CN110885117B - 一种微污染水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微污染水处理装置，包括透水机构、微污染水处理机构、磁流体机构和集水机构；所述微污染水处理机构位于所述透水机构下方且与透水机构相通，所述微污染水处理机构包括相连的磁场控制组件和第一驱动组件，所述第一驱动组件能够驱动所述磁场控制组件上下运动；所述磁流体机构设于所述微污染水处理机构下方，且通过能够开合的隔板机构分隔，所述磁流体机构包括能够受所述磁场控制组件吸引的吸附磁流体；所述集水机构设于所述磁流体机构下方，所述集水机构通过阀门与所述微污染水处理机构相连。本发明结构简单，成本低，能够实现对微污染水的初步净化，避免二次污染。
Description
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种微污染水处理装置。
背景技术
随着社会的不断发展，农业、工业和居民生活用水量逐年增加，全世界水资源短缺问题日益严重，水资源短缺问题已经逐渐成为全世界关注的热点，也是急待解决的难题。由于地表水极易受到污染，地下水量不足且开采困难，微污染水的净化问题成为缓解水资源短缺的有效方法，受到广泛关注。
微污染水主要是指受到有机污染的水源水，一部分有机污染物是由生活性有机污染而来，主要污染指标为COD（化学需氧量）、N、P和高锰酸钾；另一部分来源于工业性有机污染，主要污染指标为人工合成的有机物，对于水质净化工艺要求高，对人体健康危害较大。雨水是一种最经济、最直接的水资源，其中的微生物含量较少，容易处理。降落于地表的雨滴本身带有空气中的一些尘埃及大气污染物，再加上一般集雨流面没有适当的卫生防护设施，使得汇集于蓄水设施中的雨水水质较差，如COD、N和P等易对水源造成二次污染，增大了水质净化处理的难度，如果按照传统方式直接排入地表河流，将大大加重河流自我净化压力，出现水质污染等现象。现有的微污染水处理装置成本高，净化效果不显著，容易造成二次污染。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种微污染水处理装置，结构简单，成本低，能够实现对微污染水的初步净化，避免二次污染。
本发明提供了如下的技术方案：
一种微污染水处理装置，包括透水机构、微污染水处理机构、磁流体机构和集水机构；
所述微污染水处理机构位于所述透水机构下方且与透水机构相通，所述微污染水处理机构包括相连的磁场控制组件和第一驱动组件，所述第一驱动组件能够驱动所述磁场控制组件上下运动；
所述磁流体机构设于所述微污染水处理机构下方，且通过能够开合的隔板机构分隔，所述磁流体机构包括能够受所述磁场控制组件吸引的吸附磁流体；
所述集水机构设于所述磁流体机构下方，所述集水机构通过阀门与所述微污染水处理机构相连。
优选的，还包括壳体，所述透水机构、微污染水处理机构、磁流体机构和集水机构均安装于所述壳体内。
优选的，所述隔板机构包括上下设置的第一隔板和第二隔板，所述第二隔板上设有直径为1-5毫米的通孔，所述第一隔板连接有第二驱动组件，所述壳体的内壁安装有滑轨，所述第二驱动组件能够驱动所述第一隔板沿滑轨移动。
优选的，所述第一驱动组件和第二驱动组件的结构相同，包括第一推杆、第二推杆、转盘和电机；所述转盘底部中央连接有皮带轮，所述电机的输出轴与皮带轮间通过皮带相连，所述转盘的上表面边缘设有立柱，所述第二推杆的一端与所述立柱转动连接，另一端通过移动轴与第一推杆转动相连。
优选的，所述磁场控制组件包括与所述第一推杆固定连接的施力板、与施力板相连的连接杆以及设于连接杆末端的磁钢。
优选的，所述微污染水处理机构还包括设于所述隔板机构上方的液位传感器。
优选的，所述壳体上设有与所述集水机构相连通的雨水管网。
优选的，所述透水机构包括透水砖。
优选的，还包括供电系统，所述供电系统用于为所述微污染水处理机构和隔板机构供电。
优选的，还包括控制系统，所述控制系统包括分别与微污染水处理机构、隔板机构、阀门及供电系统相连的控制器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）待处理微污染水经透水机构进入微污染水处理机构，磁场控制组件向下运动吸引吸附磁流体，吸附磁流体经过打开的隔板机构上移，吸附微污染水中的N、P等污染物，实现对微污染水的初步净化，最后经阀门进入集水机构，实现回收利用；
（2）本发明结构简单，成本低，所采用的材料环保性强，不会出现二次污染的问题。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的内部结构示意图；
图3是隔板机构的结构示意图；
图4是磁流体受磁场作用的结构示意图；
图5是磁场控制机构的结构示意图；
图中标记为：1、壳体；2、雨水管网；3、供电系统；4、控制系统；5、透水机构；6、微污染水处理机构；6-1、液位传感器；6-2、隔板机构；6-2-1、第一隔板；6-2-2、第二隔板；6-2-3、第二驱动组件；6-2-4、滑轨；6-2-5、壳体的内壁；6-3、阀门；6-4、磁场控制组件；6-4-1、磁钢；6-4-2、连接杆；6-4-3、施力板；6-4-4、第一推杆；6-4-5、移动轴；6-4-6、第二推杆；6-4-7、立柱；6-4-8、转盘；6-4-9、皮带轮；6-4-10、皮带；6-4-11、电机；7、磁流体机构；8、集水机构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-5所示，一种微污染水处理装置，包括透水机构5、微污染水处理机构6、磁流体机构7和集水机构8；微污染水处理机构6位于透水机构5下方且与透水机构5相通，微污染水处理机构6包括相连的磁场控制组件6-4和第一驱动组件，第一驱动组件能够驱动磁场控制组件6-4上下运动；磁流体机构7设于微污染水处理机构6下方，且通过能够开合的隔板机构6-2分隔，磁流体机构7包括能够受磁场控制组件6-4吸引的吸附磁流体；集水机构8设于磁流体机构7下方，集水机构8通过阀门6-3与微污染水处理机构6相连。
本实施例提供的微污染水处理装置还包括壳体1，透水机构5、微污染水处理机构6、磁流体机构7和集水机构8均安装于壳体1内。壳体1上设有与集水机构8相连通的雨水管网2。
透水机构5包括透水砖，透水砖可以为具有污染物吸附能力的透水材料。
磁流体机构7中的吸附磁流体的制备方法包括步骤：1）在烧杯中称取一定量的多孔氧化铝粉体和煤质活性炭粉体，然后加入一定量的去离子水用超声波振动器进行30分钟震荡，随后将在烧杯中加入一定量的油酸和高分子量聚乙二醇改性剂，60℃下超声分散30分钟，最后加入一定量的四氧化三铁粉体，再进行常温超声分散两小时；（2）向所得液体加入一定量的导热油和一定量的硅烷偶联剂、C18H34O2（油酸）和聚乙二醇，通过机械搅拌30分钟，得到最终的吸附磁流体，可吸附50到100微米的颗粒物。
微污染水处理机构6还包括设于隔板机构6-2上方的液位传感器6-1，用于实时监测微污染水处理机构6内的微污染水水位，便于控制第一驱动组件工作。磁场控制组件6-4包括与第一驱动组件固定连接的施力板6-4-3、与施力板6-4-3相连的连接杆6-4-2以及设于连接杆6-4-2末端的磁钢6-4-1。当第一驱动组件推动施力板6-4-3和连接杆6-4-2时，磁钢6-4-1靠近磁流体机构7，吸附磁流体会受到吸引而上移（如图4是磁流体受磁场作用的示意图），进入微污染水处理机构6，对N、P等污染物进行吸附处理；当第一驱动组件拉动施力板6-4-3和连接杆6-4-2时，磁钢6-4-1上移减少对吸附磁流体的吸引，使吸附磁流体回落。此外，磁钢6-4-1在微污染水处理机构6中进行上下移动的过程中，不仅能实现对于吸附磁流体所受磁场强度的控制，使吸附磁流体的上下流动，还能通过磁钢6-4-1的上下运动对汇积在微污染水处理机构6内的雨水进行上下搅拌，使其中的N、P污染物与吸附磁流体充分混合，大大提高系统处理效率，更好的提高进入雨水管网的雨水水质。
隔板机构6-2包括上下设置的第一隔板6-2-1和第二隔板6-2-2，第二隔板6-2-2上设有直径为1-5毫米的通孔，能够允许吸附磁流体通过，同时阻碍微污染水进入磁流体机构7内。第一隔板6-2-1连接有第二驱动组件6-2-3，壳体的内壁6-2-5安装有滑轨6-2-4，第二驱动组件6-2-3能够驱动第一隔板6-2-1沿滑轨6-2-4移动，使第一隔板6-2-1与第二隔板6-2-2重合或错开，实现隔板机构6-2的开合。
第一驱动组件和第二驱动组件的结构相同，包括第一推杆6-4-4、第二推杆6-4-6、转盘6-4-8和电机6-4-11；转盘6-4-8底部中央连接有皮带轮6-4-9，电机6-4-11的输出轴与皮带轮6-4-9间通过皮带6-4-10相连，转盘6-4-8的上表面边缘设有立柱6-4-7，第二推杆6-4-6的一端与立柱6-4-7转动连接，另一端通过移动轴6-4-5与第一推杆6-4-4转动相连。电机6-4-11工作时，带动转盘6-4-8转动，与立柱6-4-7转动连接的第二推杆6-4-6随之移动，进而使第一推杆6-4-4上移或下移；第一驱动组件的第一推杆与施力板固定连接，实现磁钢的上下移动；第二驱动组件的第一推杆与第一隔板固定连接，实现第一隔板与第二隔板的重合或错开。
本实施例提供的微污染水处理装置还包括供电系统3，供电系统3用于为微污染水处理机构6和隔板机构6-2供电，具体的为微污染水处理机构6和隔板机构6-2的电机供电。
本实施例提供的微污染水处理装置还包括控制系统4，控制系统4包括分别与微污染水处理机构6、隔板机构6-2、阀门6-3、供电系统3相连的控制器，具体的，控制器与微污染水处理机构6的电机和液位传感器6-1、隔板机构6-2的电机、阀门6-3以及供电系统3相连。
本发明的工作原理为：初始状态下，第一隔板6-2-1与第二隔板 6-2-2重合，阀门6-3关闭，供电系统3不对外供电，第一驱动组件处于收缩状态。首先，微污染水通过透水机构5进入微污染水处理机构6，微污染水汇积，水位不断上升，当微污染水水位到达液位传感器6-1时，触发供电系统3开关，供电系统3开始对外供电，微污染水处理机构6和隔板机构6-2的电机工作，实现第一隔板6-2-1与第二隔板6-2-2分离，此时第一驱动组件处于伸展状态，使连接杆6-4-2端部的磁钢6-4-1下移，增强磁钢6-4-1与吸附磁流体之间的磁场，磁流体在磁场作用下流动，由第二隔板6-2-2上的通孔流出，与位于微污染水处理机构6中的微污染水接触，吸附N、P等污染物，此时供电系统3受控制系统4控制停止供电，磁钢6-4-1复位，磁钢6-4-1与吸附磁流体之间的磁场减弱，吸附磁流体再次通过第二隔板6-2-2上的通孔回到磁流体机构7，第二驱动组件6-2-3使第一隔板6-2-1与第二隔板6-2-2重新呈叠加方式重合，磁流体机构7与微污染水处理机构6分离，30s后阀门6-3开启，净化后的微污染水通过阀门6-3进入集水机构8，再进入雨水管网2，进行后续净化处理程序，使水质达到直接回用于城市工业用水、农业用水和生活用水的标准。
本发明提供的微污染水处理装置，结构简单，成本低，能够实现对微污染水的初步净化，避免二次污染。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种微污染水处理装置，其特征在于，包括透水机构、微污染水处理机构、磁流体机构、集水机构和壳体，透水机构、微污染水处理机构、磁流体机构和集水机构均安装于所述壳体内；
所述微污染水处理机构位于所述透水机构下方且与透水机构相通，所述微污染水处理机构包括相连的磁场控制组件和第一驱动组件，所述第一驱动组件能够驱动所述磁场控制组件上下运动；
所述磁流体机构设于所述微污染水处理机构下方，且磁流体机构和微污染水处理机构通过能够开合的隔板机构分隔，所述磁流体机构包括能够受所述磁场控制组件吸引的吸附磁流体；
所述集水机构设于所述磁流体机构下方，所述集水机构通过阀门与所述微污染水处理机构相连；
所述隔板机构包括上下设置的第一隔板和第二隔板，所述第二隔板上设有直径为1-5毫米的通孔，所述第一隔板连接有第二驱动组件，所述壳体的内壁安装有滑轨，所述第二驱动组件能够驱动所述第一隔板沿滑轨移动；
所述第一驱动组件和第二驱动组件的结构相同，均包括第一推杆、第二推杆、转盘和电机；所述转盘底部中央连接有皮带轮，所述电机的输出轴与皮带轮间通过皮带相连，所述转盘的上表面边缘设有立柱，所述第二推杆的一端与所述立柱转动连接，另一端通过移动轴与第一推杆转动相连；
所述磁场控制组件包括与所述第一驱动组件的第一推杆固定连接的施力板、与施力板相连的连接杆以及设于连接杆末端的磁钢；
所述微污染水处理机构还包括设于所述隔板机构上方的液位传感器。
2.根据权利要求1所述的微污染水处理装置，其特征在于，所述壳体上设有与所述集水机构相连通的雨水管网。
3.根据权利要求1所述的微污染水处理装置，其特征在于，所述透水机构包括透水砖。
4.根据权利要求1所述的微污染水处理装置，其特征在于，还包括供电系统，所述供电系统用于为所述微污染水处理机构和所述隔板机构供电。
5.根据权利要求4所述的微污染水处理装置，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括分别与微污染水处理机构、隔板机构、阀门及供电系统相连的控制器。
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