一种具有重金属离子吸附功能的污水过滤装置

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体为一种具有重金属离子吸附功能的污水过滤装置。

背景技术

污水处理的首要环节就是去除其中的重金属离子。

现有的用于分离污水中重金属离子的主要方法有电化学法、沉淀法、膜分离法和吸附法等，其中，吸附法是一种有效方便的方法，在处理重金属离子的过程中不产生二次污染，且其效果显著、设备简单，可适用于工业中大量废水的处理

吸附法通过向废水中添加絮凝剂，利用絮凝剂对废水中的重金属离子进行吸附沉降并祛除，而絮凝剂储存不当会产生结块，一旦絮凝剂结块，絮凝剂的效果就大打折扣，而现有的废水处理装置不具有对絮凝剂进行分散处理的功能，因此需要对其做出改进。

中国专利公开了“一种带有重金属吸附功能的废水处理装置”，公开号为CN216972095U，通过螺旋杆、锥齿轮、凸轮、搅拌杆、研磨滚轮、筛分板和过滤网的配合，实现能够在对废水进行处理时，对添加的絮凝剂进行过筛，并对其中结块的絮凝剂进行研磨，从而提高废水的絮凝效果，提高废水净化的作业效率。

现有技术虽然能够在絮凝剂投入废水前进行过筛和研磨，然而采用研磨滚轮在第二过滤网上直接进行研磨操作，容易将未打散的絮凝剂结块直接压入第二过滤网的滤孔内，造成过盈填充，使滤孔堵塞，且难以进行清理，影响其过滤功能，最终导致固定件内的絮凝剂无法投入箱体内，影响吸附效果；并且，一次性向同一位置投入大量絮凝剂，增大搅拌难度，降低混合反应的速率，进而影响污水处理效率。鉴于此，我们提出一种具有重金属离子吸附功能的污水过滤装置。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有重金属离子吸附功能的污水过滤装置，解决了现有废水处理装置的絮凝剂进料通道筛网容易堵塞，清理困难，且絮凝剂投料不均匀，影响处理效率的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有重金属离子吸附功能的污水过滤装置，包括有过滤筒，支撑架固定连接在所述过滤筒的外壁底部，导料装置设置在所述过滤筒一侧，用于导入和导出污水，并对污水进行酸碱度和重金属含量检测，搅拌装置设置在所述过滤筒上，用于搅匀污水和絮凝剂，使污水与絮凝剂充分反应，吸附污水中的重金属，打散装置设置在所述过滤筒和搅拌装置上，用于过滤絮凝剂，将凝结块筛选出来，并在搅拌装置工作时将凝结块打散投入过滤筒内，注酸孔贯穿所述过滤筒顶面且与过滤筒固定连接，注碱孔贯穿所述过滤筒顶面且与过滤筒固定连接，排污孔开设在所述过滤筒底部，活动门板铰接在所述过滤筒底面上，且所述活动门板将排污孔完全封堵。

优选的，所述导料装置包括有进水管、排水管、工作箱、主控器、控制面板、酸碱仪、水质检测仪，所述进水管和排水管均贯穿过滤筒且与过滤筒固定连接，所述进水管设置在排水管的上方，所述工作箱固定连接在过滤筒的外壁上，所述工作箱设置在进水管与排水管之间，所述进水管通过管卡固定安装在工作箱外壁顶面上，所述排水管通过管卡固定安装在工作箱外壁底面上，所述主控器固定安装在工作箱内壁上，所述控制面板固定安装在工作箱一侧外壁上，所述主控器与控制面板电性连接，所述酸碱仪固定安装在工作箱的内壁顶面上，所述酸碱仪的探针贯穿进水管并延伸至进水管内部，所述水质检测仪固定安装在工作箱的内壁底面上，所述水质检测仪的探针贯穿排水管并延伸至排水管中，所述酸碱仪和水质检测仪均与主控器电性连接。

优选的，所述搅拌装置包括有安装架、驱动电机、转轴、搅拌杆，所述安装架固定连接在过滤筒的外壁顶面上，所述驱动电机固定安装在安装架底面上，所述转轴贯穿过滤筒且通过轴承与过滤筒顶面转动连接，所述转轴位于过滤筒外的一端通过联轴器与驱动电机的输出端固定连接，所述搅拌杆均匀固定连接在转轴位于过滤筒内部的一段上。

优选的，所述打散装置包括有投料筒、过滤网二、齿环、齿轮、转杆、传动机构、活动杆、固定杆、横杆、刷毛，所述投料筒贯穿过滤筒顶面且与过滤筒转动连接，所述过滤网二固定安装在投料筒的底端内壁上，所述齿环固定套设在投料筒外壁上，所述齿轮固定套设在转轴上，所述齿环与齿轮啮合，所述转杆贯穿过滤网二且通过轴承与过滤网二转动连接，所述传动机构连接在转杆和转轴上，所述转杆通过传动机构与转轴传动连接，所述活动杆均匀固定连接在转杆位于投料筒内的一段上，所述固定杆均匀固定连接在投料筒内壁上，所述活动杆与固定杆交错设置，所述横杆固定连接在转杆底端上，所述刷毛均匀固定连接在横杆上，所述打散装置还包括有离心盘和撒料孔，所述离心盘固定连接在转杆底端上，所述撒料孔均匀开设在离心盘的环面上，所述离心盘直径大于投料筒的截面直径，这样设置确保从投料筒中洒落的絮凝剂能够掉落到离心盘中，从而利用离心力将絮凝剂均匀撒入过滤筒中，提升混合效果，且所述离心盘内壁底面为光滑弧面设置，这样设置使得离心盘上的絮凝剂能够沿斜面下滑至撒料孔并排出，避免部分絮凝剂残留在离心盘上，不仅难以清理，还容易因絮凝剂投入量不足影响污水处理效果。

优选的，所述导料装置还包括有过滤网一，所述过滤网一固定安装在排水管靠近过滤筒的一端内壁上，通过设置过滤网一，可以对排出液体进行过滤，避免部分尚未完全沉降的絮凝体跟随污水一起从排水管排出。

优选的，所述搅拌装置还包括有刮板，所述刮板固定连接在搅拌杆上，所述搅拌杆外壁与过滤筒内壁贴合，所述搅拌杆两侧为倾斜铲面设置，通过设置刮板，可以在搅拌过程中及时对过滤筒内壁进行清刮，避免絮凝体粘附在过滤筒内壁上，后期将污水排出后难以清理。

优选的，所述打散装置还包括有导料环、卡珠，所述导料环固定连接在投料筒顶部外壁上，通过设置导料环，增大投料筒开口大小，使投料更加轻松，避免传动机构遮挡投料筒部分开口，影响上料速率，所述卡珠均匀固定连接在导料环的底面上，所述卡珠卡接并滑动连接在过滤筒顶面开设的环形滑槽中，所述投料筒通过过滤网二和导料环转动连接在过滤筒顶部，将卡珠卡接并滑动连接在环形卡槽内，既可以对投料筒进行限位，又不会影响投料筒的转动，便于打散工作的进行。

优选的，所述横杆为柱形杆，所述横杆外壁光滑设置，通过设置柱形杆，并将横杆表面设置为光滑面，使得絮凝剂掉落至横杆上后，能够及时沿横杆表面滑落，避免部分絮凝剂停留在横杆上，无法掉落至污水中进行重金属吸附工作，所述刷毛的长度等于横杆与过滤网二顶面的最小距离，这样设置使得刷毛能够插入过滤网二的滤孔，从而将堵塞在滤孔中的絮凝剂结块挤出，使滤孔保持畅通。

优选的，所述过滤筒上开设有观察窗，通过设置观察窗，可以实时观察过滤筒内部吸附净化情况，以便于在净化完后，及时关闭驱动电机进行沉降，既可以减少耗能，还能提升工作效率，所述观察窗外表面上涂设有刻度线，通过设置刻度线，方便获取过滤筒内溶液体积，方便求出酸碱中和液的调配比以及絮凝剂的取用量。

优选的，所述过滤筒内壁底面为锥形凹面设置，所述排污孔设置在过滤筒的底面下凹最低处，将过滤筒底面设置为锥形凹面，使得沉降的絮凝体能够沿倾斜面下滑，最终滑落至排污孔顶部，在活动门板打开后，可以轻松将絮凝体从排污孔排出，方便进行排污操作。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种具有重金属离子吸附功能的污水过滤装置，具备以下有益效果：

1、本发明通过设置打散装置，在搅拌装置工作过程中，利用齿轮传动和传动机构传动，使投料筒与转杆异向转动，从而利用活动杆与固定杆相互运动挤压絮凝剂的凝结块，将凝结块打散并掉落至离心盘上，利用离心盘转动产生的离心力将絮凝剂均匀播撒在过滤筒内，提高反应效率，并在打散过程中通过转杆带动横杆转动，使刷毛不断清刷过滤网二的底面，将过盈压入过滤网二的凝结块推出，使过滤网二的滤孔保持畅通状态。

2、本发明通过设置导料装置，将污水从进水管注入过滤桶，并将过滤后的中水从排水管排出，利用酸碱仪检测注入的污水酸碱度，以便于根据污水酸碱度向污水内添加酸液或碱液进行中和，使污水中的酸碱度保持在适宜絮凝剂反应的值，增强絮凝剂对重金属离子的吸附效果，利用水质检测仪可以对排出的中水进行检测，确保排出的中水达到排放标准，避免对环境造成破坏。

3、本发明通过设置搅拌装置，利用驱动电机带动转轴转动，使搅拌杆转动对污水及絮凝剂进行充分搅拌，使污水中的重金属离子被絮凝剂充分吸收，达到净水目的，利用刮板持续对过滤筒内壁进行刮铲，避免絮凝体粘附在过滤筒内壁上，不利于后期清理。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的整体结构剖视图；

图3为本发明的导料装置示意图；

图4为本发明的导料装置剖视图；

图5为本发明的搅拌装置示意图；

图6为本发明的刮板结构放大图；

图7为本发明的打散装置示意图；

图8为本发明的投料筒剖视放大图。

图中：1、过滤筒；2、支撑架；3、导料装置；301、进水管；302、排水管；303、过滤网一；304、工作箱；305、主控器；306、控制面板；307、酸碱仪；308、水质检测仪；4、搅拌装置；401、安装架；402、驱动电机；403、转轴；404、搅拌杆；405、刮板；5、打散装置；501、投料筒；502、过滤网二；503、导料环；504、卡珠；505、齿环；506、齿轮；507、转杆；508、传动机构；509、活动杆；510、固定杆；511、横杆；512、刷毛；513、离心盘；514、撒料孔；6、观察窗；7、注酸孔；8、注碱孔；9、排污孔；10、活动门板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1-8所示，本发明提供的一种技术方案：

一种具有重金属离子吸附功能的污水过滤装置，包括有过滤筒1，支撑架2固定连接在过滤筒1的外壁底部，导料装置3设置在过滤筒1一侧，用于导入和导出污水，并对污水进行酸碱度和重金属含量检测，搅拌装置4设置在过滤筒1上，用于搅匀污水和絮凝剂，使污水与絮凝剂充分反应，吸附污水中的重金属，打散装置5设置在过滤筒1和搅拌装置4上，用于过滤絮凝剂，将凝结块筛选出来，并在搅拌装置4工作时将凝结块打散投入过滤筒1内。

进一步的是，过滤筒1上开设有观察窗6，通过设置观察窗6，可以实时观察过滤筒1内部吸附净化情况，以便于在净化完后，及时关闭驱动电机402进行沉降，既可以减少耗能，还能提升工作效率，观察窗6外表面上涂设有刻度线，通过设置刻度线，方便获取过滤筒1内溶液体积，方便求出酸碱中和液的调配比以及絮凝剂的取用量，注酸孔7贯穿过滤筒1顶面且与过滤筒1固定连接，注碱孔8贯穿过滤筒1顶面且与过滤筒1固定连接，排污孔9开设在过滤筒1底部，活动门板10铰接在过滤筒1底面上，且活动门板10将排污孔9完全封堵，过滤筒1内壁底面为锥形凹面设置，排污孔9设置在过滤筒1的底面下凹最低处，将过滤筒1底面设置为锥形凹面，使得沉降的絮凝体能够沿倾斜面下滑，最终滑落至排污孔9顶部，在活动门板10打开后，可以轻松将絮凝体从排污孔9排出，方便进行排污操作。

更进一步的是，导料装置3包括有进水管301、排水管302、工作箱304、主控器305、控制面板306、酸碱仪307、水质检测仪308，进水管301和排水管302均贯穿过滤筒1且与过滤筒1固定连接，进水管301设置在排水管302的上方，导料装置3还包括有过滤网一303，过滤网一303固定安装在排水管302靠近过滤筒1的一端内壁上，通过设置过滤网一303，可以对排出液体进行过滤，避免部分尚未完全沉降的絮凝体跟随污水一起从排水管302排出，工作箱304固定连接在过滤筒1的外壁上，工作箱304设置在进水管301与排水管302之间，进水管301通过管卡固定安装在工作箱304外壁顶面上，排水管302通过管卡固定安装在工作箱304外壁底面上，主控器305固定安装在工作箱304内壁上，控制面板306固定安装在工作箱304一侧外壁上，主控器305与控制面板306电性连接，酸碱仪307固定安装在工作箱304的内壁顶面上，酸碱仪307的探针贯穿进水管301并延伸至进水管301内部，水质检测仪308固定安装在工作箱304的内壁底面上，水质检测仪308的探针贯穿排水管302并延伸至排水管302中，酸碱仪307和水质检测仪308均与主控器305电性连接。

此外，搅拌装置4包括有安装架401、驱动电机402、转轴403、搅拌杆404，安装架401固定连接在过滤筒1的外壁顶面上，驱动电机402固定安装在安装架401底面上，转轴403贯穿过滤筒1且通过轴承与过滤筒1顶面转动连接，转轴403位于过滤筒1外的一端通过联轴器与驱动电机402的输出端固定连接，搅拌杆404均匀固定连接在转轴403位于过滤筒1内部的一段上，搅拌装置4还包括有刮板405，刮板405固定连接在搅拌杆404上，搅拌杆404外壁与过滤筒1内壁贴合，搅拌杆404两侧为倾斜铲面设置，通过设置刮板405，可以在搅拌过程中及时对过滤筒1内壁进行清刮，避免絮凝体粘附在过滤筒1内壁上，后期将污水排出后难以清理。

除此之外，打散装置5包括有投料筒501、过滤网二502、齿环505、齿轮506、转杆507、传动机构508、活动杆509、固定杆510、横杆511、刷毛512，投料筒501贯穿过滤筒1顶面且与过滤筒1转动连接，过滤网二502固定安装在投料筒501的底端内壁上，打散装置5还包括有导料环503、卡珠504，导料环503固定连接在投料筒501顶部外壁上，通过设置导料环503，增大投料筒501开口大小，使投料更加轻松，避免传动机构508遮挡投料筒501部分开口，影响上料速率，卡珠504均匀固定连接在导料环503的底面上，卡珠504卡接并滑动连接在过滤筒1顶面开设的环形滑槽中，投料筒501通过过滤网二502和导料环503转动连接在过滤筒1顶部，将卡珠504卡接并滑动连接在环形卡槽内，既可以对投料筒501进行限位，又不会影响投料筒501的转动，便于打散工作的进行，齿环505固定套设在投料筒501外壁上，齿轮506固定套设在转轴403上，齿环505与齿轮506啮合。

值得注意的是，转杆507贯穿过滤网二502且通过轴承与过滤网二502转动连接，传动机构508连接在转杆507和转轴403上，转杆507通过传动机构508与转轴403传动连接，活动杆509均匀固定连接在转杆507位于投料筒501内的一段上，固定杆510均匀固定连接在投料筒501内壁上，活动杆509与固定杆510交错设置，横杆511固定连接在转杆507底端上，刷毛512均匀固定连接在横杆511上，横杆511为柱形杆，横杆511外壁光滑设置，通过设置柱形杆，并将横杆511表面设置为光滑面，使得絮凝剂掉落至横杆511上后，能够及时沿横杆511表面滑落，避免部分絮凝剂停留在横杆511上，无法掉落至污水中进行重金属吸附工作，刷毛512的长度等于横杆511与过滤网二502顶面的最小距离，这样设置使得刷毛512能够插入过滤网二502的滤孔，从而将堵塞在滤孔中的絮凝剂结块挤出，使滤孔保持畅通。

值得说明的是，打散装置5还包括有离心盘513和撒料孔514，离心盘513固定连接在转杆507底端上，撒料孔514均匀开设在离心盘513的环面上，离心盘513直径大于投料筒501的截面直径，这样设置确保从投料筒501中洒落的絮凝剂能够掉落到离心盘513中，从而利用离心力将絮凝剂均匀撒入过滤筒1中，提升混合效果，且离心盘513内壁底面为光滑弧面设置，这样设置使得离心盘513上的絮凝剂能够沿斜面下滑至撒料孔514并排出，避免部分絮凝剂残留在离心盘513上，不仅难以清理，还容易因絮凝剂投入量不足影响污水处理效果。

本实施例中出现的传动机构508采用传统的皮带传动结构，包括有主动轮、从动轮和传动带，主动轮固定连接在转轴403上，从动轮固定连接在转杆507上，传动带套设在主动轮和传动轮上，从动轮通过传动带与主动轮传动连接，以上均为现有技术，本发明保护的内容也不涉及对皮带传动内部结构的改进，因此前文不作赘述。

本实施例中出现的主控器305可为计算机等起到控制的常规已知设备；控制面板306包括显示屏及交互按钮；酸碱仪307又称PH计、酸碱检测仪，是利用pH指示电极以电位法测定溶液pH值的仪器；水质检测仪308是专门针对水质的实时监测仪器，它能够对水中溶解性气体、有机物、无机物和重金属进行快速分析。

本实施例中出现的电器元件和设备均为本领域已知的现有设备，本发明保护的内容也不涉及对这些设备内部结构的改进，本实施例中出现的电器元件与设备均与220V市电电连接。

综上所述，该具有重金属离子吸附功能的污水过滤装置在使用时，将装置整体平稳安放在污水处理工位上，将进水管301与污水管道连通，并将排水管302堵塞，通过酸碱仪307检测进水管301内的污水pH值，并将检测值输送至控制面板306，操作人员根据控制面板306上显示的pH值，并根据观察窗6上显示的污水量，计算出需要用于中和酸碱度的酸液或碱液需求量，并通过注酸孔7或注碱孔8向过滤筒1内注入适量酸性溶液或碱性溶液，从而调整污水的pH值来优化絮凝剂的效果。

污水注入过滤筒1后，根据观察窗6上显示的污水量，取适量絮凝剂投入投料筒501内暂存，絮凝剂粉末通过过滤网二502掉落在离心盘513上，凝结的絮凝剂凝结块被过滤网二502过滤阻挡在投料筒501内。启动驱动电机402，驱动电机402带动转轴403转动，转轴403转动通过传动机构508传动使转杆507及离心盘513转动，利用离心力将离心盘513上的絮凝剂粉末均匀撒入过滤筒1内；转轴403转动带动搅拌杆404转动，搅动污水，使污水与絮凝剂充分混合，絮凝作用下，溶液中小分子通过吸附形成大分子，小颗粒通过架桥结合形成大颗粒，最后通过絮凝剂本身网捕卷扫作用加速沉降，达到去除非溶解态重金属的效果。

在进行搅拌混合过程中，转轴403转动带动齿轮506转动，齿轮506拨动齿环505使投料筒501反向转动，同时转轴403转动还通过传动机构508带动转杆507正向转动，从而使投料筒501与转杆507高速反向转动，使活动杆509与固定杆510相对运动，将阻挡在投料筒501内的絮凝剂凝结块打散为粉末状，打散后的絮凝剂通过过滤网二502落入离心盘513中，经撒料孔514洒落在过滤筒1中吸附污水中的重金属离子。

投料筒501与转杆507相对转动使横杆511相对投料筒501高速运动，从而使刷毛512高速清刷过滤网二502底面，及时将堵塞在滤孔中的絮凝剂凝结块挤压回投料筒501，使过滤网二502的滤孔始终保持畅通状态。

搅拌一定时间后，关闭驱动电机402使装置整体保持静止状态，静置一定时间后，通过观察窗6观察到过滤筒1内溶液浑浊度明显降低后，打开排水管302的阀门进行排水，并通过水质检测仪308检测排水管302内液体的重金属含量是否达标，若未达标则需及时关闭阀门，继续向过滤筒1内添加絮凝剂，重复上述步骤进行重金属吸附工作，若达标则可将处理后的中水排出进行二次利用。

观察到过滤筒1内液体排净后(液面与排水管302底面齐平)，将收集器皿摆放在排污孔9正下方，打开活动门板10，使沉淀的絮凝体通过排污孔9排出到收集器皿内，方便进行重金属的提取及回收利用。絮凝体排净后，关闭活动门板10，通过进水管301向过滤筒1内注入清水，对过滤筒1及其内部结构进行清洗，清洗完成后通过排污孔9将清洗液排出，将装置烘干并置于阴凉干燥处存放即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。