本發(fā)明涉及含磷廢水吸附實(shí)驗(yàn)，具體是一種鐵鈣改性生物炭對(duì)含磷廢水的動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著近年來(lái)人類(lèi)不合理的開(kāi)發(fā)磷礦以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)致使高濃度含磷廢水被排入自然水體中，造成了以水體富營(yíng)養(yǎng)化為典型代表的水污染問(wèn)題。通過(guò)吸附法對(duì)水體磷污染修復(fù)已經(jīng)成為目前水污染修復(fù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，金屬改性生物炭因其工藝簡(jiǎn)單、成本低廉以及吸附高效等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在水體除磷中，然而當(dāng)前關(guān)于復(fù)合改性生物炭的制備和應(yīng)用較少，并且大部分是針對(duì)實(shí)驗(yàn)室磷配水進(jìn)行探究，對(duì)于實(shí)際工業(yè)廢水尤其是高濃度含磷廢水的修復(fù)研究尚不充分。

2、在實(shí)際廢水的處理過(guò)程往往是在流動(dòng)狀態(tài)下發(fā)生的，而非簡(jiǎn)單的靜態(tài)吸附，設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)吸附實(shí)現(xiàn)能夠擺脫靜態(tài)體系下的局限性，合理有效的將鐵鈣改性生物炭作填充材料應(yīng)用到工程實(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的高效持續(xù)處理，在對(duì)含磷廢水的動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，通過(guò)替換吸附柱使得出水濃度持續(xù)保持在標(biāo)準(zhǔn)排放值以下，闡明材料的動(dòng)態(tài)吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程，探究鐵鈣改性生物炭在廢水流動(dòng)條件下對(duì)磷的去除效果和持續(xù)性，評(píng)估其在實(shí)際廢水處理工程中的可行性和應(yīng)用潛能，但是，在替換吸附柱時(shí)，需要停機(jī)進(jìn)行操作，降低了實(shí)驗(yàn)效率，且容易對(duì)實(shí)驗(yàn)效果造成影響，為了達(dá)到方便在試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)吸附柱進(jìn)行替換的目的，因此提供了一種鐵鈣改性生物炭對(duì)含磷廢水的動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于：為了達(dá)到方便在試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)吸附柱進(jìn)行替換的目的，提供一種鐵鈣改性生物炭對(duì)含磷廢水的動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)裝置。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種鐵鈣改性生物炭對(duì)含磷廢水的動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)裝置，包括兩組以上的吸附功能組，各組吸附功能組之間串聯(lián)連接；所述吸附功能組包括進(jìn)料管，所述進(jìn)料管的底端固定連接有兩個(gè)連接管，所述連接管的底端安裝有吸附柱，所述吸附柱的底端安裝有對(duì)接塊，所述對(duì)接塊的底端固定連接有出料管；相鄰兩個(gè)吸附功能組之間，在前的吸附功能組的出料管通過(guò)接頭連接在后的吸附功能組的進(jìn)料管，最末端的吸附功能組的出料管的下方設(shè)置有收集瓶；所述收集瓶放置于底座上，所述底座的頂端固定連接有側(cè)板，所述側(cè)板的外壁固定連接有支撐架，所述支撐架套接于所述進(jìn)料管的外壁，兩個(gè)所述連接管通過(guò)切換機(jī)構(gòu)切換廢水的流通，所述吸附柱通過(guò)吸附機(jī)構(gòu)對(duì)廢水進(jìn)行吸附；

3、所述切換機(jī)構(gòu)包括有轉(zhuǎn)動(dòng)筒，所述轉(zhuǎn)動(dòng)筒轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述進(jìn)料管的內(nèi)壁底端，所述轉(zhuǎn)動(dòng)筒的外壁開(kāi)設(shè)有排料口，所述進(jìn)料管的底端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有轉(zhuǎn)動(dòng)塊，所述轉(zhuǎn)動(dòng)塊與所述轉(zhuǎn)動(dòng)筒固定連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)塊的外壁開(kāi)設(shè)有凹槽，所述連接管的外壁一側(cè)固定連接有安裝座，所述連接管的外壁另一側(cè)固定連接有第一夾持架。

4、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述切換機(jī)構(gòu)還包括有滑槽，所述滑槽開(kāi)設(shè)于所述安裝座的底端，所述滑槽的內(nèi)壁滑動(dòng)連接有第二夾持架，所述滑槽的內(nèi)壁固定連接有貫穿于所述第二夾持架的限位桿，所述安裝座的內(nèi)部滑動(dòng)連接有延伸進(jìn)入所述滑槽內(nèi)腔的定位桿，所述定位桿的頂端固定連接有第一彈性片，所述安裝座的內(nèi)部位于所述定位桿的一側(cè)滑動(dòng)連接有擠壓桿，所述擠壓桿延伸至所述安裝座的外部。

5、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述吸附機(jī)構(gòu)包括有頂蓋，所述頂蓋連接于所述吸附柱的頂端，所述頂蓋的頂端固定連接有進(jìn)料口，所述吸附柱的底端連接有底蓋，所述底蓋的底端固定連接有出料口，所述吸附柱的內(nèi)壁固定連接有固定環(huán)，所述吸附柱的內(nèi)壁滑動(dòng)連接有可透水毛氈和定位筒，所述可透水毛氈位于所述固定環(huán)和所述定位筒之間，所述對(duì)接塊通過(guò)安裝機(jī)構(gòu)安裝于所述出料口的外壁。

6、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述安裝機(jī)構(gòu)包括有固定槽，所述固定槽對(duì)稱開(kāi)設(shè)于所述出料口的外壁，所述對(duì)接塊的內(nèi)部對(duì)稱滑動(dòng)連接有延伸進(jìn)入所述對(duì)接塊內(nèi)腔的固定塊，所述固定塊的外壁固定連接有第二彈性片，所述對(duì)接塊的內(nèi)部位于所述固定塊的底端滑動(dòng)連接有活動(dòng)桿，所述活動(dòng)桿延伸出所述對(duì)接塊并固定連接有活動(dòng)架。

7、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述擠壓桿的一端設(shè)置有半圓面，所述擠壓桿的外壁與所述凹槽的內(nèi)壁相貼合，所述排料口和所述凹槽的開(kāi)口方向相同。

8、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述定位桿的一側(cè)設(shè)置有第一斜面，所述擠壓桿的外壁與所述第一斜面相接觸。

9、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述第二夾持架的外壁與所述滑槽的內(nèi)壁相貼合，所述第二夾持架的外壁開(kāi)設(shè)有限位孔，所述限位孔的內(nèi)壁與所述限位桿的外壁相貼合。

10、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述頂蓋和所述底蓋均通過(guò)螺紋與所述吸附柱相連接，所述定位筒的外壁與所述吸附柱的內(nèi)壁相貼合。

11、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述固定槽的內(nèi)壁與所述固定塊的外壁相貼合，所述出料口的外壁與所述對(duì)接塊的內(nèi)壁相貼合。

12、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述固定塊的底端開(kāi)設(shè)有第二斜面，所述活動(dòng)桿的頂端與所述第二斜面相接觸。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

14、1、通過(guò)設(shè)置切換機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)塊帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)筒朝向另一個(gè)方向，進(jìn)料管內(nèi)的廢水通過(guò)排料口流向另一個(gè)連接管內(nèi)，此時(shí)擠壓桿移動(dòng)出凹槽，轉(zhuǎn)動(dòng)塊推動(dòng)擠壓桿進(jìn)行位移，擠壓桿位移推動(dòng)定位桿進(jìn)行位移，定位桿位移出滑槽與第二夾持架分離，推動(dòng)第二夾持架位移與吸附柱分離，取消對(duì)吸附柱的夾持固定，此時(shí)可將吸附柱從連接管的底端拆下，對(duì)吸附柱進(jìn)行更換操作，便于在試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)吸附柱進(jìn)行替換；

15、2、通過(guò)設(shè)置吸附機(jī)構(gòu)，將可透水毛氈移動(dòng)進(jìn)入吸附柱內(nèi)，與固定環(huán)相接觸，之后將定位筒放入吸附柱內(nèi)，固定環(huán)與定位筒一同對(duì)可透水毛氈進(jìn)行夾持固定，將頂蓋和底蓋安裝在吸附柱上，從而對(duì)可透水毛氈和定位筒進(jìn)行固定，兩個(gè)可透水毛氈對(duì)吸附柱分隔為三個(gè)倉(cāng)體，上下兩個(gè)倉(cāng)體內(nèi)放置有玻璃珠，用以分配進(jìn)水和出水的流量，使液體均勻流動(dòng)；中間的倉(cāng)體內(nèi)放置有生物炭吸附劑，可透水毛氈用于減少生物炭在隨水流動(dòng)過(guò)程中發(fā)生損失，便于對(duì)廢水進(jìn)行吸附操作；

16、3、通過(guò)設(shè)置安裝機(jī)構(gòu)，將出料口連接于對(duì)接塊的內(nèi)壁，直至固定塊受第二彈性片彈力作用卡合進(jìn)入固定槽內(nèi)，對(duì)對(duì)接塊進(jìn)行固定安裝；在對(duì)對(duì)接塊進(jìn)行拆除時(shí)，推動(dòng)活動(dòng)架進(jìn)行位移，活動(dòng)架位移帶動(dòng)活動(dòng)桿進(jìn)行位移，活動(dòng)桿位移推動(dòng)固定塊位移出固定槽，取消對(duì)對(duì)接塊的固定，便于對(duì)對(duì)接塊和吸附柱進(jìn)行快速的對(duì)接和拆除。

技術(shù)特征：

1.一種鐵鈣改性生物炭對(duì)含磷廢水的動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)裝置，包括兩組以上的吸附功能組，各組吸附功能組之間串聯(lián)連接；所述吸附功能組包括進(jìn)料管（1），所述進(jìn)料管（1）的底端固定連接有兩個(gè)連接管（2），所述連接管（2）的底端安裝有吸附柱（3），所述吸附柱（3）的底端安裝有對(duì)接塊（4），所述對(duì)接塊（4）的底端固定連接有出料管（5）；相鄰兩個(gè)吸附功能組之間，在前的吸附功能組的出料管（5）通過(guò)接頭連接在后的吸附功能組的進(jìn)料管（1），最末端的吸附功能組的出料管（5）的下方設(shè)置有收集瓶（6）；所述收集瓶（6）放置于底座（10）上，所述底座（10）的頂端固定連接有側(cè)板（11），所述側(cè)板（11）的外壁固定連接有支撐架（12），所述支撐架（12）套接于所述進(jìn)料管（1）的外壁，其特征在于，兩個(gè)所述連接管（2）通過(guò)切換機(jī)構(gòu)（7）切換廢水的流通，所述吸附柱（3）通過(guò)吸附機(jī)構(gòu)（8）對(duì)廢水進(jìn)行吸附；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵鈣改性生物炭對(duì)含磷廢水的動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述切換機(jī)構(gòu)（7）還包括有滑槽（707），所述滑槽（707）開(kāi)設(shè)于所述安裝座（705）的底端，所述滑槽（707）的內(nèi)壁滑動(dòng)連接有第二夾持架（708），所述滑槽（707）的內(nèi)壁固定連接有貫穿于所述第二夾持架（708）的限位桿（709），所述安裝座（705）的內(nèi)部滑動(dòng)連接有延伸進(jìn)入所述滑槽（707）內(nèi)腔的定位桿（710），所述定位桿（710）的頂端固定連接有第一彈性片（711），所述安裝座（705）的內(nèi)部位于所述定位桿（710）的一側(cè)滑動(dòng)連接有擠壓桿（712），所述擠壓桿（712）延伸至所述安裝座（705）的外部。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鐵鈣改性生物炭對(duì)含磷廢水的動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述吸附機(jī)構(gòu)（8）包括有頂蓋（801），所述頂蓋（801）連接于所述吸附柱（3）的頂端，所述頂蓋（801）的頂端固定連接有進(jìn)料口（802），所述吸附柱（3）的底端連接有底蓋（803），所述底蓋（803）的底端固定連接有出料口（804），所述吸附柱（3）的內(nèi)壁固定連接有固定環(huán)（805），所述吸附柱（3）的內(nèi)壁滑動(dòng)連接有可透水毛氈（806）和定位筒（807），所述可透水毛氈（806）位于所述固定環(huán)（805）和所述定位筒（807）之間，所述對(duì)接塊（4）通過(guò)安裝機(jī)構(gòu)（9）安裝于所述出料口（804）的外壁。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鐵鈣改性生物炭對(duì)含磷廢水的動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述安裝機(jī)構(gòu)（9）包括有固定槽（901），所述固定槽（901）對(duì)稱開(kāi)設(shè)于所述出料口（804）的外壁，所述對(duì)接塊（4）的內(nèi)部對(duì)稱滑動(dòng)連接有延伸進(jìn)入所述對(duì)接塊（4）內(nèi)腔的固定塊（902），所述固定塊（902）的外壁固定連接有第二彈性片（903），所述對(duì)接塊（4）的內(nèi)部位于所述固定塊（902）的底端滑動(dòng)連接有活動(dòng)桿（904），所述活動(dòng)桿（904）延伸出所述對(duì)接塊（4）并固定連接有活動(dòng)架（905）。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鐵鈣改性生物炭對(duì)含磷廢水的動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述擠壓桿（712）的一端設(shè)置有半圓面，所述擠壓桿（712）的外壁與所述凹槽（704）的內(nèi)壁相貼合，所述排料口（702）和所述凹槽（704）的開(kāi)口方向相同。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鐵鈣改性生物炭對(duì)含磷廢水的動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述定位桿（710）的一側(cè)設(shè)置有第一斜面，所述擠壓桿（712）的外壁與所述第一斜面相接觸。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鐵鈣改性生物炭對(duì)含磷廢水的動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述第二夾持架（708）的外壁與所述滑槽（707）的內(nèi)壁相貼合，所述第二夾持架（708）的外壁開(kāi)設(shè)有限位孔，所述限位孔的內(nèi)壁與所述限位桿（709）的外壁相貼合。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鐵鈣改性生物炭對(duì)含磷廢水的動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述頂蓋（801）和所述底蓋（803）均通過(guò)螺紋與所述吸附柱（3）相連接，所述定位筒（807）的外壁與所述吸附柱（3）的內(nèi)壁相貼合。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鐵鈣改性生物炭對(duì)含磷廢水的動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述固定槽（901）的內(nèi)壁與所述固定塊（902）的外壁相貼合，所述出料口（804）的外壁與所述對(duì)接塊（4）的內(nèi)壁相貼合。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鐵鈣改性生物炭對(duì)含磷廢水的動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述固定塊（902）的底端開(kāi)設(shè)有第二斜面，所述活動(dòng)桿（904）的頂端與所述第二斜面相接觸。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種鐵鈣改性生物炭對(duì)含磷廢水的動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)裝置，涉及含磷廢水吸附實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，包括兩組以上串聯(lián)連接的吸附功能組；相鄰兩個(gè)吸附功能組之間，在前的吸附功能組的出料管通過(guò)接頭連接在后的吸附功能組的進(jìn)料管，最末端的吸附功能組的出料管的下方設(shè)置有收集瓶。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置切換機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)塊帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)筒朝向另一個(gè)方向，進(jìn)料管內(nèi)的廢水通過(guò)排料口流向另一個(gè)連接管內(nèi)，此時(shí)擠壓桿移動(dòng)出凹槽，轉(zhuǎn)動(dòng)塊推動(dòng)擠壓桿進(jìn)行位移，擠壓桿位移推動(dòng)定位桿進(jìn)行位移，定位桿位移出滑槽與第二夾持架分離，推動(dòng)第二夾持架位移與吸附柱分離，此時(shí)可將吸附柱從連接管的底端拆下，對(duì)吸附柱進(jìn)行更換操作，便于在試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)吸附柱進(jìn)行替換。

技術(shù)研發(fā)人員：劉鵬,唐金平,藍(lán)馨,曾淑芳,杜澤平,周建偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10