处理水中重金属的装置及多孔硅处理重金属污染的用途

摘要

本发明提供一种处理水中重金属的装置及多孔硅处理重金属污染的用途，属于污水处理技术领域。本发明的装置包括罐体和镶嵌于罐体内的多孔硅滤芯；所述罐体在多孔硅滤芯两侧分别设有进水口和出水口。本发明的多孔硅处理重金属污染的用途是将多孔硅作为滤芯，使污水流经多孔硅滤芯，经由多孔硅滤芯吸附水中含有的重金属成分。本发明的技术在处理污水的过程中，不会在水中引入额外的组分，具有环保、绿色的特点，并且该装置设计精巧，结构简单，制造、安装、维护容易，并且成本低，可操作性强，适用于进行广泛推广。

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体来说，是涉及一种处理水中重金属的装置。

背景技术

随着城市化进程的加快和工农业的迅猛发展，我国绝大多数城市都不同程度地存在较突 出的水质问题，大量未经处理的城市垃圾、被污染的土壤、工业废水、生活污水以及大气沉降 物等不断排入水中，使水体悬浮物和沉积物中的重金属含量急剧升高。对我国各大湖泊的调 查结果表明，近年各种重金属污染呈上升趋势，已经开始影响到水体的质量。从我国七大水 系的调研结果可以看出，1995年长江水系Cd(镉)污染仅次于Hg(汞)、COD(化学需氧量， Chemical Oxygen Demand)、BOD(生化需氧量，Biochemical Oxygen Demand)和挥发酚；黄 河水系有16.7％的断面总Cd含量超标；淮河干流总Cd含量超标率为16.7％；海滦河总Cd含 量平均超标率为16.7％～83.9％；大辽河水系污染较轻；在对所统计的26个湖泊、水库的监 测中发现了不同程度的Cd污染问题；污染程度仍次于Hg污染。1991～1995年有关部门对 国内城市河流、七大水系及湖泊水库的监测中发现Cr和Pb是比较普遍的重金属污染物。水 体中的重金属通过直接饮水、食用被污水灌溉过的蔬菜和粮食等途径进入人体，威胁着人们 的身体健康。

重金属污染对生态系统危害极大：

1.对水生生物的危害

重金属进入水生生态系统后，分布于水生生态系统的各个组分中，对生态系统各组分产 生影响(即生态效应)。当生物体内重金属积累到一定数量后，就会出现受害症状，生理受阻、 发育停滞，甚至死亡，并使整个水生生态系统结构和功能受损、崩溃。

2.对水生植物的危害

藻类是水体的初级生产者，在水生生态系统的食物链中起着十分重要的作用。人们可以 利用藻类及水生生物的敏感性来监控水体的重金属污染。研究发现重金属通过各种途径进入 水体后，一旦被藻类吸收，将引起藻类生长代谢与生理功能紊乱，抑制光合作用，减少细胞 色素，导致细胞畸变、组织坏死，甚至使藻类中毒死亡，改变天然环境中藻类的种类组成。

3.对人体健康的危害

重金属进入人体后，不易排泄，逐渐蓄积，对人体健康的危害是多方面、多层次的，其 毒理作用主要表现在影响胎儿正常发育、造成生殖障碍、降低人体素质等方面。重金属(例如 Pb、Se、Mn等)通过水体直接或间接进入食物链后，能严重地耗尽体内贮存的Fe、维生素C和 其他必需的营养物质，导致免疫系统防御能力的下降，子宫内的胚胎生长停滞和其他一些残 疾。此外，重金属还能抑制人体化学反应酶的活动，使细胞质中毒，从而伤害神经组织，还 可导致直接的组织中毒，损害人体解毒功能的关键器官肝、肾等组织。例如，Hg、Pb、Cd等 重金属及Se已被列为剧毒物进行重点防治。目前的研究结果表明，Cr、Co、Ni、Cd、Se等 重金属元素均具有致癌、致畸、致突变等危险。

发明内容

针对目前水体中重金属污染严重的现状，本发明的第一个目的在于提供一种处理水中重 金属的装置，通过采用多孔硅滤芯来吸附水中所含的重金属，达到净化水体的目的。本发明 的第二个目的在于提供多孔硅在处理重金属污染中的用途。

本发明的第一个目的通过以下技术手段实现：一种处理水中重金属的装置，包括罐体和 镶嵌于罐体内的多孔硅滤芯；所述罐体在多孔硅滤芯两侧分别设有进水口和出水口，污水从 进水口进入罐体，流经多孔硅滤芯，多孔硅能吸附水中含有的重金属成分，经过滤处理掉重 金属后再由出水口流出，完成处理过程。

本发明还可做以下改进：

所述进水口与多孔硅滤芯之间还设有普通滤芯，对污水进行初级过滤，滤掉水中含有的 残渣。所述普通滤芯由滤网、滤布、石英砂中的至少一种构成。

所述罐体上对应于普通滤芯和多孔硅滤芯位置还分别设有开口和门，通过此开口和门可 以清理及装卸普通滤芯和多孔硅滤芯。

所述门通过铰链与罐体连接，该门可以打开和闭合，其闭合时，门能与罐体、普通滤芯、 多孔硅滤芯紧密接触水不会从缝隙处渗出。

所述普通滤芯和多孔硅滤芯上均设有凹槽，该凹槽与罐体内壁向内的突出部分相匹配， 从而把普通滤芯和多孔硅滤芯固定于罐体内部。

所述开口为半圆形，所述门的形状为弧形，其弧角为90度，两扇门组合成一个半圆，与 罐体的开口吻合。

所述罐体内壁向内的突出部分为半圆形。

所述进水口位于罐体的顶端，所述出水口位于罐体的尾端。

本发明的第二个目的是提供多孔硅处理重金属污染的用途，其方法是将多孔硅作为滤芯， 使污水流经多孔硅滤芯，经由多孔硅滤芯吸附水中含有的重金属成分。

本发明还可做以下改进：

首先使污水流经普通滤芯进行初步过滤，再用多孔硅滤芯过滤，可以获得更好的处理效 果。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1)采用本发明的技术进行污水重金属处理，通过多孔硅滤芯来吸附水中所含的重金属， 效果好。多孔硅对重金属的吸附作用一般来说会受到以下几个方面因素的影响：粒子半径与 多孔硅孔径的相似程度，粒子半径与孔径越接近，吸附作用越强；污水中含有的各种重金属 粒子间的竞争吸附作用以及温度等。因此，由于环境不同、多孔硅材料的不同对污水中所含 的重金属成分的去除率存在差异。从大量实验结果可以得出，多孔硅对重金属的去除率能达 到60％-90％。

2)本发明的技术在处理污水的过程中，不会在水中引入额外的组分，具有环保、绿色的 特点。

3)本发明的处理水中重金属的装置设有方便使用维护的开口和门，留在普通滤芯和多孔 硅滤芯上的残渣可以通过罐体的开口进行清理。普通滤芯和多孔硅滤芯本身也可以从罐体的 开口处卸下来进行清理或更换，具有灵活、方便的优点。

4)本发明的处理水中重金属的装置设计精巧，结构简单，制造、安装、维护容易，并且 成本低，可操作性强，适用于进行广泛推广。

附图说明

图1为本发明的处理水中重金属的装置剖面图

图2为本发明的处理水中重金属的装置立体结构示意图；

图3为本发明的处理水中重金属的装置正视图；

图4为本发明的处理水中重金属的装置立体图；

图5为本发明的处理水中重金属的装置左视图；

图6为本发明的处理水中重金属的装置俯视图；

图7为普通滤芯的正视图；

图8为普通滤芯的立体图；

图9为普通滤芯的左视图；

图10为普通滤芯的俯视图；

图11为多孔硅滤芯的正视图；

图12为多孔硅滤芯的立体图；

图13为多孔硅滤芯的左视图；

图14为多孔硅滤芯的俯视图；

图中：1.罐体、101.进水口、102.出水口、2.普通滤芯、3.铰链、4.门、5.多孔硅滤芯。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但并不对本发明造成任何限制。

一种处理水中重金属的装置，包括罐体1和镶嵌于罐体1内的多孔硅滤芯5；所述罐体1 在多孔硅滤芯5两侧分别设有进水口101和出水口102，污水从进水口101进入罐体1，流经 多孔硅滤芯5，多孔硅能吸附水中含有的重金属成分，经过滤处理掉重金属后再由出水口102 流出，完成处理过程。

所述进水口101与多孔硅滤芯5之间还设有由滤网、滤布、石英砂构成的普通滤芯2， 对污水进行初级过滤，滤掉水中含有的残渣。

所述罐体1上对应于普通滤芯2和多孔硅滤芯5位置还分别设有开口和门4，通过此开 口和门4可以清理及装卸普通滤芯2和多孔硅滤芯5。

所述门通过铰链3与罐体1连接，该门4可以打开和闭合，其闭合时，门4能与罐体1、 普通滤芯2、多孔硅滤芯5紧密接触水不会从缝隙处渗出。

所述普通滤芯2和多孔硅滤芯5上均设有凹槽，该凹槽与罐体1内壁向内的突出部分相 匹配，从而把普通滤芯2和多孔硅滤芯5固定于罐体1内部。

所述开口为半圆形，所述门3的形状为弧形，其弧角为90度，两扇门组合成一个半圆， 与罐体1的开口吻合。

所述罐体1内壁向内的突出部分为半圆形。

所述进水口101位于罐体1的顶端，所述出水口102位于罐体1的尾端。

利用本发明的处理水中重金属的装置处理重金属污染水时的过程为：

首先，污水从罐体1顶端的进水口101进入，先流经普通滤芯2，对污水进行初级过滤， 滤掉水中含有的残渣；之后再流经多孔硅滤芯5，多孔硅能吸附水中含有的重金属成分，经 过滤处理掉重金属后再由位于罐体1尾端的出水口102流出，完成处理过程。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明 的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本 发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。