一種工業廢水處理裝置及其制備和使用方法
【技術領域】
[0001]屬于環境保護中的處理重金屬廢水領域，尤其涉及一種新型廢水處理劑制備的裝置及其對印制電路板生產工業廢水的處理方法。
【背景技術】
[0002]中國地區的印制電路板生產量位居世界第一。和其它所有的行業一樣，印制電路板的大規模化工業制造，已經面臨發展與資源、發展與環境的矛盾。印制電路板生產中每年消耗的銅占全國總消耗的三成；在生產過程的蝕刻工序、孔金屬化工序等都會產生大量的高濃度銅廢水，這些廢水的合理處理與資源化成為行業發展的先決條件，是行業研宄的熱點。
[0003]目前，在印制電路板廢水處理方法上，一般按照常規的處理含重金屬污染物廢水的傳統方法實施，其中主要包括:投藥法、離子交換法、活性炭吸附、反滲透膜分離、氧化還原法、微生物法等，但這些方法存在成本高、再生和回收困難、對環境造成二次污染等問題。開發高效、廉價的吸附劑成為研宄的重點。近年來，結合農業生產廢棄物的再資源化研宄，人們對利用來自于農業、林業的生物質廢棄物處理含重金屬離子廢水的技術產生了濃厚的興趣，進行大量有效的研宄。農林生產廢棄物包括植物根粉、秸桿、樹葉、麥殼、羽毛、果殼等等富含有幾丁質、甲殼質及多聚糖的生物質。由于農林生產廢棄生物質具有難溶于水、多孔、比表面積高、具有眾多重金屬吸附位點等特點，對廢水中重金屬離子具有高效的吸附能力。由于吸附劑的吸附效率基本取決于吸附劑與廢液的接觸面積，現有的研宄方向主要致力于增大吸附劑的表面積。
[0004]在利用農林生物質廢棄物處理含重金屬離子廢水技術領域，其技術方案主要有三種形式，其一，直接將生物質廢棄物投入到廢水中實施吸附凈化處理，如張宏等發明的一種利用生物腐蝕法制備天然材料吸附劑處理印染廢水的方法(CN201110001459.X)，該技術方案具有簡單、成本低廉等特點，但容易形成二次污染、且效率較低。其二，是將廢棄物干燥、粉碎加工，然后在進行吸附凈化工藝，如同濟大學王文清的工作:生物質吸附劑一落葉對水溶液中Cu2+的平衡吸附及動力學研宄(濟寧學院學報，2013年，第34卷第3期，20-24);黃美娟等發明了一種利用臭氧和樹葉協同作用去除水中氨氮的方法(CN200910154744.8)，該技術方案進一步提升了生物質吸附劑的吸附效率、利用率，但粉碎吸附劑的微量溶解與分離等難題對實際應用產生了不利影響。其三，將廢棄生物質干燥、粉碎后采用物理或化學手段改性，以提升其凈化品質。如郭學益等發明了一種橘子皮經預處理后再經KMn04水溶液或雙氧水氧化改性制成廢水處理用生物吸附劑及其制備方法(CN201010581335.9)，該吸附劑對Cu2+、Cd2+和Pb 2+的吸附率高達96-100%;浙江大學唐強等研宄了粉碎梧桐樹葉加熱活化后對重金屬離子的吸附特性(粘土礦物和活化梧桐樹葉對重金屬離子吸附特性的研宄，浙江大學碩士論文，2010年6月)。對生物質廢水重金屬離子吸附劑使用化學方法實施活化不僅會增加獲得吸附劑的成本，這與采用生物質廢棄物的初意相背，同時會產生二次污染問題。使用熱活化法可以避免化學活化法的缺點，但目前有研宄中所涉及到的為提升吸附率而采用的先粉碎后加熱處理方案存在明顯的技術缺點，因為，粉碎后高溫活化會使生物質出現灰化現象，給實際應用帶來困難，雖然可加入粘土等粘接劑進行造粒等處理來避免此類問題，但這是以吸附劑的成本提升、效率降低成為直接代價。因此現有生物質廢水處理吸附劑制造及應用中存在急需解決的技術難題。
【發明內容】
[0005]針對上述存在問題或不足，本發明提供了一種工業廢水處理裝置及其制備和使用方法。
[0006]該工業廢水處理裝置包括:餅狀吸附劑疊加結構、耐腐蝕管道；
[0007]所述耐腐蝕管道大小與餅狀吸附劑疊加結構大小相適應；耐腐蝕管道一端作為廢水進入口，另一端為處理后廢水的出口且設有支撐結構，該支撐結構用于支撐餅狀吸附劑疊加結構；
[0008]所述餅狀吸附劑疊加結構、是將片狀落葉、和/或類似植物葉片經清潔、干燥處理后，壓縮成餅狀再碳化，然后堆疊而成，且該餅狀吸附劑疊加結構的餅邊緣與耐腐蝕管道壁密封連接。
[0009]上述工業廢水處理裝置可多個串聯和/或并聯。
[0010]上述工業廢水處理裝置中耐腐蝕管道的支撐結構為帶通孔的底板。
[0011]工業廢水處理裝置的制備方法如下:
[0012]步驟1、收集片狀落葉、和/或類似植物葉片，清洗干凈并烘干至水分完全消失。
[0013]步驟2、將烘干后的片狀落葉、和/或類似植物葉片放入成型裝置內壓制成餅狀結構，壓制壓強 5*105— 10*105Pa。
[0014]步驟3、將壓制成型的片狀落葉、和/或類似植物葉片塊放在密封環境中碳化，碳化完成后得到餅狀結構吸附劑。
[0015]步驟4、將步驟3制得的餅狀結構吸附劑疊放成圓柱體狀放入大小相適應的耐腐蝕管道中，并密封餅狀結構吸附劑與筒的接觸面，制得工業廢水處理裝置。
[0016]上述片狀落葉、和/或類似植物葉片壓縮成餅狀結構時選用片狀落葉、和/或類似植物葉片類型的纖維含量與壓制成形所需壓強有關，纖維含量越高，所需壓強越小。纖維含量較高的樹葉，壓強控制在5*105Pa時落葉壓縮完整并且酥松程度適中。
[0017]上述步驟2碳化時，其碳化程度表示為參數γ，γ =(處理前落葉質量Hi1-碳化后落葉質量Hi2)/處理前落葉質量HI1, Y越大碳化程度越大，60% < Y <70%。
[0018]工業廢水處理裝置的使用方法如下:
[0019]步驟1、將工業廢水廢水泵入上述工業廢水處理裝置，待廢水逐層通過餅狀結構吸附劑，從吸附裝置底端流出即可。
[0020]步驟2、待餅狀吸附劑吸附飽和后，在專用焚燒爐中富氧燃燒，除去所有有機物后，再用硫酸處理灰燼，待過濾后得到金屬硫酸鹽，實現資源的重新利用。
[0021]一種制作餅狀結構吸附劑的裝置，包括墊板，壓縮筒和壓縮器，其特征在于:墊板上設有一個放置壓縮筒的圓形凹槽，凹槽直徑與壓縮筒直徑大小相適應；壓縮筒為可側面拆分的圓柱筒，其外側壁設有固定結構；墊板與壓縮筒組合用于盛放片狀落葉、和/或類似植物葉片，其組合后形成一個圓柱桶的內部空間；壓縮器大小與壓縮筒大小相適應，且外端設有兩個手柄，用于從壓縮筒中取出壓縮器以及將壓縮器放入壓縮筒中。
[0022]上述壓縮筒的外側壁固定結構為螺紋固定結構。
[0023]上述制作餅狀結構吸附劑的裝置，采用耐壓耐燒金屬材料制成。
[0024]