【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于廢水處理，更具體地說(shuō)，涉及多層分組式樹(shù)脂吸附濾池及其應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、隨著我國(guó)電子制造、新能源等戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，各類污染物的環(huán)境容量迅速縮減，并引發(fā)一系列環(huán)境健康問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)廢水的高效深度凈化成為促進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)清潔生產(chǎn)、綠色高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。
2、目前，樹(shù)脂吸附技術(shù)是重要的水污染物控制處理技術(shù)，通常基于靜電吸引或絡(luò)合配對(duì)作用機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)水體中目標(biāo)污染物的去除。但是，現(xiàn)有的樹(shù)脂吸附技術(shù)往往受限于床層的傳質(zhì)效率和吸附飽和周期，面對(duì)真實(shí)復(fù)雜工況缺乏適用裝備及控制方法，其性能往往不能滿足實(shí)際應(yīng)用需求。現(xiàn)有的大水量廢水處理裝置中主要存在的問(wèn)題為處理效率低，處理深度不足，并且處理成本高，具體如下：
3、(1)處理效率低：吸附固定床技術(shù)一般對(duì)于廢水的過(guò)流速度有明確的限制，過(guò)快的吸附流速會(huì)導(dǎo)致吸附濾料與污染物的接觸時(shí)間不足，無(wú)法充分截留和吸附污染物。因此，為了提高吸附精度，往往需要降低吸附流速，進(jìn)而損失一部分處理能力，造成處理效率低下。
4、(2)處理深度不足：對(duì)于吸附流化床或吸附膨脹床類型的反應(yīng)器，雖然可以大幅提升廢水的過(guò)流速度，提升處理能力，但也面臨吸附不充分、不穩(wěn)定等挑戰(zhàn)，從而導(dǎo)致處理深度難以保證。
5、(3)處理成本高：樹(shù)脂吸附工藝的運(yùn)行成本主要受制于吸附周期、脫附頻次、化學(xué)品及電力的消耗等。而吸附特性決定，吸附出水中的目標(biāo)污染物含量在時(shí)間和空間上是分配不均的，吸附早期的出水污染物濃度極低(遠(yuǎn)低于排放要求)，而臨近穿透的出水污染物濃度則迅速攀升，極大限制了吸附運(yùn)行周期并增
6、以水體中氟污染物處理為例，為了解決廢水處理效率和處理深度的問(wèn)題，申請(qǐng)?zhí)?02110947130.6，申請(qǐng)日2021年8月18日提交的中國(guó)專利技術(shù)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種含氟礦井水深度除氟的u型吸附濾池及應(yīng)用，該專利申請(qǐng)基于改性金屬負(fù)載型濾料的開(kāi)發(fā)，在吸附濾池的進(jìn)出水側(cè)分別設(shè)布水墻并設(shè)置高低落差，布水墻中上部設(shè)有滲水孔，布水墻之間設(shè)有u型槽體，u型槽體通過(guò)若干承托柱設(shè)置在吸附濾池上，進(jìn)水側(cè)的布水墻和u型槽體之間、u型槽體底部和承托柱之間、u型槽體和出水側(cè)的布水墻之間均填充有錳鈦改性沸石濾料。通過(guò)u型落差設(shè)計(jì)，減少耗能，占地面積小，彌補(bǔ)了常規(guī)濾池占地面大、運(yùn)行能耗高的缺點(diǎn)。
7、但是，上述專利申請(qǐng)主要通過(guò)開(kāi)發(fā)吸附濾料，提高吸附精度，并通過(guò)u型落差，減少電力能耗，對(duì)于吸附過(guò)程本身并未做出優(yōu)化，對(duì)于吸附材料的穿透特性，吸附出水氟化物的時(shí)間和空間分配不均問(wèn)題也未做考量。且濾料為一次性使用，濾池出水超標(biāo)后即需進(jìn)行濾料的全部更換，無(wú)法實(shí)現(xiàn)原位的再生和循環(huán)使用。
8、此外，申請(qǐng)?zhí)?01120324819.5，申請(qǐng)日2011年8月25日提交的中國(guó)技術(shù)專利申請(qǐng)公開(kāi)了分組式樹(shù)脂吸附機(jī)組，包括多個(gè)吸附分離柱，每?jī)蓚€(gè)吸附分離柱歸屬于一個(gè)吸附裝置組合，每個(gè)吸附裝置組合還包括儲(chǔ)罐和上行輸送管，上行輸送管配置有泵，上行輸送管上端連接儲(chǔ)罐下端通過(guò)管路系統(tǒng)連接進(jìn)料分管，進(jìn)料分管連接進(jìn)料總管，儲(chǔ)罐同樹(shù)脂吸附分離柱上端分別通過(guò)導(dǎo)管連接。通過(guò)各組吸附裝置組合之間的管道連接和閥門(mén)控制實(shí)現(xiàn)各組吸附裝置之間的串聯(lián)和并聯(lián)連接，但是為了實(shí)現(xiàn)該功能，需要額外采用多個(gè)樹(shù)脂柱，多個(gè)樹(shù)脂柱的運(yùn)行方式操作繁瑣，水頭壓力損失嚴(yán)重，導(dǎo)致處理能力不足、投資成本增加、不同吸附柱間吸附周期不同步導(dǎo)致的運(yùn)行調(diào)控不便等諸多問(wèn)題，并且吸附出水需要存儲(chǔ)后異位混合，仍面臨吸附出水中污染物在時(shí)間與空間上分配不均的挑戰(zhàn)。
9、為解決上述一系列樹(shù)脂吸附處理技術(shù)的制約問(wèn)題，亟需開(kāi)發(fā)一種具備高吸附性能，高處理效率，低運(yùn)行成本，可原位再生的樹(shù)脂吸附濾池及其控制方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、1.要解決的問(wèn)題
2、針對(duì)現(xiàn)有樹(shù)脂吸附技術(shù)處理效率低、出水水質(zhì)時(shí)間/空間分布不均、水頭壓力損失大以及處理成本高等問(wèn)題，本專利技術(shù)提供多層分組式樹(shù)脂吸附濾池及其應(yīng)用。通過(guò)創(chuàng)造性地提出對(duì)樹(shù)脂吸附濾池上下同時(shí)進(jìn)水，中部出水原位混合的運(yùn)行方式，并且通過(guò)控制上部固定床和下部膨脹床的進(jìn)水流量配比，調(diào)控綜合吸附出水中目標(biāo)污染物在空間和時(shí)間上的濃度分布，確保濾池處理深度的同時(shí)，充分發(fā)揮床層樹(shù)脂材料的吸附效能，延長(zhǎng)運(yùn)行周期；此外，利用分格設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)原位串、并聯(lián)切換，大幅提高吸附濾池的處理能力，節(jié)約脫附劑等化學(xué)品的消耗，從而節(jié)約運(yùn)行成本。
3、2.技術(shù)方案
4、為了解決上述問(wèn)題，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案如下：
5、一方面，本專利技術(shù)提供了一種多層分組式樹(shù)脂吸附濾池，包括濾池本體，濾池本體內(nèi)部由隔板分成第一反應(yīng)單元和第二反應(yīng)單元，第一反應(yīng)單元內(nèi)自上而下設(shè)置有第一固定床反應(yīng)區(qū)和第一膨脹床反應(yīng)區(qū)，第一固定床反應(yīng)區(qū)與第一膨脹床反應(yīng)區(qū)之間設(shè)置有第一通道，第一固定床反應(yīng)區(qū)和第一膨脹床反應(yīng)區(qū)的出水在第一通道內(nèi)原位混合；
6、第二反應(yīng)單元內(nèi)自上而下設(shè)置有第二固定床反應(yīng)區(qū)和第二膨脹床反應(yīng)區(qū)，第二固定床反應(yīng)區(qū)與第二膨脹床反應(yīng)區(qū)之間設(shè)置有第二通道，第二固定床反應(yīng)區(qū)和第二膨脹床反應(yīng)區(qū)的出水在第二通道內(nèi)原位混合，第一通道和第二通道上均設(shè)置有出水口。
7、優(yōu)選地，所述第一反應(yīng)單元和第二反應(yīng)單元頂部設(shè)置有布水裝置。
8、優(yōu)選地，所述第一反應(yīng)單元頂部設(shè)置有第一布水器，第一反應(yīng)單元底部設(shè)置有第三布水器；第二反應(yīng)單元頂部設(shè)置有第二布水器，第二反應(yīng)單元底部設(shè)置有第四布水器，第一通道和第二通道內(nèi)均設(shè)置有導(dǎo)流板和溢流堰，以實(shí)現(xiàn)固定床反應(yīng)區(qū)和膨脹床反應(yīng)區(qū)的出水的原位混合，并控制出水流速的穩(wěn)定，其中溢流堰橫跨寬度d1與導(dǎo)流板底部收口跨度d2之比為1.0到7.0之間。
9、優(yōu)選地，所述第一膨脹床反應(yīng)區(qū)與第一固定床反應(yīng)區(qū)之間的高度比為1.2～1.5，第二膨脹床反應(yīng)區(qū)與第二固定床反應(yīng)區(qū)之間的高度比為1.2～1.5。
10、更優(yōu)選地，所述第一通道的高度不小于10cm，和/或所述第二通道的高度不小于10cm。
11、優(yōu)選地，所述第一膨脹床反應(yīng)區(qū)底部設(shè)置有透水磚層，第一膨脹床反應(yīng)區(qū)底部的透水磚層與第一反應(yīng)單元底部之間形成第一空腔，第三布水器設(shè)置于第一空腔內(nèi)部；
12、第二膨脹床反應(yīng)區(qū)底部設(shè)置有透水磚層，第二膨脹床反應(yīng)區(qū)底部的透水磚層與第二反應(yīng)單元底部之間形成第二空腔，第四布水器設(shè)置于第二空腔內(nèi)部。
13、更優(yōu)選地，所述第一固定床反應(yīng)區(qū)和第二固定床反應(yīng)區(qū)底部均設(shè)置有透水磚層。
14、優(yōu)選地，第一布水器通過(guò)第一布水管道與進(jìn)水池相連，在第一布水管道上設(shè)置有第一布水閥門(mén)；第二布水器通過(guò)第二布水管道與進(jìn)水池相連，在第二布水管道上設(shè)置有第二布水閥門(mén)；
15、第三布水器通過(guò)第三布水管道與進(jìn)水池相連，在第三布水管道上設(shè)置有第三布水閥門(mén)；第四布水器與通過(guò)第四布水管道與進(jìn)水池相連，在第四布水管道上設(shè)置有第四布水閥門(mén)。
16、優(yōu)選地，所述第一布水管道與第二布水管道本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種多層分組式樹(shù)脂吸附濾池，其特征在于：包括濾池本體(100)，濾池本體(100)內(nèi)部由隔板分成第一反應(yīng)單元(110)和第二反應(yīng)單元(120)，第一反應(yīng)單元(110)內(nèi)自上而下設(shè)置有第一固定床反應(yīng)區(qū)(110A)和第一膨脹床反應(yīng)區(qū)(110B)，第一固定床反應(yīng)區(qū)(110A)與第一膨脹床反應(yīng)區(qū)(110B)之間設(shè)置有第一通道(110C)，第一固定床反應(yīng)區(qū)(110A)和第一膨脹床反應(yīng)區(qū)(110B)的出水在第一通道(110C)內(nèi)原位混合；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多層分組式樹(shù)脂吸附濾池，其特征在于：所述第一反應(yīng)單元(110)頂部設(shè)置有第一布水器(1101)，第一反應(yīng)單元(110)底部設(shè)置有第三布水器(1102)；第二反應(yīng)單元(120)頂部設(shè)置有第二布水器(1201)，第二反應(yīng)單元(120)底部設(shè)置有第四布水器(1202)，第一通道(110C)和第二通道(120C)內(nèi)均設(shè)置有導(dǎo)流板和溢流堰，以實(shí)現(xiàn)固定床反應(yīng)區(qū)和膨脹床反應(yīng)區(qū)的出水的原位混合，并控制出水流速的穩(wěn)定，其中溢流堰橫跨寬度D1與導(dǎo)流板底部收口跨度D2之比為1.0到7.0之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多層分組式樹(shù)脂吸附濾池，其特征在于：所述第一膨脹床反應(yīng)區(qū)(110B)底部設(shè)置有透水磚層(1310)，第一膨脹床反應(yīng)區(qū)(110B)底部的透水磚層與第一反應(yīng)單元(110)底部之間形成第一空腔(110D)，第三布水器(1102)設(shè)置于第一空腔(110D)內(nèi)部；
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多層分組式樹(shù)脂吸附濾池，其特征在于：第一布水器(1101)通過(guò)第一布水管道(1410)與進(jìn)水池(200)相連，在第一布水管道(1410)上設(shè)置有第一布水閥門(mén)(201)；第二布水器(1201)通過(guò)第二布水管道(1420)與進(jìn)水池(200)相連，在第二布水管道(1420)上設(shè)置有第二布水閥門(mén)(202)；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多層分組式樹(shù)脂吸附濾池，其特征在于：所述第一布水管道(1410)與第二布水管道(1420)通過(guò)上進(jìn)水管(210)與進(jìn)水池(200)相連，在上進(jìn)水管(210)上設(shè)置有第一進(jìn)水閥門(mén)(301)；
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的一種多層分組式樹(shù)脂吸附濾池，其特征在于：所述第一通道(110C)和第二通道(120C)的出水口處設(shè)置有監(jiān)測(cè)儀，用于監(jiān)測(cè)水中目標(biāo)污染物濃度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多層分組式樹(shù)脂吸附濾池，其特征在于：所述目標(biāo)污染物包括但不限于氟離子。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多層分組式樹(shù)脂吸附濾池，其特征在于：濾池外部還設(shè)置有脫附劑儲(chǔ)罐(400)和再生劑儲(chǔ)罐(500)，脫附劑儲(chǔ)罐(400)通過(guò)管道經(jīng)由脫附泵與第一布水器(1101)和第二布水器(1201)相連通，再生劑儲(chǔ)罐(500)通過(guò)管道經(jīng)由再生泵與第一布水器(1101)和第二布水器(1201)相連通，在脫附劑儲(chǔ)罐(400)與第一布水器(1101)和第二布水器(1201)相連通的管道上設(shè)置有酸液暫存池(800)，用于儲(chǔ)存并補(bǔ)充混合樹(shù)脂再生過(guò)程中消耗的循環(huán)酸液。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的一種多層分組式樹(shù)脂吸附濾池在污染物處理中的應(yīng)用，其特征在于：所述應(yīng)用的方法包括：通過(guò)第一反應(yīng)單元和第二反應(yīng)單元頂部和底部設(shè)置的布水裝置，分別以流速Q(mào)上和Q下同時(shí)向?yàn)V池進(jìn)行上進(jìn)水和下進(jìn)水，使得第一反應(yīng)單元內(nèi)填充的吸附材料形成第一固定床反應(yīng)區(qū)和第一膨脹床反應(yīng)區(qū)，第二反應(yīng)單元內(nèi)填充的吸附材料形成第二固定床反應(yīng)區(qū)和第二膨脹床反應(yīng)區(qū)，第一固定床反應(yīng)區(qū)和第一膨脹床反應(yīng)區(qū)的出水在第一通道內(nèi)原位混合后排出，第二固定床反應(yīng)區(qū)和第二膨脹床反應(yīng)區(qū)的出水在第二通道內(nèi)原位混合后排出。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的應(yīng)用，其特征在于：所述污染物為含氟廢水，具體應(yīng)用方法包括以下步驟：
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的應(yīng)用，其特征在于：在濾池執(zhí)行吸附操作時(shí)，濾池內(nèi)部的第一反應(yīng)單元和第二反應(yīng)單元采用并聯(lián)或串聯(lián)吸附形式，并且能夠在并聯(lián)/串聯(lián)之間切換；在濾池執(zhí)行脫附操作時(shí)，濾池內(nèi)部的第一反應(yīng)單元和第二反應(yīng)單元采用串聯(lián)脫附形式。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的應(yīng)用，其特征在于：所述脫附為水洗-脫附過(guò)程，具體操作如下：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種多層分組式樹(shù)脂吸附濾池，其特征在于：包括濾池本體(100)，濾池本體(100)內(nèi)部由隔板分成第一反應(yīng)單元(110)和第二反應(yīng)單元(120)，第一反應(yīng)單元(110)內(nèi)自上而下設(shè)置有第一固定床反應(yīng)區(qū)(110a)和第一膨脹床反應(yīng)區(qū)(110b)，第一固定床反應(yīng)區(qū)(110a)與第一膨脹床反應(yīng)區(qū)(110b)之間設(shè)置有第一通道(110c)，第一固定床反應(yīng)區(qū)(110a)和第一膨脹床反應(yīng)區(qū)(110b)的出水在第一通道(110c)內(nèi)原位混合；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多層分組式樹(shù)脂吸附濾池，其特征在于：所述第一反應(yīng)單元(110)頂部設(shè)置有第一布水器(1101)，第一反應(yīng)單元(110)底部設(shè)置有第三布水器(1102)；第二反應(yīng)單元(120)頂部設(shè)置有第二布水器(1201)，第二反應(yīng)單元(120)底部設(shè)置有第四布水器(1202)，第一通道(110c)和第二通道(120c)內(nèi)均設(shè)置有導(dǎo)流板和溢流堰，以實(shí)現(xiàn)固定床反應(yīng)區(qū)和膨脹床反應(yīng)區(qū)的出水的原位混合，并控制出水流速的穩(wěn)定，其中溢流堰橫跨寬度d1與導(dǎo)流板底部收口跨度d2之比為1.0到7.0之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多層分組式樹(shù)脂吸附濾池，其特征在于：所述第一膨脹床反應(yīng)區(qū)(110b)與第一固定床反應(yīng)區(qū)(110a)之間的高度比為1.2～1.5，第二膨脹床反應(yīng)區(qū)(120b)與第二固定床反應(yīng)區(qū)(120a)之間的高度比為1.2～1.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多層分組式樹(shù)脂吸附濾池，其特征在于：所述第一膨脹床反應(yīng)區(qū)(110b)底部設(shè)置有透水磚層(1310)，第一膨脹床反應(yīng)區(qū)(110b)底部的透水磚層與第一反應(yīng)單元(110)底部之間形成第一空腔(110d)，第三布水器(1102)設(shè)置于第一空腔(110d)內(nèi)部；
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多層分組式樹(shù)脂吸附濾池，其特征在于：第一布水器(1101)通過(guò)第一布水管道(1410)與進(jìn)水池(200)相連，在第一布水管道(1410)上設(shè)置有第一布水閥門(mén)(201)；第二布水器(1201)通過(guò)第二布水管道(1420)與進(jìn)水池(200)相連，在第二布水管道(1420)上設(shè)置有第二布水閥門(mén)(202)；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多層分組式樹(shù)脂吸附濾池，其特...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳晨，呂振華，張煒銘，汪林，牛志華，趙君倩，馮向文，趙昕，邵燕，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇南大環(huán)保科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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