CN111573768A - 一种基于吸附原理的水体净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的一种基于吸附原理的水体净化装置，包括箱体和控制器，箱体包括外箱体和布置在外箱体内的内箱体，外箱体包括外箱体骨架和设置在外箱体骨架表面的第一网状层，内箱体包括内箱体骨架和设置在内箱体骨架表面的第二网状层，内箱体骨架和外箱体骨架固定连接，内箱体和外箱体之间形成用于固定复合吸附材料的容纳腔，复合吸附材料填充在容纳腔内，内箱体内设有潜水泵、高液位检测器和低液位检测器，潜水泵与喷头通过喷管连通，喷头伸出箱体，且喷头喷出的水的落水点位于箱体之外，高液位检测器和低液位检测器信号连接控制器，控制器控制连接潜水泵。本发明可在对水体进行物理吸附净化的同时提高水体的溶解氧值，从而提高对河道水体的净化效果。

Description

一种基于吸附原理的水体净化装置
技术领域
本发明涉及河道水体净化设备技术领域，具体涉及一种基于吸附原理的水体净化装置。
背景技术
随着我国经济的迅猛发展，城市化、工业化速度越来越快，人们生活质量、水准的提高，大量的生活污水、工业污水排入了城市河道中，城市河道污染也成了迫在眉睫急待解决的问题。
当前不少城市由于各类排水口、截流井与溢流井、排水管道与检查井的建设和维护不当，导致大量地下水、河水等外来水通过排水口、管道和检查井的各种结构性缺陷进入排水管道，加之雨污混接和污水直排，周边居民生活污水不断汇入河道，河道水质难以通过自净能力维持水质情况，尤其是夏季，河道形成黑臭问题，严重影响景观环境及周围居民生活环境。而溶解氧值则是水体变黑、发臭问题的一个重要因素。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出的一种基于吸附原理的水体净化装置。
本发明提出的一种基于吸附原理的水体净化装置，包括：箱体、用于净化水体的复合吸附材料、潜水泵、喷管、喷头、高液位检测器、低液位检测器和控制器；
箱体包括外箱体和内箱体，外箱体包括外箱体骨架和设置在外箱体骨架表面的第一网状层，内箱体包括内箱体骨架和设置在内箱体骨架表面的第二网状层，内箱体布置在外箱体内，内箱体骨架和外箱体骨架固定连接，内箱体和外箱体之间形成用于固定复合吸附材料的容纳腔；
复合吸附材料填充在容纳腔内，潜水泵、高液位检测器和低液位检测器分别安装在内箱体内，潜水泵、喷管和喷头依次连通，喷头伸出箱体，且喷头喷出的水的落水点位于箱体之外，高液位检测器和低液位检测器分别信号连接控制器，控制器控制连接潜水泵。
优选地，喷头朝上设置，且喷头沿周向间隔设有多个用于出水的出水孔，且出水孔的进水端到喷头中心线的距离小于出水孔的出水端到喷头中心线的距离。
优选地，出水孔的进水端的高度低于出水孔的出水端的高度。
优选地，外箱体和内箱体为圆柱状，内箱体和外箱体同轴布置，喷头与内箱体同轴布置。
优选地，容纳腔顶部设有环形种植板，环形种植板沿周向开设有多个种植孔，种植孔内种有挺水植物。
优选地，箱体底部设有多个悬挂绳，悬挂绳上悬挂有填料框，填料框内设有微生物填料。
优选地，第一网状层和第二网状层为钢丝网或塑料网或尼龙网，外箱体骨架和内箱体骨架采用不锈钢管或塑料管或者木板制成。
优选地，复合吸附材料整体外表面设有用于包裹复合吸附材料整体的滤布层。
优选地，复合吸附材料由活性污泥炭化制得。
优选地，箱体通过桩或者绳子和锚布置在河道内。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)内箱体中的水通过潜水泵抽取，并通过喷管和喷头在空气中喷洒，增加了净化后的水与空气的接触面积，使净化后的水具有足够的溶解氧后再落入炭箱附近的河道中，提高了河道水体中溶解氧的含量，增加了河道水体的自净化能力，进一步减少或避免了厌氧菌的大量繁殖。
(2)通过高液位检测器和低液位检测器检测内箱体的水位，当内箱体内水位高于高液位时，高液位检测器将检测到的液位信号传递给控制器，控制器根据所接收的液位信号控制潜水泵启动，喷头向外喷水，潜水泵持续抽水，直至内箱体内的水位低于低水位，低液位检测器将检测到的液位信号传递给控制器，控制器控制潜水泵停止工作，因此，高低液位检测器的设置可使潜水泵根据内箱体的水位自动实现抽水、喷水等工作，且可避免因水位过低而潜水泵依然工作而导致的潜水泵的损坏。
(3)复合吸附材料填充在内箱体和外箱体之间，可对炭箱附近的水域进行吸附净化，如炭箱外的水通过复合吸附材料间的空隙逐渐渗入炭箱内部并实现净化吸附，而且潜水泵在抽取内箱体内水的过程中加快了复合吸附材料对炭箱附近水体的净化。
综上所述，复合吸附材料、潜水泵、喷头和喷管构成了一个水体循环净化系统，可在对河道水体进行物理吸附净化的同时提高河道水体的溶解氧值，而溶解氧值是研究水自净能力的一种依据，因此，本发明可有效提高对河道水体的净化效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于吸附原理的水体净化装置的结构示意图。
图2为本发明中的外箱体骨架和内箱体骨架的连接示意图。
附图标记说明：
1-外箱体骨架 2-内箱体骨架 3-复合吸附材料 4-潜水泵 5-喷管
6-喷头 7-高液位检测器 8-低液位检测器 9-控制器
具体实施方式
参照图1和图2，本发明提出的一种基于吸附原理的水体净化装置，包括：箱体、用于净化水体的复合吸附材料3、潜水泵4、喷管5、喷头6、高液位检测器7、低液位检测器8和控制器9；
箱体包括外箱体和内箱体，外箱体包括外箱体骨架1和设置在外箱体骨架1表面的第一网状层，内箱体包括内箱体骨架2和设置在内箱体骨架2表面的第二网状层，内箱体布置在外箱体内，内箱体骨架2和外箱体骨架1固定连接，内箱体和外箱体之间形成用于固定复合吸附材料3的容纳腔；
复合吸附材料3填充在容纳腔内，潜水泵4、高液位检测器7和低液位检测器8分别安装在内箱体内，潜水泵4、喷管5和喷头6依次连通，喷头6伸出箱体，且喷头6喷出的水的落水点位于箱体之外，高液位检测器7和低液位检测器8分别信号连接控制器9，控制器9控制连接潜水泵4。
本发明通过潜水泵4在将内箱体中的水抽取并通过喷管5和喷头6将水在空气中喷洒，增加净化后的水与空气的接触面积，使净化后的水具有足够的溶解氧后在落入炭箱附近的河道中，从而提高河道水体溶解氧含量，减少或避免厌氧菌的大量繁殖，并通过高液位检测器7和低液位检测器8检测内箱体的水位，当内箱体内水位高于高液位时，高液位检测器7将检测到的液位信号传递给控制器9，控制器9根据所接收的液位信号控制潜水泵4启动，喷头6向外喷水，潜水泵4持续抽水，直至内箱体内的水位低于低水位，低液位检测器8将检测到的液位信号传递给控制器9，控制器9控制潜水泵4停止工作，高低液位检测器的设置可使潜水泵4根据内箱体的水位进行自动抽水、喷水等工作，且可避免因水位过低而潜水泵4依然工作而导致的潜水泵4的损坏；而且复合吸附材料3填充在内箱体和外箱体之间，复合吸附材料3与炭箱附近的水域具有较大的接触面积并进行吸附净化，潜水泵4在抽取位于内箱体内经过复合吸附材料3净化后水的过程中也加快了复合吸附材料3对炭箱附近水体的净化，构成了一个水体循环净化系统，可在对水体进行物理吸附净化的同时提高水体的溶解氧值，从而有效提高对河道水体的净化效果。
在实际使用时，内箱体骨架2和外箱体骨架1可拆卸固定连接或焊接形成一体结构。
为了有效增加喷头6所喷出的水与空气的接触面积和接触时间，从而提高溶解氧值，在具体实施方式中，喷头6朝上设置，且喷头6沿周向间隔设有多个用于出水的出水孔，且出水孔的进水端到喷头6中心线的距离小于出水孔的出水端到喷头6中心线的距离。通过控制器9控制潜水泵4调节喷头6的出水速度，实现调节喷头6喷水的落水点。
为了进一步增加喷头6所喷出的水与空气的接触面积和接触时间，从而提高溶解氧值，在进一步地具体实施方式中，出水孔的进水端的高度低于出水孔的出水端的高度。
为了便于控制喷头6的落水点位于箱体之外，在具体实施方式中，外箱体和内箱体为圆柱状，内箱体和外箱体同轴布置，喷头6与内箱体同轴布置。
在具体实施方式中，容纳腔顶部设有环形种植板，环形种植板沿周向开设有多个种植孔，种植孔内种有挺水植物。挺水植物包括但不限于水葫芦、水浮蓬、水葱、芦苇等水生植物，它们都有较强的吸收、分解氮磷有机质和氨氮、磷酸盐的能力，有深度脱氮除磷的处理能力，利用挺水植物接触该炭箱所在水域，对所在水域进行净化，有效提高了该炭箱的整体净化能力。
为了进一步提高该炭箱的整体净化能力，在具体实施方式中，箱体底部设有多个悬挂绳，悬挂绳上悬挂有填料框，填料框内设有微生物填料。微生物填料可以有效降解河道水体中小分子有机物，降低氮磷含量。
在具体实施方式中，第一网状层和第二网状层为钢丝网或塑料网或尼龙网，外箱体骨架1和内箱体骨架2采用不锈钢管或塑料管或者木板制成。
为了进一步减少水流对复合吸附材料3的冲击，避免复合吸附材料3被损坏，在具体实施方式中，复合吸附材料3整体外表面设有用于包裹复合吸附材料3整体的滤布层。
在具体实施方式中，复合吸附材料3由活性污泥炭化制得。活性污泥炭化后衍生的复合吸附材料3，富含微孔、中孔，比表面积较大，空隙疏松，表面有大量的功能团，水容量高，对废水废气中的有机物吸附效果明显，对硫化氢、二氧化硫、挥发性有机物等吸附效率接近优质活性炭，对水相污染物吸附能力可以达到优质活性炭的三分之，而该复合吸附材料3成本远低于优质活性炭，因此可以替代部分低端活性炭或作为功能性吸附材料，解决活性炭原材料有限的问题，具有极强的市场竞争力。
实际使用时，复合吸附材料3的制备包括以下步骤：
将活性污泥进行压缩后，在保护气体气氛中进行烘干，得到烘干后的污泥；所述活性污泥压缩后的含水率为60-80wt％；所述烘干温度为80-200℃，时间为10-80min；所述烘干后的污泥在保护气体气氛中进行热裂解，得到复合吸附材料3；所述热裂解的温度为500-800℃，时间为10-80min。
在具体实施方式中，控制器9安装在喷管5远离箱体的一端上。在实际使用时，控制器9安装在防水壳体内。
在具体实施方式中，箱体通过桩或者绳子和锚布置在河道内。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于吸附原理的水体净化装置，其特征在于，包括：箱体、用于净化水体的复合吸附材料(3)、潜水泵(4)、喷管(5)、喷头(6)、高液位检测器(7)、低液位检测器(8)和控制器(9)；
箱体包括外箱体和内箱体，外箱体包括外箱体骨架(1)和设置在外箱体骨架(1)表面的第一网状层，内箱体包括内箱体骨架(2)和设置在内箱体骨架(2)表面的第二网状层，内箱体布置在外箱体内，内箱体骨架(2)和外箱体骨架(1)固定连接，内箱体和外箱体之间形成用于固定复合吸附材料(3)的容纳腔；
复合吸附材料(3)填充在容纳腔内，潜水泵(4)、高液位检测器(7)和低液位检测器(8)分别安装在内箱体内，潜水泵(4)、喷管(5)和喷头(6)依次连通，喷头(6)伸出箱体，且喷头(6)喷出的水的落水点位于箱体之外，高液位检测器(7)和低液位检测器(8)分别信号连接控制器(9)，控制器(9)控制连接潜水泵(4)。
2.根据权利要求1所述的基于吸附原理的水体净化装置，其特征在于，喷头(6)朝上设置，且喷头(6)沿周向间隔设有多个用于出水的出水孔，且出水孔的进水端到喷头(6)中心线的距离小于出水孔的出水端到喷头(6)中心线的距离。
3.根据权利要求2所述的基于吸附原理的水体净化装置，其特征在于，出水孔的进水端的高度低于出水孔的出水端的高度。
4.根据权利要求3所述的基于吸附原理的水体净化装置，其特征在于，外箱体和内箱体为圆柱状，内箱体和外箱体同轴布置，喷头(6)与内箱体同轴布置。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的基于吸附原理的水体净化装置，其特征在于，容纳腔顶部设有环形种植板，环形种植板沿周向开设有多个种植孔，种植孔内种有挺水植物。
6.根据权利要求5所述的基于吸附原理的水体净化装置，其特征在于，箱体底部设有多个悬挂绳，悬挂绳上悬挂有填料框，填料框内设有微生物填料。
7.根据权利要求1所述的基于吸附原理的水体净化装置，其特征在于，第一网状层和第二网状层为钢丝网或塑料网或尼龙网，外箱体骨架(1)和内箱体骨架(2)采用不锈钢管或塑料管或者木板制成。
8.根据权利要求1所述的基于吸附原理的水体净化装置，其特征在于，复合吸附材料(3)整体外表面设有用于包裹复合吸附材料(3)整体的滤布层。
9.根据权利要求1所述的基于吸附原理的水体净化装置，其特征在于，复合吸附材料(3)由活性污泥炭化制得。
10.根据权利要求1所述的基于吸附原理的水体净化装置，其特征在于，箱体通过桩或者绳子和锚布置在河道内。
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