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含有復合吸附劑的螺旋氣浮納米離子曝氣系統(tǒng)

697   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:江蘇利然環(huán)??萍加邢薰?nbsp; 
2023-11-27 16:49:35
權(quán)利要求書: 1.一種含有復合吸附劑的螺旋氣浮納米離子曝氣系統(tǒng),其特征在于,包括箱體(100),所述箱體(100)從上至下具有四層結(jié)構(gòu);所述箱體(100)第一層從左到右依次串聯(lián)設置有第一氣泵(210)、第一止逆閥(910)、第一容器(400)、第二止逆閥(920),并且通過第一管道(310)連通,所述第一容器(400)內(nèi)放有復合吸附劑;所述箱體(100)第二層從左到右依次串聯(lián)設置有第二氣泵(220)、第三止逆閥(930)、第二容器(500)、第四止逆閥(940),并且通過第二管道(320)連通;所述箱體(100)第三層從左到右依次串聯(lián)設置有第三氣泵(230)、第五止逆閥(950)、第三容器(600)、第六止逆閥(960),并且通過第三管道(330)連通;所述箱體(100)第四層從左到右依次串聯(lián)設置有第四氣泵(240)、第七止逆閥(970)、離子發(fā)生器(700)、第八止逆閥(980),并且通過第四管道(340)連通;

所述第一管道(310)、所述第二管道(320)、所述第三管道(330)和所述第四管道(340)通過并聯(lián)方式匯合至第五管道(350);所述第五管道(350)貫穿所述箱體(100)底部右側(cè),與設于水下且水平放置的排氣管(300)頂部連通;所述排氣管(300)底部每隔2米間隔設置有曝氣器(800);

所述復合吸附劑的制備方法包括如下步驟:

(1)將硼酸和硫脲、硫粉加入去離子水中,隨后進行攪拌反應,反應完成后冷卻至室溫,得到固體產(chǎn)物;隨后將所述固體產(chǎn)物進行抽濾、水洗、干燥,接著在惰性氣體條件下煅燒,得到多孔氮化硼;

(2)將步驟(1)中得到的多孔氮化硼加入氫氧化鈉溶液中,然后進行超聲分散,洗滌、干燥,得到羥基化多孔氮化硼;

(3)將步驟(2)中得到的羥基化多孔氮化硼加入到蒸餾水中,混合均勻,隨后加入戊二醛、殼聚糖、乙酸溶液,進行攪拌反應,反應完成后加入氫氧化鈉溶液,隨后進行抽濾、洗滌、干燥,得到殼聚糖改性多孔氮化硼;

(4)將步驟(3)中得到的殼聚糖改性多孔氮化硼加入去離子水,隨后加入高錳酸鉀、十二烷基磺酸鈉,進行攪拌反應,然后進行抽濾、水洗、干燥,得到所述復合吸附劑;

所述第二容器(500)內(nèi)設置有第一攪拌槳(510),所述第一攪拌槳與第一電機(520)的轉(zhuǎn)動軸連接;所述第二容器(500)內(nèi)放有芽孢底改顆粒;

所述第三容器(600)內(nèi)設置有第二攪拌槳(610),所述第二攪拌槳(610)與第二電機(620)的轉(zhuǎn)動軸連接;所述第三容器(600)內(nèi)放有腐敗希瓦氏菌、地衣芽孢桿菌、適冷假單胞菌中的一種或多種;

所述曝氣器(800)包括從上至下依次連通的曝氣器頂部(810)、曝氣器殼體(820)、曝氣器底部(830)、曝氣頭(840);所述曝氣器頂部(810)為螺紋結(jié)構(gòu),與所述排氣管(300)底部螺紋連接;所述曝氣器殼體(820)為從上至下內(nèi)徑逐漸變大的圓錐結(jié)構(gòu);所述曝氣器底部(830)為凸型球狀結(jié)構(gòu);

所述曝氣頭(840)包括曝氣頭殼體(841),所述曝氣頭殼體(841)為從上至下內(nèi)徑逐漸變大的圓錐結(jié)構(gòu);所述曝氣頭殼體(841)內(nèi)腔設有導流槽(842),所述導流槽(842)的形狀為螺旋結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含有復合吸附劑的螺旋氣浮納米離子曝氣系統(tǒng),其特征在于,步驟(1)中所述硼酸和所述硫脲的摩爾比為2:1;所述硫粉的用量為硼酸與硫脲總質(zhì)量的5?15%;所述攪拌溫度為80 90℃,所述攪拌時間為2 4h;所述惰性氣體為氮氣,所述煅~ ~燒溫度為800?1300℃,煅燒時間為3?5h;步驟(2)中所述氫氧化鈉溶液的濃度為0.5?1mol/L;所述超聲分散的時間為2?4h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含有復合吸附劑的螺旋氣浮納米離子曝氣系統(tǒng),其特征在于,步驟(3)中所述羥基化多孔氮化硼、戊二醛、殼聚糖、乙酸溶液、氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為100:15?20:30?40:40?60:30?40,所述攪拌溫度為50?70℃,攪拌時間為30?60min;所述乙酸溶液的濃度為0.5?1mol/L;所述氫氧化鈉溶液的濃度為0.5?1mol/L;步驟(4)中所述殼聚糖改性多孔氮化硼、十二烷基磺酸鈉、高錳酸鉀的質(zhì)量比為100:1?3:0.5?1;所述攪拌反應的溫度為30?40℃,反應時間為5?8h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含有復合吸附劑的螺旋氣浮納米離子曝氣系統(tǒng),其特征在于,所述箱體(100)第一層外部設有第一開關(guān)(211),所述第一開關(guān)(211)與所述第一氣泵(210)相連接;所述箱體(100)第二層層外部設有第二開關(guān)(221),所述第二開關(guān)(221)與所述第二氣泵(220)相連接;所述箱體(100)第三層外部設有第三開關(guān)(231),所述第三開關(guān)(231)與所述第三氣泵(230)相連接;所述箱體(100)第四層外部設有第四開關(guān)(241),所述第四開關(guān)(241)與所述第四氣泵(240)相連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含有復合吸附劑的螺旋氣浮納米離子曝氣系統(tǒng),其特征在于,所述曝氣頭(840)的個數(shù)為3個,在所述曝氣器底部(830)呈圓周陣列分布,并且朝外傾斜。

說明書: 一種含有復合吸附劑的螺旋氣浮納米離子曝氣系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種含有復合吸附劑的螺旋氣浮納米離子曝氣系統(tǒng)。背景技術(shù)[0002] 隨著人們物質(zhì)水平的不斷提高,在發(fā)展的同時,人們已經(jīng)不滿足于僅僅單純發(fā)展經(jīng)濟,更多的是朝著可持續(xù)性發(fā)展的方向去踐行。[0003] 目前水體污染的方式有很多,一些生活用水、造紙和食品工業(yè)污水中含有蛋白質(zhì)、油脂、碳水化合物、木質(zhì)素等有機物。這類物質(zhì)隨污水進入水體后,在微生物對它們的分解過程中,需要消耗水體中的溶解氧,使水體含氧減少,從而影響魚類和其它生物的生長繁殖。當水中的溶解氧耗盡后,水中的有機物即產(chǎn)生厭氧消化,生成甲烷、硫化氫等,使水體出現(xiàn)臭味,危害水生生物的生存。一些行業(yè)施用磷肥、氮肥的農(nóng)田水含有氮、磷、鉀等營養(yǎng)物,大量的這類污水排入水體,使營養(yǎng)物質(zhì)增多,引起藻類及其它浮游生物暴發(fā)性繁殖,消耗掉水中的溶解氧。還有一些化工產(chǎn)業(yè)排出劇毒污染物,主要是重金屬、氰化物、氟化物和難分解的有機污染物,它們都富集在生物體中,危害人類健康。[0004] 礦冶、機械制造、化工、電子、儀表等工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的重金屬廢水含有鉻、鎘、銅、汞、鎳、鋅等重金屬離子,對水體污染嚴重,對人類危害大。廢水中的重金屬是各種常用水處理方法不能分解破壞的,而只能轉(zhuǎn)移它們的存在位置和轉(zhuǎn)變它們的物理化學狀態(tài)。如果用含有重金屬離子的污泥和廢水作為肥料和灌溉農(nóng)田,會使土壤受污染,造成農(nóng)作物中及進入水體后造成水生生物中重金屬離子的富集,通過食物鏈對人體產(chǎn)生嚴重危害。

[0005] 現(xiàn)階段比較流行的污水處理裝置有曝氣設備,曝氣設備促進水中的氧快速運動,達到分解水中氧化物等的目的。使用曝氣對污水進行處理,能夠很大程度上減輕污水處理的壓力。有效的污水處理,有利于美化城市環(huán)境,營造適合居住、旅游、休閑的城市氛圍,保證城市的可持續(xù)發(fā)展能力,維持自然生態(tài)環(huán)境的平衡。[0006] 中國專利CN213977163U公開了一種離子疊加納米曝氣污水處理裝置,包括超微納米曝氣裝置、離子發(fā)生器和風機。在使用中,風機將外界空氣通過三通管分別導入離子發(fā)生器和超微納米曝氣裝置的曝氣主管中,經(jīng)離子發(fā)生器處理的帶有負離子的氣體導入超微納米曝氣裝置中,并隨風機導入的外界空氣一同打入水中,完成曝氣過程,帶有負離子的氣體與水中污染物質(zhì)結(jié)合實現(xiàn)沉降去污。該專利結(jié)構(gòu)簡易,且能快速、有效降解污染物和有害物質(zhì)。但是裝置比較單一,僅僅依靠物理性曝氣過程處理污水很難達到很好的效果,不能夠有效治理水體中的重金屬、有機物;并且該曝氣裝置作用范圍過小,在現(xiàn)實河水污染治理過程中,因為河水的面積過廣,該裝置無法對水體實現(xiàn)大范圍的治理,作用效果不明顯。[0007] 根據(jù)市場的需要,亟需一種污水處理系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠深度處理污水的污染,能夠多方面高效處理治理水體中的重金屬、有機物,達到凈化水體效果,而且能夠在不同體量和環(huán)境的水體中做到污水治理區(qū)域廣,能多方位高效治理水體污染。發(fā)明內(nèi)容[0008] 針對上述缺點,本發(fā)明提供了一種含有復合吸附劑的螺旋氣浮納米離子曝氣系統(tǒng)。本發(fā)明采用復合吸附劑、微生物和納米氣泡曝氣多種污水處理方式,對水中的重金屬進行高效吸附,對水中的有機物進行分離,有機物分離后被微生物吞噬干凈,同時系統(tǒng)中納米離子氣浮氣控技術(shù)使水中產(chǎn)生大量表面呈負電荷狀態(tài)的納米氣泡,能夠?qū)ξ廴疚锂a(chǎn)生較強的吸附作用,能夠深度處理水體的污染;并且本發(fā)明采用的螺旋結(jié)構(gòu)曝氣器能夠?qū)⒒旌蠚怏w朝著不同方向曝氣,曝氣距離更遠,污水治理的區(qū)域更廣。[0009] 為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:[0010] 一種含有復合吸附劑的螺旋氣浮納米離子曝氣系統(tǒng),其特征在于,包括箱體,所述箱體從上至下具有四層結(jié)構(gòu);所述箱體第一層從左到右依次串聯(lián)設置有第一氣泵、第一止逆閥、第一容器、第二止逆閥,并且通過第一管道連通,所述第一容器內(nèi)放有復合吸附劑,所述復合吸附劑的用量為1?3g/L;所述箱體第二層從左到右依次串聯(lián)設置有第二氣泵、第三止逆閥、第二容器、第四止逆閥,并且通過第二管道連通;所述箱體第三層從左到右依次串聯(lián)設置有第三氣泵、第五止逆閥、第三容器、第六止逆閥,并且通過第三管道連通;所述箱體第四層從左到右依次串聯(lián)設置有第四氣泵、第七止逆閥、離子發(fā)生器、第八止逆閥,并且通過第四管道連通;[0011] 所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道和所述第四管道通過并聯(lián)方式匯合至第五管道;所述第五管道貫穿所述箱體底部右側(cè),與設于水下且水平放置的排氣管頂部連通;所述排氣管底部每隔2米間隔設置有曝氣器。[0012] 優(yōu)選的,所述復合吸附劑的制備方法包括如下步驟:[0013] (1)將硼酸和硫脲、硫粉加入去離子水中,隨后進行攪拌反應,反應完成后冷卻至室溫,得到固體產(chǎn)物;隨后將所述固體產(chǎn)物進行抽濾、水洗、干燥,接著在惰性氣體條件下煅燒,得到多孔氮化硼;[0014] (2)將步驟(1)中得到的多孔氮化硼加入氫氧化鈉溶液中,然后進行超聲分散,洗滌、干燥,得到羥基化多孔氮化硼;[0015] (3)將步驟(2)中得到的羥基化多孔氮化硼加入到蒸餾水中,混合均勻,隨后加入戊二醛、殼聚糖、乙酸溶液,進行攪拌反應,反應完成后加入氫氧化鈉溶液,隨后進行抽濾、洗滌、干燥,得到殼聚糖改性多孔氮化硼;[0016] (4)將步驟(3)中得到的殼聚糖改性多孔氮化硼加入去離子水,隨后加入高錳酸鉀、十二烷基磺酸鈉,進行攪拌反應,然后進行抽濾、水洗、干燥,得到所述復合吸附劑。[0017] 更優(yōu)選的,步驟(1)中所述硼酸和所述硫脲的摩爾比為2:1;所述硫粉的用量為硼酸與硫脲總質(zhì)量的5?15%;所述攪拌溫度為80 90℃,所述攪拌時間為2 4h;所述惰性氣體為~ ~氮氣,所述煅燒溫度為800?1300℃,煅燒時間為3?5h;步驟(2)中所述氫氧化鈉溶液的濃度為0.5?1mol/L;所述超聲分散的時間為2?4h。

[0018] 更優(yōu)選的,步驟(3)中所述羥基化多孔氮化硼、戊二醛、殼聚糖、乙酸溶液、氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為100:15?20:30?40:40?60:30?40,所述攪拌溫度為50?70℃,攪拌時間為30?60min;所述乙酸溶液的濃度為0.5?1mol/L;所述氫氧化鈉溶液的濃度為0.5?1mol/L,所述干燥溫度為60 80℃,干燥時間為8 12h;步驟(4)中所述殼聚糖改性多孔氮化硼、十二烷~ ~

基磺酸鈉、高錳酸鉀的質(zhì)量比為100:1?3:0.5?1;所述攪拌反應的溫度為30?40℃,反應時間為5?8h。

[0019] 優(yōu)選的,所述箱體第一層外部設有第一開關(guān),所述第一開關(guān)與所述第一氣泵相連接;所述箱體第二層層外部設有第二開關(guān),所述第二開關(guān)與所述第二氣泵相連接;所述箱體第三層外部設有第三開關(guān),所述第三開關(guān)與所述第三氣泵相連接;所述箱體第四層外部設有第四開關(guān),所述第四開關(guān)與所述第四氣泵相連接。[0020] 優(yōu)選的,所述第二容器內(nèi)設置有第一攪拌槳,所述第一攪拌槳與第一電機的轉(zhuǎn)動軸連接;所述第二容器內(nèi)放有芽孢底改顆粒。[0021] 優(yōu)選的,所述第三容器內(nèi)設置有第二攪拌槳,所述第二攪拌槳與第二電機的轉(zhuǎn)動軸連接;所述第三容器內(nèi)放有腐敗希瓦氏菌、地衣芽孢桿菌、適冷假單胞菌中的一種或多種。[0022] 優(yōu)選的,所述曝氣器包括從上至下依次連通的曝氣器頂部、曝氣器殼體、曝氣器底部、曝氣頭;所述曝氣器頂部為螺紋結(jié)構(gòu),與所述排氣管底部螺紋連接;所述曝氣器殼體為從上至下內(nèi)徑逐漸變大的圓錐結(jié)構(gòu);所述曝氣器底部為凸型球狀結(jié)構(gòu)。[0023] 更優(yōu)選的,所述曝氣頭的個數(shù)為3個,在所述曝氣器底部呈圓周陣列分布,并且朝外傾斜。[0024] 更優(yōu)選的,所述曝氣頭包括曝氣頭殼體,所述曝氣頭殼體為從上至下內(nèi)徑逐漸變大的圓錐結(jié)構(gòu);所述曝氣頭殼體內(nèi)腔設有導流槽,所述導流槽的形狀為螺旋結(jié)構(gòu)。[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下有益效果:[0026] (1)本發(fā)明所用改性復合吸附劑利用硼酸和硫脲分別作為硼源和氮源制作氮化硼,同時加入的硫粉可作為造孔劑,使制備的氮化硼為多孔結(jié)構(gòu),比表面積更大,熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性良好,對重金屬有更強的吸附能力;隨后對氮化硼顆粒進行羥基化能夠使惰性的氮化硼表面產(chǎn)生羥基,以便于后續(xù)交聯(lián)反應的進行;并且通過改性后的羥基化多孔氮化硼具有較高的分散能力,提高了其與殼聚糖的相容性;隨后將羥基化多孔氮化硼與殼聚糖進行反應,殼聚糖成本低、應用范圍廣,并且有大量的羥基和氨基,可通過物理作用和化學作用吸附重金屬離子,本身具有較強的重金屬離子吸附能力,羥基化多孔氮化硼、戊二醛溶液、殼聚糖可以進行交聯(lián)反應,制備得到的復合吸附劑納米材料有巨大的表面積和孔徑,且交聯(lián)后形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可包覆重金屬離子,具有強大的吸附性能,防止重金屬再次解離至水中;最后通過高錳酸鉀對殼聚糖改性多孔氮化硼表面進行氧化反應,使其表面產(chǎn)生羧基,提高了親水性,同時加入的十二烷基磺酸鈉可改善吸附劑在水中的分散性,提高吸附效果,且十二烷基磺酸鈉是一種陰離子表面活性劑,可與水中的重金屬陽離子結(jié)合中,進一步提高吸附性能。[0027] (2)本發(fā)明通過添加微生物添加劑和馴化好的微生物群,對水體的有機物進行分解和吞噬;所述微生物群為芽孢底改顆粒,可以改善底質(zhì),降低水體中的氨氮、亞硝酸鹽,改善水體環(huán)境,促進底質(zhì)礦化,分解糞便、有機物,具有很強的清理水中垃圾小顆粒的作用;可以改善和降解有害藻類泛濫造成的水質(zhì)渾濁、藻毒,同時提高了水體溶氧;馴化好的微生物群為選自腐敗希瓦氏菌、地衣芽孢桿菌、適冷假單胞菌的一種或多種,將分離后的有機物吞噬干凈,使水中的氨氮、總磷、BOD、COD有效降低;并且通過納米離子氣浮氣控技術(shù)產(chǎn)生納米氣泡對污染物有較強的吸附作用,且對好氧菌有強化作用,可以使微生物群與污染物有足夠的時間和空間進行反應,從而降低水中氨氮、總磷、BOD、COD的濃度。[0028] (3)本發(fā)明所采用螺旋結(jié)構(gòu)的曝氣器以及多方位曝氣方式能使氣體曝氣距離更遠、范圍更廣,使得產(chǎn)生的納米氣泡有充分的時間、足夠的空間與污染物發(fā)生作用,污水治理的區(qū)域更廣。附圖說明[0029] 圖1為本發(fā)明一種含有復合吸附劑的螺旋氣浮納米離子曝氣系統(tǒng)示意圖;[0030] 圖2為本發(fā)明曝氣器前視示意圖;[0031] 圖3為本發(fā)明曝氣器軸測示意圖;[0032] 圖4為本發(fā)明曝氣頭示意圖;[0033] 圖5為本發(fā)明導流槽示意圖。[0034] 附圖標記如下:100、箱體;210、第一氣泵;211、第一開關(guān);220、第二氣泵;221、第二開關(guān);230、第三氣泵;231、第三開關(guān);240、第四氣泵;241、第四開關(guān);310、第一管道;320、第二管道;330、第三管道;340、第四管道;350、第五管道;400、第一容器;500、第二容器;510、第一攪拌槳;520、第一電機;600、第三容器;610、第二攪拌槳;620、第二電機;700、離子發(fā)生器;300、排氣管;800、曝氣器;810、曝氣器頂部;820、曝氣器殼體;830、曝氣器底部;840、曝氣頭;841、曝氣頭殼體;842、導流槽;910、第一止逆閥;920、第二止逆閥;930、第三止逆閥;940、第四止逆閥;950、第五止逆閥;960、第六止逆閥;970、第七止逆閥;980、第八止逆閥。

具體實施方式[0035] 以下將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述地實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。[0036] 如無特殊說明外,本發(fā)明中的化學試劑和材料均通過市場途徑購買或通過市場途徑購買的原料合成。[0037] 所述芽孢底改顆粒從山西益鑫泰生物科技有限公司中采購,成分包含深海芽孢桿菌R型、枯草芽孢桿菌、酵母菌。[0038] 所述腐敗希瓦氏菌的保藏編號是CGMCCNo.6192。[0039] 所述地衣芽孢桿菌的保藏編號是CCTCCNo.M2018675。[0040] 所述適冷假單胞菌的保藏編號是CGMCCNo.15921。[0041] 實施例1[0042] 如圖1?5所示,一種含有復合吸附劑的螺旋氣浮納米離子曝氣系統(tǒng),包括箱體100,所述箱體100從上至下具有四層結(jié)構(gòu);所述箱體100第一層從左到右依次串聯(lián)設置有第一氣泵210、第一止逆閥910、第一容器400、第二止逆閥920,并且通過第一管道310連通,所述第一容器400內(nèi)放有復合吸附劑,所述復合吸附劑的用量為2g/L;所述箱體100第二層從左到右依次串聯(lián)設置有第二氣泵220、第三止逆閥930、第二容器500、第四止逆閥940,并且通過第二管道320連通;所述箱體100第三層從左到右依次串聯(lián)設置有第三氣泵230、第五止逆閥950、第三容器600、第六止逆閥960,并且通過第三管道330連通;所述箱體100第四層從左到右依次串聯(lián)設置有第四氣泵240、第七止逆閥970、離子發(fā)生器700、第八止逆閥980,并且通過第四管道340連通;箱體100為不銹鋼箱,放在河邊或浮在水上,尺寸長1.4米,寬0.7米。高

1.6米;所述第一氣泵210、所述第二氣泵220、所述第三氣泵230和所述第四氣泵240功率為

5.5千瓦。

[0043] 止逆閥為市場常規(guī)設備,通過止逆閥的設置使混合氣體只朝著同一個方向前進,不會損壞氣泵等設備;離子發(fā)生器700產(chǎn)生大量納米氣泡,采用納米離子氣浮氣控技術(shù),使納米氣泡表面呈負電荷狀態(tài),能對污染物產(chǎn)生較強的吸附作用;納米氣泡在水中呈飄移狀運動、可長時間滯留水中,使含氧氣泡有充分的時間、足夠的空間與污染物發(fā)生相關(guān)反應;納米氣泡對好氧菌活性有強化作用,對厭氧菌、大腸桿菌有較強的殺滅作用。

[0044] 納米離子氣浮氣控有很好的治污作用,能高效地提升水體溶解氧,效率是同功率傳統(tǒng)曝氣的20多倍。能建立水體強氧化環(huán)境,有利于污染水體發(fā)生相關(guān)的化學反應。能產(chǎn)生氣浮作用,分離懸浮物及藻類,提高水體光合作用。能增強水體生物活性,有效降解有機淤泥。促進微生物、水生動、植物繁殖生長,促進水生態(tài)修復。[0045] 與普通氣泡不同,納米氣泡具有體積極其微小,存在時間長、傳質(zhì)效率高、表面電荷形成的電位高以及可釋放出自由基等特性,在水環(huán)境污染控制領(lǐng)域具有良好的應用前景。采用混凝氣泡氣浮工藝對廢水進行預處理,對廢水的BOD、COD、油、色度、濁度等指標的去除率較高;可協(xié)同其它強氧化條件刺激微氣泡進一步釋放出更多的羥基自由基,強化對難降解有機污染物的氧化分解;微氣泡可促進水中生物活性、增強微生物凈化功能,對封閉水體、地下水等環(huán)境污染生態(tài)修復都可達到較好的效果;納米氣泡對水環(huán)境中固體顆粒的吸附性能好、去除效果顯著。[0046] 所述第一管道310、所述第二管道320、所述第三管道330和所述第四管道340通過并聯(lián)方式匯合至第五管道350;所述第五管道350貫穿所述箱體100底部右側(cè),與設于水下且水平放置的排氣管300頂部連通;所述排氣管300底部每隔2米間隔設置有曝氣器800;[0047] 所述箱體100第一層外部設有第一開關(guān)211,所述第一開關(guān)211與所述第一氣泵210相連接;所述箱體100第二層層外部設有第二開關(guān)221,所述第二開關(guān)221與所述第二氣泵220相連接;所述箱體100第三層外部設有第三開關(guān)231,所述第三開關(guān)231與所述第三氣泵

230相連接;所述箱體100第四層外部設有第四開關(guān)241,所述第四開關(guān)241與所述第四氣泵

240相連接;操作人員可以通過控制開關(guān)來控制氣泵的運行,使噴出的納米氣泡產(chǎn)生更好的效果。

[0048] 在本實施例中,所述復合吸附劑的制備方法包括如下步驟:[0049] (1)將122g硼酸、76g硫脲和20g硫粉加入1000ml去離子水中,隨后加熱至80℃攪拌3h,反應完成后冷卻至室溫,得到固體產(chǎn)物;隨后將所述固體產(chǎn)物進行抽濾、水洗、干燥,接著通入氮氣,在氮氣氛圍下加熱至900℃煅燒4h,得到多孔氮化硼;

[0050] (2)將步驟(1)中得到的多孔氮化硼加入500ml濃度為0.5mol/L的氫氧化鈉溶液中,然后進行超聲分散3h,洗滌、干燥,得到羥基化多孔氮化硼;[0051] (3)將步驟(2)中得到的100g羥基化多孔氮化硼加入到1000ml蒸餾水中,混合均勻,隨后加入15g戊二醛、35g殼聚糖、50g濃度為0.5mol/L的乙酸溶液,60℃下進行攪拌30min,反應完成后緩慢加入40g濃度為1mol/L的氫氧化鈉溶液,隨后進行抽濾、洗滌、干燥,得到殼聚糖改性多孔氮化硼;

[0052] (4)將步驟(3)中得到的100g殼聚糖改性多孔氮化硼加入1000ml去離子水,隨后加入1g高錳酸鉀、2g十二烷基磺酸鈉,35℃下進行攪拌6h,然后進行抽濾、水洗、干燥,得到所述復合吸附劑。[0053] 在本實施例中,所述第二容器500內(nèi)設置有第一攪拌槳510,所述第一攪拌槳與第一電機520的轉(zhuǎn)動軸相連接;所述第二容器500內(nèi)放有芽孢底改顆粒,芽孢底改顆粒能夠改善水質(zhì),降低水體中的氨氮、亞硝酸鹽,并且能夠分解糞便、有機物,具有很強的清理小顆粒的作用。通過第一電機520控制第一攪拌槳510對第二容器500內(nèi)的芽孢底改顆粒和水進行攪拌,使其混合均勻。[0054] 在本實施例中,所述第三容器600內(nèi)設置有第二攪拌槳610,所述第二攪拌槳610與第二電機620的轉(zhuǎn)動軸相連接;所述第三容器600內(nèi)放有腐敗希瓦氏菌、地衣芽孢桿菌、適冷假單胞菌的混合菌。通過第二電機620控制第二攪拌槳610對第三容器600內(nèi)的腐敗希瓦氏菌、地衣芽孢桿菌、適冷假單胞菌的混合菌和水進行攪拌,使其混合均勻。[0055] 在本實施例中,根據(jù)治理的污染水體的不同,通過控制第一氣泵210將第一容器400的復合吸附劑排入治理水體中,有效吸附水中的重金屬;通過控制第二氣泵220將第二容器500的微生物添加劑混合液體定時、定量排入治理水體中;通過控制第三氣泵230將第三容器600的馴化微生物群混合液體定時、定量排入治理水體中;通過控制第四氣泵240和離子發(fā)生器700將產(chǎn)生的納米氣泡送入水中,對水中有機物進行有效分離,如將水中氨氮分離成氨氣和氮氣;其他有機物被分離后通過芽孢底改顆粒馴化水中微生物以及被添加進去的腐敗希瓦氏菌、地衣芽孢桿菌、適冷假單胞菌的混合菌吞噬干凈,使水中氨氮、總磷、BOD、COD達到Ⅲ類水以上,同時將藍藻可以分離干凈。

[0056] 在本實施例中,所述曝氣器800包括從上至下依次連通的曝氣器頂部810、曝氣器殼體820、曝氣器底部830、曝氣頭840;所述曝氣器頂部810為螺紋結(jié)構(gòu),與所述排氣管700底部螺紋連接;所述曝氣器殼體820為從上至下內(nèi)徑逐漸變大的圓錐結(jié)構(gòu);所述曝氣器底部830為凸型球狀結(jié)構(gòu)。

[0057] 在本實施例中,所述曝氣頭840為3個,在所述曝氣器底部830呈圓周陣列分布,并且朝外傾斜,使納米氣泡能朝著不同的方向流動。[0058] 在本實施例中,所述曝氣頭840包括曝氣頭殼體841,所述曝氣頭殼體841為從上至下內(nèi)徑逐漸變大的圓錐結(jié)構(gòu);所述曝氣頭殼體841內(nèi)腔設有導流槽842,所述導流槽842的形狀為螺旋結(jié)構(gòu)。[0059] 螺旋結(jié)構(gòu)讓氣泵排出的混合氣體形成螺旋氣流噴發(fā)出來,多方位曝氣方式使系統(tǒng)治理范圍更廣,采用螺旋結(jié)構(gòu)的曝氣器以及圓錐結(jié)構(gòu)設計讓混合氣體壓力逐漸變大,能使氣體曝氣距離更遠使得產(chǎn)生的微納米氣泡有充分的時間、足夠的空間與污染物發(fā)生作用,并且污水治理的區(qū)域廣。[0060] 對比例1[0061] 如圖1?5所示,一種含有吸附劑的螺旋氣浮納米離子曝氣系統(tǒng),包括箱體100,所述箱體100從上至下具有四層結(jié)構(gòu);所述箱體100第一層從左到右依次串聯(lián)設置有第一氣泵210、第一止逆閥910、第一容器400、第二止逆閥920,并且通過第一管道310連通,所述第一容器400內(nèi)放有復合吸附劑,所述復合吸附劑的用量為2g/L;所述箱體100第二層從左到右依次串聯(lián)設置有第二氣泵220、第三止逆閥930、第二容器500、第四止逆閥940,并且通過第二管道320連通;所述箱體100第三層從左到右依次串聯(lián)設置有第三氣泵230、第五止逆閥

950、第三容器600、第六止逆閥960,并且通過第三管道330連通;所述箱體100第四層從左到右依次串聯(lián)設置有第四氣泵240、第七止逆閥970、離子發(fā)生器700、第八止逆閥980,并且通過第四管道340連通;箱體100為不銹鋼箱,放在河邊或浮在水上,尺寸長1.4米,寬0.7米。高

1.6米;所述第一氣泵210、所述第二氣泵220、所述第三氣泵230和所述第四氣泵240功率為

5.5千瓦。

[0062] 所述第一管道310、所述第二管道320、所述第三管道330和所述第四管道340通過并聯(lián)方式匯合至第五管道350;所述第五管道350貫穿所述箱體100底部右側(cè),與設于水下且水平放置的排氣管300頂部連通;所述排氣管300底部每隔2米間隔設置有曝氣器800;[0063] 所述箱體100第一層外部設有第一開關(guān)211,所述第一開關(guān)211與所述第一氣泵210相連接;所述箱體100第二層層外部設有第二開關(guān)221,所述第二開關(guān)221與所述第二氣泵220相連接;所述箱體100第三層外部設有第三開關(guān)231,所述第三開關(guān)231與所述第三氣泵

230相連接;所述箱體100第四層外部設有第四開關(guān)241,所述第四開關(guān)241與所述第四氣泵

240相連接;

[0064] 在本對比例中,所述第一容器400內(nèi)放有吸附劑,其制備方法包括如下步驟:[0065] (1)將122g硼酸、76g硫脲和20g硫粉加入1000ml去離子水中,隨后加熱至80℃攪拌3h,反應完成后冷卻至室溫,得到固體產(chǎn)物;隨后將所述固體產(chǎn)物進行抽濾、水洗、干燥,接著通入氮氣,在氮氣氛圍下加熱至900℃煅燒4h,得到多孔氮化硼;

[0066] (2)將步驟(1)中得到的100g多孔氮化硼加入到1000ml蒸餾水中,混合均勻,隨后加入35g殼聚糖和50g濃度為0.5mol/L的乙酸溶液,60℃下進行攪拌30min,反應完成后緩慢加入40g濃度為1mol/L的氫氧化鈉溶液,隨后進行抽濾、洗滌、干燥,得到吸附劑;[0067] 在本對比例中,所述第二容器500內(nèi)設置有第一攪拌槳510,所述第一攪拌槳與第一電機520的轉(zhuǎn)動軸相連接;所述第二容器500內(nèi)放有芽孢底改顆粒;通過第一電機520控制第一攪拌槳510對第二容器500內(nèi)的芽孢底改顆粒和水進行攪拌,使其混合均勻。[0068] 在本對比例中,所述第三容器600內(nèi)設置有第二攪拌槳610,所述第二攪拌槳610與第二電機620的轉(zhuǎn)動軸相連接;所述第三容器600內(nèi)放有腐敗希瓦氏菌、地衣芽孢桿菌、適冷假單胞菌的混合菌。通過第二電機620控制第二攪拌槳610對第三容器600內(nèi)的腐敗希瓦氏菌、地衣芽孢桿菌、適冷假單胞菌的混合菌和水進行攪拌,使其混合均勻。[0069] 在本對比例中,所述曝氣器800包括從上至下依次連通的曝氣器頂部810、曝氣器殼體820、曝氣器底部830、曝氣頭840;所述曝氣器頂部810為螺紋結(jié)構(gòu),與所述排氣管700底部螺紋連接;所述曝氣器殼體820為從上至下內(nèi)徑逐漸變大的圓錐結(jié)構(gòu);所述曝氣器底部830為凸型球狀結(jié)構(gòu)。

[0070] 在本對比例中,所述曝氣頭840為3個,在所述曝氣器底部830呈圓周陣列分布,并且朝外傾斜,使納米氣泡能朝著不同的方向流動。[0071] 在本對比例中,所述曝氣頭840包括曝氣頭殼體841,所述曝氣頭殼體841為從上至下內(nèi)徑逐漸變大的圓錐結(jié)構(gòu);所述曝氣頭殼體841內(nèi)腔設有導流槽842,所述導流槽842的形狀為螺旋結(jié)構(gòu)。[0072] 本對比例1跟實施例1的區(qū)別在于吸附劑的制造方法不同,實施例1為本發(fā)明所用復合吸附劑的制備方法,對比例1的吸附劑為常規(guī)制備方法制備的混合吸附劑。[0073] 通過地表水環(huán)境質(zhì)量標準GB3838?2002將實施例1和對比例1所用系統(tǒng)處理前和處理后的水體進行檢測,檢測數(shù)據(jù)對比如表1所示:[0074] 表1[0075][0076] 通過檢測數(shù)據(jù)對比可知,實施例1所用含有復合吸附劑的螺旋氣浮納米離子曝氣系統(tǒng)處理重金屬能力更強,可以看出實施例1所用復合吸附劑比對比例1所用常規(guī)混合吸附劑吸附重金屬能力更強。[0077] 以上內(nèi)容是結(jié)合具體實施實例對本發(fā)明所做的進一步詳細說明,不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明,對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干簡單推演或替換,都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。[0078] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解,以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。



聲明:
“含有復合吸附劑的螺旋氣浮納米離子曝氣系統(tǒng)” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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