CN106186470A - 一种节能路灯的饮用水转换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能路灯的饮用水转换方法，包括以下步骤：（A）储水槽收集雨水；（B）开始电絮凝，使有害物质与雨水分离，经过处理后的雨水通过设置在储水槽底部的排水口进入第一水管中，通过滤网过滤；（C）经过电絮凝的水流沿着第一水管进入超滤箱，在超滤箱中得到进一步处理，水中的盐离子、灰尘、细菌进一步减少；（D）之后通过第二水管进入UV杀菌室，杀灭掉部分对人体有害但却无法被电絮凝法和超滤法除去的细菌；（E）水流进入净水箱中储存。本发明不仅避免了雨水和污水混合后进行水处理工艺，降低了污水处理工艺的难度和成本，而且净化雨水后，大大增加了雨水的使用范围，达到节约能源的目的，具有较广泛的使用价值。

Description

一种节能路灯的饮用水转换方法

技术领域

本发明涉及LED路灯的应用，具体涉及一种节能路灯的饮用水转换方法。

背景技术

自1879年T.A.爱迪生制造碳化纤维白炽灯以来，白炽灯以迅猛的速度代替油灯、蜡烛，成为人们生活中所必需的照明装置。随着科技的发展，白炽灯已经不能满足人们的需求，虽然之后发明了体积和衰光极更小的卤钨灯，但是白炽灯依靠钨丝发光的原理使得其发光效率依旧偏低。为了节省能源，高发光效率的荧光灯和LED灯应运而生。

LED的英文为Light Emitting Diode，即发光二极管，是一种固态的半导体元件，可以直接将电转化为光。LED灯的核心是半导体晶片，半导体晶片由P型半导体和N型半导体两部分组成，这两部分之间形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子被推向P型半导体中的空穴中，之后以光子的形式发出能量，根据P-N结材质的不同，发出的光的波长不同，光的颜色也就不同。以上即为LED灯的发光原理，可以看出，LED灯与白炽灯和荧光灯不同，为冷光源，其节能效果强于荧光灯，同瓦数时比荧光灯亮约50%。

灯的主要作用就是照明，根据其被设置的位置而分为很多种类。路灯是最常见的一种灯，路灯不仅能为路面提供亮光，弥补夜晚月光的不足，为人们的出行安全提供保障，样式别致的路灯还成为城市一道亮丽的风景线，供人们驻足观赏。

传统的LED路灯只具备照明道路的功能，遇到雨天时，雨水冲刷路灯后即流入下水道中与污水混合，最终由污水处理厂进行污水处理。然而污水与雨水由于水中含有的组分不同，其处理方式是不一样的，如果简单地将污水和雨水混合进行处理，会增加水处理工艺的成本，造成能源浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对传统的LED路灯只具备照明功能的缺陷，目的在于提供一种节能路灯的饮用水转换方法，解决传统的LED路灯无法净化雨水，导致雨水直接流入下水道中与污水混合，从而加大了水处理工艺难度与成本的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种节能路灯的饮用水转换方法，（A）雨天时，储水槽具备储水能力，能够收集落在储水槽中的雨水；

（B）当储水槽中收集一定量的雨水后，通过感应器传输的控制系统的信号，开始电絮凝，电极板的阳极产生铝或铁离子，进一步形成羟基络合物，羟基络合物吸附雨水中的细菌、灰尘和有害的重金属盐离子、有机物等物质，使这些有害物质与雨水分离，经过处理后的雨水通过设置在储水槽底部的排水口进入第一水管中，通过滤网过滤；

（C）经过电絮凝的水流沿着第一水管进入超滤箱，在超滤箱中得到进一步处理，水中的盐离子、灰尘、细菌进一步减少；

（D）之后通过第二水管进入UV杀菌室，杀灭掉部分对人体有害但却无法被电絮凝法和超滤法除去的细菌；

（E）水流进入净水箱中储存；上述步骤中包括灯柱，所述灯柱上设置有灯架，所述灯架上安装有LED灯，灯柱靠近底端的侧面上固定有加强筋，灯柱顶端固定有储水槽，灯柱侧面从上至下依次安装有超滤箱、UV杀菌箱和净水箱，所述储水槽与超滤箱之间连接有第一水管、超滤箱与UV杀菌箱之间连接有第二水管，UV杀菌箱与净水箱之间连接有第三水管，净水箱底部连接有排水管，所述排水管上安装有截止阀，储水槽内设置有若干电极板，所述电极板均平行于水平面，相邻的电极板分别固定在储水槽相互平行的两个侧面上，储水槽的底面设置有排水孔，所述排水孔上设置有滤网，排水孔连接第一水管。现有技术中，LED路灯只具备照明道路的功能，遇到雨天时，雨水冲刷路灯后即流入下水道中与污水混合，最终由污水处理厂进行污水处理。这样将雨水和污水混合在一起处理，而对雨水不加利用是不正确的。首先，因为雨水与污水不同，其含有的化合物是相对明确的，雨水中包含了少量硝酸、硫酸等酸性物质，还有少量粉尘、灰尘以及细菌，部分地区的雨中可能会含有少量重金属，而污水中则包含较多的重金属、对人体有害的有机物，污水中含有的污泥更多。根据雨水和污水中含有的组分不同，水处理方式是不同的，如果将雨水和污水混合后采用污水的处理工艺条件，将大大增加了水处理工艺的成本，造成资源的浪费。同时，混合处理雨水和污水也忽视了雨水本身的用途，由于雨水本身含有的有害化合物、污泥、细菌较少，将雨水经过简单净水处理后，即可得到广泛的应用，例如用于消防用水、道路冲洗、冲洗车辆、浇灌农作物等等，既然雨水稍加处理便拥有广泛的应用价值，而混合雨水和污水后再进行处理又会增加水处理工艺的难度和成本，那么如果能够单独收集部分雨水，对其进行简单的净水处理，则能够达到节省能源的目的。LED路灯几乎遍布城市的大街小巷，如果能将LED路灯顶部安装储存雨水的装置，通过储水装置收集雨水，再通过净化装置对雨水进行净化，便可以将净化后的雨水用在广泛的领域，节省了能源的同时也方便了生活。为了达到上述目的，本发明提供了一种具备净化功能的LED路灯，该LED路灯包括灯柱，以及设置在灯柱上的加强筋、灯架和灯架上安装的LED灯，以上零部件都属于现在LED路灯所具备的。与现有LED路灯不同的是，在灯柱的顶端安装有储水槽，所述储水槽为缸体结构，具备储水能力，当遇到下雨天气时，雨水收集在储水槽中。储水槽内采用电絮凝法对雨水进行净化。电絮凝法为现有技术，其反应原理是在直流电的作用下，阳极产生铝或铁离子，在经过一系列的水解、聚合的氧化过程后，生成羟基络合物、多核羟基络合物以及氢氧化物，这些物质形成絮凝状物质，能够吸附并分离水中的细菌、灰尘、及部分有害物质，达到净化水的目的，目前电絮凝法主要用在制药厂废水、矿业废水、垃圾渗滤液、木材处理废水等领域，而未应用在雨水的处理过程中。相比污水中的有害物质，雨水中的组分简单一些，也不是特别难处理，通过电絮凝法形成的絮凝剂即可将雨水中的部分盐离子、灰尘、粉尘和细菌吸附，使得处理后的雨水具有更加广泛的应用范围。为了使用电絮凝法，在储水槽内设置有若干相互平行的电极板，相邻的电极板分别固定在储水槽的相互平行的两个侧面上，这样形成了一个至上而下的流道，增加了雨水与电极板的接触时间，利于电絮凝反应的进行。通过给电极板通电，在阳极区生成铝或铁离子，进一步形成羟基络合物等絮凝状物质，絮凝状物质吸附雨水中的细菌、灰尘、部分盐离子，使得这部分污染物脱离雨水，达到净化雨水的目的。经过处理后的雨水通过设置在储水槽底部的排水口进入第一水管中，经过滤网过滤后，沿着第一水管进入超滤箱，在超滤箱中经过电絮凝法处理的雨水得到进一步水处理。超滤箱中设置有超滤膜组件，超滤膜为现有技术，是以超滤膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当液体流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，从而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。经过超滤箱处理的雨水，其中的盐离子、灰尘、细菌进一步减少，之后这部分雨水通过第二水管进入UV杀菌室，杀灭掉部分对人体有害但却无法被电絮凝法和超滤法除去的细菌。最后被处理的水流进入净水箱中储存，此时的净水不仅可以满足消防用水、道路冲洗、冲洗车辆、浇灌农作物等领域对水质的要求，而且可以达到人们饮用的标准。通过开启净水箱底部的排水管上设置的截止阀可以获取储存在净水箱中的净水。本发明通过利用了路灯遍布城市大街小巷的优点，在路灯顶部安装储水槽，通过储水槽收集并使用电絮凝法、超滤膜、UV杀菌等工艺处理雨水，不仅避免了雨水和污水混合后进行水处理工艺，降低了污水处理工艺的难度和成本，而且净化雨水后，大大增加了雨水的使用范围，达到节约能源的目的，具有较广泛的使用价值；同时，城市里的LED路灯都成为了小型净水站，使得人们的生活更加便利，无论是个人饮用、冲洗车辆还是集中收集净水后用作消防、灌溉农作物，都不必再经过污水处理厂进行水处理，人们可以随取随用，十分方便。

进一步地，电极板上安装有若干扰流板。扰流板使得雨水在流经电极板的同时形成涡流，增加雨水与电极板的接触时间，增加电絮凝的处理效率，进一步去除雨水中的细菌、灰尘、有害的盐离子、有机物。

进一步地，储水槽内侧设置有感应器，所述感应器位于储水槽侧面高度一半的位置。感应器连接有控制系统，当储水槽中的雨水高度达不到储水槽一半的高度时，通过控制系统控制电絮凝反应停止，避免电絮凝反应的持续发生，不仅消耗电极，而且处理雨水的效率低。

进一步地，排水管的出水端距离地面的高度为不大于130厘米。130厘米能够保证普通民众或者相关工作人员顺利取水。

进一步地，灯柱、净水箱、储水槽、超滤箱、UV杀菌箱和灯架的表面涂有醇酸磁漆。醇酸磁漆主要用于金属表面的保护，由于雨水中含有硝酸、硫酸的酸性物质，会腐蚀金属表面，降低灯柱等零部件的使用寿命，醇酸磁漆能够对这些零部件的表面起到保护作用。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明利用了路灯遍布城市大街小巷的优点，在路灯顶部安装储水槽，通过储水槽收集并使用电絮凝法、超滤膜、UV杀菌等工艺处理雨水，不仅避免了雨水和污水混合后进行水处理工艺，降低了污水处理工艺的难度和成本，而且净化雨水后，大大增加了雨水的使用范围，达到节约能源的目的，具有较广泛的使用价值；

2、本发明将城市里的LED路灯都转变成为了小型净水站，使得人们的生活更加便利，无论是个人饮用、冲洗车辆还是集中收集净水后用作消防、灌溉农作物，都不必再经过污水处理厂进行水处理，人们可以随取随用，十分方便；

3、本发明设计的储水槽避免了LED灯与雨水接触，保护了LED灯，延长了LED灯的使用寿命；

4、本发明在灯柱、净水箱、储水槽、超滤箱、UV杀菌箱和灯架表面涂有醇酸磁漆，醇酸磁漆主要用于金属表面的保护，由于雨水中含有硝酸、硫酸的酸性物质，会腐蚀金属表面，降低灯柱等零部件的使用寿命，醇酸磁漆能够对这些零部件的表面起到保护作用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-灯柱，2-净水箱，3-LED灯，4-储水槽，5-超滤箱，6-UV杀菌箱，7-第三水管，8-电极板，9-滤网，10-第一水管，11-扰流板，12-第二水管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1所示，本实施例包括以下步骤：（A）雨天时，储水槽4具备储水能力，能够收集落在储水槽4中的雨水；

（B）当储水槽4中收集一定量的雨水后，通过感应器传输的控制系统的信号，开始电絮凝，电极板8的阳极产生铝或铁离子，进一步形成羟基络合物，羟基络合物吸附雨水中的细菌、灰尘和有害的重金属盐离子、有机物等物质，使这些有害物质与雨水分离，经过处理后的雨水通过设置在储水槽4底部的排水口进入第一水管10中，通过滤网9过滤；

（C）经过电絮凝的水流沿着第一水管10进入超滤箱5，在超滤箱5中得到进一步处理，水中的盐离子、灰尘、细菌进一步减少；

（D）之后通过第二水管进入UV杀菌室6，杀灭掉部分对人体有害但却无法被电絮凝法和超滤法除去的细菌；

（E）水流进入净水箱2中储存；上述步骤中包括灯柱1，灯柱1上设置有灯架，灯架上安装有LED灯3，灯柱1靠近底端的侧面上固定有加强筋，灯柱1顶端固定有储水槽4，灯柱1侧面从上至下依次安装有超滤箱5、UV杀菌箱6和净水箱2，储水槽4与超滤箱5之间连接有第一水管10、超滤箱5与UV杀菌箱6之间连接有第二水管12，UV杀菌箱6与净水箱2之间连接有第三水管7，净水箱2底部连接有排水管，排水管上安装有截止阀，储水槽4内设置有若干电极板8，电极板8均平行于水平面，相邻的电极板8分别固定在储水槽4相互平行的两个侧面上，储水槽4的底面设置有排水孔，所述排水孔上设置有滤网9，排水孔连接第一水管10。电极板8上安装有若干扰流板11。储水槽4内侧设置有感应器，感应器位于储水槽侧面高度一半的位置。排水管的出水端距离地面的高度为不大于130厘米。灯柱1、净水箱2、储水槽4、超滤箱5、UV杀菌箱6和灯架的表面涂有醇酸磁漆。

本发明利用了路灯遍布城市大街小巷的优点，在路灯顶部安装储水槽4，通过储水槽4收集并使用电絮凝法、超滤膜、UV杀菌等工艺处理雨水，不仅避免了雨水和污水混合后进行水处理工艺，降低了污水处理工艺的难度和成本，而且净化雨水后，大大增加了雨水的使用范围，达到节约能源的目的，具有较广泛的使用价值；同时，将城市里的LED路灯都转变成为了小型净水站，使得人们的生活更加便利，无论是个人饮用、冲洗车辆还是集中收集净水后用作消防、灌溉农作物，都不必再经过污水处理厂进行水处理，人们可以随取随用，十分方便。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种节能路灯的饮用水转换方法，其特征在于，包括以下步骤：

（A）雨天时，储水槽具备储水能力，能够收集落在储水槽中的雨水；

（B）当储水槽中收集一定量的雨水后，通过感应器传输的控制系统的信号，开始电絮凝，电极板的阳极产生铝或铁离子，进一步形成羟基络合物，羟基络合物吸附雨水中的细菌、灰尘和有害的重金属盐离子、有机物等物质，使这些有害物质与雨水分离，经过处理后的雨水通过设置在储水槽底部的排水口进入第一水管中，通过滤网过滤；

（C）经过电絮凝的水流沿着第一水管进入超滤箱，在超滤箱中得到进一步处理，水中的盐离子、灰尘、细菌进一步减少；

（D）之后通过第二水管进入UV杀菌室，杀灭掉部分对人体有害但却无法被电絮凝法和超滤法除去的细菌；

（E）水流进入净水箱中储存；上述步骤中包括灯柱（1），所述灯柱（1）上设置有灯架，所述灯架上安装有LED灯（3），灯柱（1）靠近底端的侧面上固定有加强筋，灯柱（1）顶端固定有储水槽（4），灯柱（1）侧面从上至下依次安装有超滤箱（5）、UV杀菌箱（6）和净水箱（2），所述储水槽（4）与超滤箱（5）之间连接有第一水管（10）、超滤箱（5）与UV杀菌箱（6）之间连接有第二水管（12），UV杀菌箱（6）与净水箱（2）之间连接有第三水管（7），净水箱（2）底部连接有排水管，所述排水管上安装有截止阀，储水槽（4）内设置有若干电极板（8），所述电极板（8）均平行于水平面，相邻的电极板（8）分别固定在储水槽（4）相互平行的两个侧面上，储水槽（4）的底面设置有排水孔，所述排水孔上设置有滤网（9），排水孔连接第一水管（10）。

2.根据权利要求1所述的一种节能路灯的饮用水转换方法，其特征在于，所述电极板（8）上安装有若干扰流板（11）。

3.根据权利要求1所述的一种节能路灯的饮用水转换方法，其特征在于，储水槽（4）内侧设置有感应器，所述感应器位于储水槽侧面高度一半的位置。

4.根据权利要求1所述的一种节能路灯的饮用水转换方法，其特征在于，所述排水管的出水端距离地面的高度为不大于130厘米。

5.根据权利要求1所述的一种节能路灯的饮用水转换方法，其特征在于，所述灯柱（1）、净水箱（2）、储水槽（4）、超滤箱（5）、UV杀菌箱（6）和灯架的表面涂有醇酸磁漆。