酚改性螯合树脂。

具体地，在本发明实施例中，所述树脂过滤器为一内部具有容置空间的结构。

具体地，在本发明实施例中，所述工业水从所述树脂过滤器的底部进入，自下而上流出所述树脂过滤器。

具体地，在本发明实施例中，所述去除工业水中杂质的装置还包括：

提升泵，其被配置为将所述微滤膜系统中工业水输出至树脂过滤器中。

为了便于本领域技术人员更好地理解本申请的方案，以下结合三个具体的示例来进行详细说明：

实施例1

假设所述工业水水质悬浮物为102mg/L，总铜为2.6mg/L，总铁为5.1mg/L。

所述工业水通过进水泵进入管式微滤膜系统。管式微滤膜膜孔径为0.2μm，压差为36psi。管式微滤膜系统具有良好的去除悬浮物的效果。经过管式微滤膜，所述工业水水质悬浮物为12mg/L，总铜为2.3mg/L，总铁为4.8mg/L。

工业水通过提升泵进入树脂过滤器，树脂过滤器内部装有氨基苯酚改性螯合树脂。工业水从树脂过滤器的底部进入塔内，自下而上流出。整个树脂过滤器中氨基苯酚改性螯合树脂占整个树脂过滤器体积的83％，工业水在塔中的停留时间为27min。氨基苯酚改性螯合树脂有吸附的重金属功能，可以降低工业水中的铜和铁含量。

本发明的氨基苯酚改性螯合树脂根据工业水的特性制备而成。1)聚合反应:将2,4-二羟基苯乙酮:甲醛:草酸(质量分数3％)按摩尔比1:0.9:0.9的比例放入反应釜中，反应釜在常压下加热至101℃，反应25h；2)螯合树脂的清洗:反应结束后螯合树脂自然冷却至室温，过滤，用石油醚清洗螯合树脂2次，用清水清洗螯合树脂3次，然后在45℃的干燥箱内烘干1h；3)聚合物修饰:螯合树脂冷却后，按照螯合树脂:氨基苯酚:N,N-二甲基甲酰胺体积比1:0.2:21放入机械搅拌器中，在转速为66转/min的搅拌器中反应120min，反应结束后过滤，在56℃的鼓风干燥箱内烘干1h，冷却后制备得到氨基苯酚改性螯合树脂。氨基苯酚改性螯合树脂在水溶胀率为1.32，在25℃下对铜离子吸附容量为0.218mmol/g(标准溶液测试)。在25℃下对铁离子吸附容量为0.316mmol/g(标准溶液测试)。

经过树脂过滤器后，工业水中的悬浮物为8mg/L，总铜为0.1mg/L，总铁为0.1mg/L。水质达到工业水用水标准，通过排水泵重新进入工业水管网。

实施例2

假设所述工业水水质悬浮物为212mg/L，总铜为7.8mg/L，总铁为13.2mg/L。

所述工业水通过进水泵进入管式微滤膜系统。管式微滤膜膜孔径为0.2μm，压差为45psi。管式微滤膜系统具有良好的去除悬浮物的效果。经过管式微滤膜，所述工业水水质悬浮物为19mg/L，总铜为7.4mg/L，总铁为12.7mg/L。

工业水通过提升泵进入树脂过滤器，树脂过滤器内部装有氨基苯酚改性螯合树脂。工业水从树脂过滤器的底部进入塔内，自下而上流出。整个树脂过滤器中氨基苯酚改性螯合树脂占整个树脂过滤器体积的92％，工业水在塔中的停留时间为35min。氨基苯酚改性螯合树脂有吸附的重金属功能，可以降低工业水中的铜和铁含量。

本发明的氨基苯酚改性螯合树脂根据工业水的特性制备而成。1)聚合反应:将2,4-二羟基苯乙酮:甲醛:草酸(质量分数3％)按摩尔比1:1.2:1.2的比例放入反应釜中，反应釜在常压下加热至107℃，反应28h；2)螯合树脂的清洗:反应结束后螯合树脂自然冷却至室温，过滤，用石油醚清洗螯合树脂3次，用清水清洗螯合树脂5次，然后在49℃的干燥箱内烘干2h；3)聚合物修饰:螯合树脂冷却后，按照螯合树脂:氨基苯酚:N,N-二甲基甲酰胺体积比1:0.2～0.4:21～29放入机械搅拌器中，在转速为75转/min的搅拌器中反应170min，反应结束后过滤，在59℃的鼓风干燥箱内烘干2h，冷却后制备得到氨基苯酚改性螯合树脂。氨基苯酚改性螯合树脂在水溶胀率为1.53，在25℃下对铜离子吸附容量为0.315mmol/g(标准溶液测试)。在25℃下对铁离子吸附容量为0.412mmol/g(标准溶液测试)。

经过树脂过滤器后，工业水中的悬浮物为12mg/L，总铜为0.2mg/L，总铁为0.2mg/L。水质达到工业水用水标准，通过排水泵重新进入工业水管网。

实施例3

假设所述工业水水质悬浮物为155mg/L，总铜为5.2mg/L，总铁为9.1mg/L。

所述工业水通过进水泵进入管式微滤膜系统。管式微滤膜膜孔径为0.2μm，压差为40psi。管式微滤膜系统具有良好的去除悬浮物的效果。经过管式微滤膜，所述工业水水质悬浮物为15mg/L，总铜为5.7mg/L，总铁为9.7mg/L。

工业水通过提升泵进入树脂过滤器，树脂过滤器内部装有氨基苯酚改性螯合树脂。工业水从树脂过滤器的底部进入塔内，自下而上流出。整个树脂过滤器中氨基苯酚改性螯合树脂占整个树脂过滤器体积的83～92％，工业水在塔中的停留时间为31min。氨基苯酚改性螯合树脂有吸附的重金属功能，可以降低工业水中的铜和铁含量。

本发明的氨基苯酚改性螯合树脂根据工业水的特性制备而成。1)聚合反应:将2,4-二羟基苯乙酮:甲醛:草酸(质量分数3％)按摩尔比1:1:1.1的比例放入反应釜中，反应釜在常压下加热至103℃，反应27h；2)螯合树脂的清洗:反应结束后螯合树脂自然冷却至室温，过滤，用石油醚清洗螯合树脂2～3次，用清水清洗螯合树脂4次，然后在47℃的干燥箱内烘干1h；3)聚合物修饰:螯合树脂冷却后，按照螯合树脂:氨基苯酚:N,N-二甲基甲酰胺体积比1:0.3:26放入机械搅拌器中，在转速为71转/min的搅拌器中反应155min，反应结束后过滤，在58℃的鼓风干燥箱内烘干1h，冷却后制备得到氨基苯酚改性螯合树脂。氨基苯酚改性螯合树脂在水溶胀率为1.41，在25℃下对铜离子吸附容量为0.276mmol/g(标准溶液测试)。在25℃下对铁离子吸附容量为0.389mmol/g(标准溶液测试)。

经过树脂过滤器后，工业水中的悬浮物为10mg/L，总铜为0.1mg/L，总铁为0.2mg/L。水质达到工业水用水标准，通过排水泵重新进入工业水管网。

基于同一发明构思，本发明实施例还提出一种去除工业水中杂质的方法，利用上述特征描述中任一项所述的去除工业水中杂质的装置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提出的去除工业水中杂质的装置，杂质去除的流程简单，需要的生产和运行成本较低，有效提高了工业水杂质的去除效率，且消耗的资源较少，去除重金属后工业水可以再次回用于生产，进一步起到节约资源的目的。

2、氨基苯酚改性螯合树脂根据工业水的水质水量情况制备，开发出经济、高效的处理工艺，生产运行成本低，充分体现了节能减排的效果，是环境友好型的绿色生产工艺。

本发明提出的去除工业水中杂质的方法，与所述去除工业水中杂质的装置属于同一发明构思，因此具有相同的有益效果，在此不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。