CN111807577A - 一种摩擦纳米发电机污水处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种摩擦纳米发电机污水处理设备，包括蓄水池和处理池，蓄水池设有污水粗处理组件，蓄水池底部和处理池底部之间设有辅助通水组件，蓄水池和处理池上侧均布有若干倒U型导管，若干倒U型导管两端均分别延伸至蓄水池和处理池的底部，倒U型导管上均匀固定套设有若干密封筒体，壳体内设有摩擦纳米发电组件，密封筒体内设有驱动摩擦纳米发电组件的水动力组件，处理池内设有电化学污水处理组件。本发明利用污水的势能配合摩擦纳米发电机进行发电，从自供应进行污水的电化学处理，进一步地辅助设置虹吸结构，利用大气压增大水的势能，保证发电量，从达到更高的发电功率。

Description

一种摩擦纳米发电机污水处理设备

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种摩擦纳米发电机污水处理设备。

背景技术

污水处理是对某一水体进行净化的过程，其目前被广泛应用在各个领域中，为保护环境起到较高的作用，是国家重点发展的项目；而电化学目前在污水净化的过程中得到了重视，通过电解污水的方式可以实现对污水的净化，具有增加污水净化效率的作用，而通过电解污水最主要的问题是解决其能源问题，电解污水效率高的同时也意味着消耗大，目前将清洁能源以及可再生能源应用在电解污水上是人们正在逐渐研究的问题，例如太阳能风能潮汐能等；而在能源领域出现了一种摩擦纳米发电方式，这种新兴的发电方式以其优异的效果吸引了人们的注意，将其应用在电解污水的功能上，可以解决供能问题，可以通过污水自生势能来达到发电作用，但是如何增加污水势能又成了新的待解决问题。

我国专利申请号：CN201110073030.1；公开了风能驱动小型污水处理装置，包括供气装置和一体化生物处理装置，将风力机、气体限流减压器与两段式生物混合床和沉淀池构成的一体化生物处理装置结合起来，利用可再生的风能作为水循环和充氧的能源，在内设悬浮填料的生物混合床内使污水中微生物、底物、溶解氧充分接触混合，微生物对污水中有机物进行吸附、氧化、分解，实现污水的净化处理。

该方案具有以下缺点：

1、通过风能进行能量供给，受到环境因素影响较大，供能不稳定，效率较低；

2、该装置污水处理效率较低，不够高效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摩擦纳米发电机环保污水处理设备。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种摩擦纳米发电机环保污水处理设备，包括蓄水池和处理池，所述蓄水池设有污水粗处理组件，所述蓄水池下端固定设置支撑架，所述蓄水池下端面与处理池的上端面处于同一水平面，所述蓄水池底部和处理池底部之间设有辅助通水组件，所述蓄水池和处理池上侧均布有若干倒U型导管，所述蓄水池和处理池上均固定设置承接若干倒U型导管的固定架，若干所述倒U型导管两端均分别延伸至蓄水池和处理池的底部，所述倒U型导管上均匀固定套设有若干密封筒体，若干所述密封筒体均与倒U型导管连通，若干所述密封筒体一侧均固定设有壳体，所述壳体内设有摩擦纳米发电组件，所述密封筒体内设有驱动摩擦纳米发电组件的水动力组件，所述处理池内设有电化学污水处理组件。

进一步的，所述污水粗处理组件包括固定设置在蓄水池上的第一安装架，所述第一安装架上固定设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端同轴固定连接有转轴，所述转轴贯穿第一安装架延伸至蓄水池内，所述转轴上环绕固定设有若干搅拌杆，所述蓄水池中部水平设有金属筛网，所述金属筛网与蓄水池密封固定连接，所述蓄水池侧壁上固定设置对应金属筛网的第一污泥泵。

进一步的，所述辅助通水组件包括设置在蓄水池和处理池之间的折弯管，所述折弯管一端与蓄水池底部固定连接并连通，所述折弯管另一端与处理池底部固定连接并连通，所述折弯管两端均固定设置控制阀，所述折弯管上固定连接有泵体。

进一步的，所述摩擦纳米发电组件包括固定设置在密封筒体一侧的圆筒壳体，所述圆筒壳体内壁上固定设有第一PDSM薄膜层，所述圆筒壳体内匹配滑动设有柱块，所述柱块外壁上固定设置第二PDSM薄膜层，所述第一PDSM薄膜层和第二PDSM薄膜层均通过导线与外部蓄电装置连接，所述柱块靠近密封筒体的一端同轴固定连接有驱动杆，所述驱动杆贯穿圆筒壳体延伸至外部。

进一步的，所述水动力组件包括匹配设置在密封筒体的叶轮，所述叶轮与密封筒体转动连接，所述密封筒体一侧设置转杆，所述转杆一端贯穿密封筒体并与叶轮同轴固定连接，所述转杆上固定套设有转盘，所述转盘一侧设有斜杆，所述斜杆一端与转盘侧壁转动连接，所述斜杆另一端与驱动杆转动连接。

进一步的，所述电化学污水处理组件包括固定设置在处理池上侧的第二安装架，所述处理池内对称设有两个条形板，两个所述条形板均通过连接架与第二安装架固定连接，两个所述条形板下分别固定设置若干第一电极板和若干第二电极板若干所述第一电极板和若干第二电极板分别与外部蓄电装置的正负极电连接，所述处理池侧壁中段固定连接有出水管，所述处理池底部固定设置第二污泥泵。

进一步的，若干所述第一电极板和若干第二电极板分布在处理池内，且若干第一电极板和若干第二电极板交错排列。

进一步的，若干所述倒U型导管两端均呈喇叭状。

进一步的，所述第二安装架通过两个液压伸缩杆与处理池顶部固定连接。

进一步的，所述一种摩擦纳米发电机环保污水处理设备的工作步骤，所述工作步骤具体如下：

a)通过将污水通入蓄水池内，然后打开驱动电机，驱动电机工作带动转轴进行转动，转轴转动时带动若干搅拌杆转动，若干搅拌杆对污水起到搅拌作用，搅拌完毕后进行静置沉淀，通过金属筛网对污水中的较大杂质进行阻隔沉淀，在金属筛网表面形成一定的沉淀物，然后通过第一污泥泵的工作可以将沉淀物排出，对污水起到初步的过滤作用；

b)接着通过打开折弯管两端的控制阀，使得折弯管连通管，折弯管上的泵体工作，将蓄水池底部的初过滤污水导入处理池内，当处理池内部的污水水面没过若干倒U型导管下端后，关闭两个控制阀以及泵体，蓄水池和处理池之间产生虹吸效益，蓄水池内的水经过若干倒U型导管被吸入处理池内部，利用大气压强产生一个自下往上的势能以及配合水的重力产生一个自上而下的势能；

c)当污水在若干倒U型导管内进行移动时，污水经过若干倒U型管上的若干密封筒体，带动若干密封筒体内部的叶轮转动，当叶轮进行转动时，通过转杆带动转盘转动，转盘转动时驱动斜杆进行一个往复动作，斜杆驱动驱动杆往复运动，并带动圆筒壳体内部的柱块往复运动；

d)当柱块往复运动的过程中，柱块上的第一PDSM薄膜层和圆筒壳体内部的第二PDSM薄膜层进行摩擦，采用纳米材料摩擦发电的原理，其中弧形面产生持续摩擦动作，平面产生间歇碰撞动作，从而产生电能，利用第一PDSM薄膜层和第二PDSM薄膜层背面涂有的继电材料，配合实现埋设的导电片以及导电线，将电能存储至外部蓄电装置；

e)通过外部蓄电装置对处理池内的若干第一电极板以及若干第二电极板进行供电，同时若干第一电极板和若干第二电极板交错排列分布在处理池内，保证对处理池内污水的电化学净化作用，使得污水在底部以及表面分别产生脏污，利用刮板等现有手段可以将水面的脏污刮除，然后通过出水管将净化后的水排出，利用第二污泥泵可以将处理池底部的脏污抽出排掉，完成污水处理操作。

本发明的有益效果：

本发明采用电化学的方法对污水进行处理，首先将污水在蓄水池中进行初步沉淀过滤，完毕后再将污水导入处理池中进行电化学处理，完成污水的净化操作，净化效果好且净化效率高，其中电化学污水净化所使用的电能通过纳米摩擦发电结构产生，而纳米摩擦发电结构则通过污水的势能进行工作，起到自供给的净化作用，具有环保作用，对比太阳能等清洁能源，受到环境的影响较小，而且供给稳定效率高，同时在污水传导的过程中，利用了虹吸原理，将大气压作用在污水上，增大了水的势能，增长了水的流动轨迹，保证了发电效率，增加了电能产生，从而保证了水净化的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的俯视立体结构示意图；

图3为本发明的侧视立体结构示意图；

图4为本发明中密封筒体以及壳体的立体结构示意图；

图5为本发明中水动力组件的立体结构示意图；

图6为本发明中摩擦纳米发电组件的立体结构示意图。

图中：

1蓄水池、2处理池、3支撑架、4倒U型导管、5固定架、6密封筒体、7壳体、8第一安装架、9驱动电机、10转轴、11搅拌杆、12金属筛网、13第一污泥泵、14折弯管、15控制阀、16泵体、17圆筒壳体、18柱块、19驱动杆、20叶轮、21转杆、22转盘、23斜杆、24第二安装架、25条形板、26连接架、27第一电极板、28第二电极板、29出水管、30第二污泥泵、31液压伸缩杆。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。

参照图1、图2和图3所示的一种摩擦纳米发电机环保污水处理设备，包括蓄水池1和处理池2，分别用于初步污水积蓄以及出水处理，蓄水池1设有污水粗处理组件，可以对污水起到一定的过滤净化作用，去除较大的脏污，蓄水池1下端固定设置支撑架3，将蓄水池1架起，蓄水池1下端面与处理池2的上端面处于同一水平面，便于进行后续的虹吸动作，蓄水池1底部和处理池2底部之间设有辅助通水组件，可以将蓄水池1内初步净化的水导入处理池2中，完成虹吸动作的先行条件，蓄水池1和处理池2上侧均布有若干倒U型导管4，蓄水池1和处理池2上均固定设置承接若干倒U型导管4的固定架5，若干倒U型导管4两端均分别延伸至蓄水池1和处理池2的底部，在虹吸工作中起到传导作用，倒U型导管4上均匀固定套设有若干密封筒体6，若干密封筒体6均与倒U型导管4连通，若干密封筒体6一侧均固定设有壳体7，壳体7内设有摩擦纳米发电组件，可以通过摩擦产生电能，密封筒体6内设有驱动摩擦纳米发电组件的水动力组件，在污水通过倒U型导管4时，可以带动水动力组件工作，进而驱动摩擦纳米发电组件，处理池2内设有电化学污水处理组件，可以利用电能对污水进行处理。

如图2所示，污水粗处理组件包括固定设置在蓄水池1上的第一安装架8，第一安装架8上固定设置有驱动电机9，驱动电机9采用现有技术，驱动电机9也可以通过外部蓄电装置进行供电工作，驱动电机9的输出端同轴固定连接有转轴10，转轴10贯穿第一安装架8延伸至蓄水池1内，转轴10上环绕固定设有若干搅拌杆11，驱动电机9工作时，可以带动转轴10转动，从而驱动若干搅拌杆11转动，对污水进行搅拌，方便进行后续的沉淀作用，蓄水池1中部水平设有金属筛网12，金属筛网12与蓄水池1密封固定连接，金属筛网12用于阻隔较大脏污，起到沉淀作用，同时保证其下侧的污水得到初步净化作用，蓄水池1侧壁上固定设置对应金属筛网12的第一污泥泵13，第一污泥泵13采用现有技术，可以对金属筛网12上沉淀的脏污进行抽出排除。

如图1所示，辅助通水组件包括设置在蓄水池1和处理池2之间的折弯管14，折弯管14一端与蓄水池1底部固定连接并连通，折弯管14另一端与处理池2底部固定连接并连通，折弯管14将蓄水池1底部和处理池2底部连通，可以将蓄水池1内的污水导入处理池2内，折弯管14两端均固定设置控制阀15，可以控制开闭，折弯管14上固定连接有泵体16，可以工作将蓄水池1内的水导入处理池2内，一般可以利用重力自然传导，采用泵体16可以避免堵塞现象。

如图5和图6所示，摩擦纳米发电组件包括固定设置在密封筒体6一侧的圆筒壳体17，圆筒壳体17内壁上固定设有第一PDSM薄膜层，采用纳米材料，进行摩擦时可以产生电能，圆筒壳体17内匹配滑动设有柱块18，柱块18外壁上固定设置第二PDSM薄膜层，与第一PDSM薄膜层结构相同，在背面涂有继电材料，同时贴有导电片以及连有导电线，可以将摩擦产生的电能传导出去，第一PDSM薄膜层和第二PDSM薄膜层均通过导线与外部蓄电装置连接，利用外部蓄电装置积蓄电能，柱块18靠近密封筒体6的一端同轴固定连接有驱动杆19，驱动杆19贯穿圆筒壳体17延伸至外部。

如图4和图5所示，水动力组件包括匹配设置在密封筒体6的叶轮20，叶轮20与密封筒体6转动连接，叶轮20设置在密封筒体6内，当污水经过倒U型导管4时，会带动密封筒体6内部的叶轮20转动，密封筒体6一侧设置转杆21，转杆21一端贯穿密封筒体6并与叶轮20同轴固定连接，转杆21上固定套设有转盘22，叶轮20转动可以带动转盘22转动，转盘22一侧设有斜杆23，斜杆23一端与转盘22侧壁转动连接，斜杆23另一端与驱动杆19转动连接，转盘22转动可以通过斜杆23带动驱动杆19往复运动，从而带动柱块18往复移动，实现摩擦发电效率。

如图2所示，电化学污水处理组件包括固定设置在处理池2上侧的第二安装架24，处理池2内对称设有两个条形板25，两个条形板25均通过连接架26与第二安装架24固定连接，两个条形板25下分别固定设置若干第一电极板27和若干第二电极板28若干第一电极板27和若干第二电极板28分别与外部蓄电装置的正负极电连接，可以对水进行电化学处理动作，分别在正极以及负极产生絮凝，在污水的表面以及底部产生脏污，可以配合额外的曝气装置增加处理效率，处理池2侧壁中段固定连接有出水管29，出水管29用于导出处理后的污水，处理池2底部固定设置第二污泥泵30，可以将底部的脏污用第二污泥泵30排出。

如图2所示，若干第一电极板27和若干第二电极板28分布在处理池2内，且若干第一电极板27和若干第二电极板28交错排列，从而保证电化学处理范围，增加电化学净化的效率。

如图2所示，若干倒U型导管4两端均呈喇叭状，便于导入污水和导出污水，辅助进行虹吸动作。

如图3，第二安装架24通过两个液压伸缩杆31与处理池2顶部固定连接，可以通过液压伸缩杆31的伸缩动作，将两个条形板25从处理池2中抬起，便于对若干第一电极板27和若干第二电极板28进行维护或者更换。

一种摩擦纳米发电机环保污水处理设备的工作步骤具体为：

a)通过将污水通入蓄水池1内，然后打开驱动电机9，驱动电机9工作带动转轴10进行转动，转轴10转动时带动若干搅拌杆11转动，若干搅拌杆11对污水起到搅拌作用，搅拌完毕后进行静置沉淀，通过金属筛网12对污水中的较大杂质进行阻隔沉淀，在金属筛网12表面形成一定的沉淀物，然后通过第一污泥泵13的工作可以将沉淀物排出，对污水起到初步的过滤作用；

b)接着通过打开折弯管14两端的控制阀15，使得折弯管14连通管，折弯管14上的泵体16工作，将蓄水池1底部的初过滤污水导入处理池2内，当处理池2内部的污水水面没过若干倒U型导管4下端后，关闭两个控制阀15以及泵体16，蓄水池1和处理池2之间产生虹吸效益，蓄水池1内的水经过若干倒U型导管4被吸入处理池2内部，利用大气压强产生一个自下往上的势能以及配合水的重力产生一个自上而下的势能；

c)当污水在若干倒U型导管4内进行移动时，污水经过若干倒U型管4上的若干密封筒体6，带动若干密封筒体6内部的叶轮20转动，当叶轮20进行转动时，通过转杆21带动转盘22转动，转盘20转动时驱动斜杆23进行一个往复动作，斜杆23驱动驱动杆19往复运动，并带动圆筒壳体17内部的柱块18往复运动；

d)当柱块18往复运动的过程中，柱块18上的第一PDSM薄膜层和圆筒壳体17内部的第二PDSM薄膜层进行摩擦，采用纳米材料摩擦发电的原理，其中弧形面产生持续摩擦动作，平面产生间歇碰撞动作，从而产生电能，利用第一PDSM薄膜层和第二PDSM薄膜层背面涂有的继电材料，配合实现埋设的导电片以及导电线，将电能存储至外部蓄电装置；

e)通过外部蓄电装置对处理池2内的若干第一电极板27以及若干第二电极板28进行供电，同时若干第一电极板27和若干第二电极板28交错排列分布在处理池2内，保证对处理池2内污水的电化学净化作用，使得污水在底部以及表面分别产生脏污，利用刮板等现有手段可以将水面的脏污刮除，然后通过出水管29将净化后的水排出，利用第二污泥泵30可以将处理池2底部的脏污抽出排掉，完成污水处理操作。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种摩擦纳米发电机污水处理设备，其特征在于，包括蓄水池(1)和处理池(2)等，所述蓄水池(1)设有污水粗处理组件，所述蓄水池(1)下端固定设置支撑架(3)，所述蓄水池(1)下端面与处理池(2)的上端面处于同一水平面，所述蓄水池(1)底部和处理池(2)底部之间设有辅助通水组件，所述蓄水池(1)和处理池(2)上侧均布有若干倒U型导管(4)，所述蓄水池(1)和处理池(2)上均固定设置承接若干倒U型导管(4)的固定架(5)，若干所述倒U型导管(4)两端均分别延伸至蓄水池(1)和处理池(2)的底部，所述倒U型导管(4)上均匀固定套设有若干密封筒体(6)，若干所述密封筒体(6)均与倒U型导管(4)连通，若干所述密封筒体(6)一侧均固定设有壳体(7)，所述壳体(7)内设有摩擦纳米发电组件，所述密封筒体(6)内设有驱动摩擦纳米发电组件的水动力组件，所述处理池(2)内设有电化学污水处理组件，所述污水粗处理组件包括固定设置在蓄水池(1)上的第一安装架(8)，所述第一安装架(8)上固定设置有驱动电机(9)，所述驱动电机(9)的输出端同轴固定连接有转轴(10)，所述转轴(10)贯穿第一安装架(8)延伸至蓄水池(1)内，所述转轴(10)上环绕固定设有若干搅拌杆(11)，所述蓄水池(1)中部水平设有金属筛网(12)，所述金属筛网(12)与蓄水池(1)密封固定连接，所述蓄水池(1)侧壁上固定设置对应金属筛网(12)的第一污泥泵(13)，所述辅助通水组件包括设置在蓄水池(1)和处理池(2)之间的折弯管(14)，所述折弯管(14)一端与蓄水池(1)底部固定连接并连通，所述折弯管(14)另一端与处理池(2)底部固定连接并连通，所述折弯管(14)两端均固定设置控制阀(15)，所述折弯管(14)上固定连接有泵体(16)，所述摩擦纳米发电组件包括固定设置在密封筒体(6)一侧的圆筒壳体(17)，所述圆筒壳体(17)内壁上固定设有第一PDSM薄膜层，所述圆筒壳体(17)内匹配滑动设有柱块(18)，所述柱块(18)外壁上固定设置第二PDSM薄膜层，所述第一PDSM薄膜层和第二PDSM薄膜层均通过导线与外部蓄电装置连接，所述柱块(18)靠近密封筒体(6)的一端同轴固定连接有驱动杆(19)，所述驱动杆(19)贯穿圆筒壳体(17)延伸至外部。

2.根据权利要求1所述的一种摩擦纳米发电机污水处理设备，其特征在于，所述水动力组件包括匹配设置在密封筒体(6)的叶轮(20)，所述叶轮(20)与密封筒体(6)转动连接，所述密封筒体(6)一侧设置转杆(21)，所述转杆(21)一端贯穿密封筒体(6)并与叶轮(20)同轴固定连接，所述转杆(21)上固定套设有转盘(22)，所述转盘(22)一侧设有斜杆(23)，所述斜杆(23)一端与转盘(22)侧壁转动连接，所述斜杆(23)另一端与驱动杆(19)转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种摩擦纳米发电机污水处理设备，其特征在于，所述电化学污水处理组件包括固定设置在处理池(2)上侧的第二安装架(24)，所述处理池(2)内对称设有两个条形板(25)，两个所述条形板(25)均通过连接架(26)与第二安装架(24)固定连接，两个所述条形板(25)下分别固定设置若干第一电极板(27)和若干第二电极板(28)若干所述第一电极板(27)和若干第二电极板(28)分别与外部蓄电装置的正负极电连接，所述处理池(2)侧壁中段固定连接有出水管(29)，所述处理池(2)底部固定设置第二污泥泵(30)。

4.根据权利要求3所述的一种摩擦纳米发电机污水处理设备，其特征在于，若干所述第一电极板(27)和若干第二电极板(28)分布在处理池(2)内，且若干第一电极板(27)和若干第二电极板(28)交错排列。

5.根据权利要求1所述的一种摩擦纳米发电机污水处理设备，其特征在于，若干所述倒U型导管(4)两端均呈喇叭状。

6.根据权利要求3所述的一种摩擦纳米发电机污水处理设备，其特征在于，所述第二安装架(24)通过两个液压伸缩杆(31)与处理池(2)顶部固定连接。

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