CN112174243A - 一种仿鲸吞式污水悬浮物吸附沉球 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿鲸吞式污水悬浮物吸附沉球，属于污水处理技术领域，可以实现创新性的采用将沉球本体投入至污染水体中，通过反应释氧球遇热或遇光分解出氧气的特点，对自鼓包复合膜进行充气迫使其鼓起，从而挤压沉球本体外表面的类口上颚片张开，氧气开始向外漏出，同时外界的水体携带悬浮物进入到类口上颚片内，被其内侧的吸附内贴层进行主动吸附，仿照鲸鱼吞食的习性，在“吞下”悬浮物后由于类口上颚片的复位作用，将悬浮物被吸附后的水经过类牙套控隙半环“吐出”，不仅可以采用主动“进食”的方式提高对悬浮物的吸附效率，同时产生的氧气可以部分溶解于水中提高水体溶氧量，显著提高对污水悬浮物的吸附效率及效果。

Description

一种仿鲸吞式污水悬浮物吸附沉球

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，更具体地说，涉及一种仿鲸吞式污水悬浮物吸附沉球。

背景技术

污水是指受一定污染的来自生活和生产的排出水，丧失了原来使用功能的水简称为污水。主要是生活上使用后的水，其含有有机物较多，处理较易。

在工业污水中，一些污染物由于各种原因很难进行自然沉淀，而与部分较小的悬浮物一起浮在水面上。水中的杂质，颗粒最大的称为悬浮物(颗粒直径约在0.1－10um之间)。悬浮物包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等。中国污水综合排放标准分3级，规定了排污单位排放的悬浮物最高允许排放浓度分别为70mg/L、200mg/L、400mg/L。

悬浮物是造成水浑浊的主要原因也会使水质恶化，因此，水中悬浮物含量是衡量水污染程度的指标之一。悬浮物含量超标，会使水体变浑浊，影响水体的外观，降低水的透明度；悬浮物会阻碍溶解氧向水体下部扩散，影响水生生物的呼吸和代谢，甚至导致鱼类的窒息死亡；水体含悬浮物过多，会妨碍表层水和深层水的对流，造成河渠水库的淤塞，因此悬浮物对水体具有极大的影响，而现有技术中针对污水中的悬浮物处理，大多采用沉淀的方式来去除，不仅效率低下耗时较长，同时去除效果不佳，尤其对于自然水体沉淀物的回收较为麻烦。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种仿鲸吞式污水悬浮物吸附沉球，它可以实现创新性的采用将沉球本体投入至污染水体中，通过反应释氧球遇热或遇光分解出氧气的特点，对自鼓包复合膜进行充气迫使其鼓起，从而挤压沉球本体外表面的类口上颚片张开，并且在张开一定的角度后氧气开始向外漏出，同时外界的水体携带悬浮物进入到类口上颚片内，被其内侧的吸附内贴层进行主动吸附，仿照鲸鱼吞食的习性，在“吞下”悬浮物后由于类口上颚片的复位作用，将悬浮物被吸附后的水经过类牙套控隙半环“吐出”，不仅可以采用主动“进食”的方式提高对悬浮物的吸附效率，同时产生的氧气可以部分溶解于水中提高水体溶氧量，改善水生生物的呼吸和代谢，同时利用气体的冲击力带动沉球本体在水体中进行迁移，从而扩大吸附范围，显著提高对污水悬浮物的吸附效率及效果。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种仿鲸吞式污水悬浮物吸附沉球，包括沉球本体，所述沉球本体外表面上覆盖有多块均匀分布的类口上颚片，且类口上颚片一端与沉球本体转动连接，所述沉球本体内开设有反应球腔，所述反应球腔内设有反应释氧球，所述沉球本体外表面对应类口上颚片的区域上开设有充气槽，所述充气槽底壁上开设有与反应球腔连通的气流道，所述充气槽槽口处连接有相匹配的自鼓包复合膜，所述类口上颚片内端连接有与自鼓包复合膜相匹配的吸附内贴层，所述类口上颚片与沉球本体之间连接有类牙套控隙半环，且类牙套控隙半环将沉球本体和类口上颚片完全封闭。

进一步的，所述充气槽底壁上连接有自发热线，且自发热线贯穿气流道并延伸至反应球腔内，利用自发热线配合反应释氧球释放出的氧气进行自主发热，并将热量用于对传热支丝和类牙套控隙半环加热。

进一步的，所述自发热线采用多孔导热材料制成，且多孔导热材料上附着有自发热材料。

进一步的，所述自鼓包复合膜包括一体连接的完全隔离膜和半隔离透气膜，且半隔离透气膜位于类口上颚片与沉球本体的连接处，所述半隔离透气膜外侧设有相匹配的气封片，且气封片与类口上颚片连接，完全隔离膜和半隔离透气膜共同配合实现将污水与沉球本体相互隔离，同时在与气封片的配合下实现对气体交换的控制，且将气体交换地点控制在最内侧，可以延缓气体交换的速度，从而延长污水进入到类口上颚片内侧的时间，为吸附内贴层对悬浮物的吸附提供更多的时间。

进一步的，所述完全隔离膜之间充气槽底壁之间连接有多根均匀分布的传热支丝，所述传热支丝采用硬质导热材料制成，传热支丝既可以将自发热线产生的热量均匀传递至吸附内贴层上折叠的类牙套控隙半环，同时可以对完全隔离膜起到支撑作用，避免在水压作用下出现向内变形的现象。

进一步的，所述完全隔离膜采用不透气不透水的柔性材料制成，所述半隔离透气膜采用透气不透水的柔性材料制成。

进一步的，所述类牙套控隙半环包括封闭半环和均匀开设于封闭半环上的多个线性缝隙，所述线性缝隙中心处连接有热胀控隙球，封闭半环起到隔离沉球本体和水体的作用，线性缝隙模仿鲸鱼的嘴巴，在进水时，热胀控隙球由于自发热线的间接加热作用出现膨胀现象，从而挤压线性缝隙扩大即“张开嘴巴”，此时污水及悬浮物均可以进入到沉球本体和类口上颚片之间，而在吸附完成后类口上颚片复位时，将内侧的污水反向挤出，此时热胀控隙球由于水体的冷却作用逐渐恢复初始尺寸，线性缝隙开始重新封闭对悬浮物进行阻挡，仅供水体缓缓渗出，从而改善悬浮物的回流现象，提高“捕食”效果。

进一步的，所述封闭半环采用弹性防水材料制成，所述热胀控隙球采用遇热膨胀材料制成。

进一步的，所述封闭半环内还镶嵌连接有多根均匀分布的趋折内嵌丝，且趋折内嵌丝采用向内侧弯曲的弹性材料制成，趋折内嵌丝一方面起到对封闭半环的定形作用，可以辅助其进行展开，另一方面在折叠时可以迫使封闭半环沿着趋折内嵌丝的弯曲方向进行，避免封闭半环向外折叠暴露于水中，导致自发热线的间接加热失败，在吸水时悬浮物无法进入。

进一步的，所述反应释氧球采用受热或者遇光分解释放氧气的材料制成，且反应释氧球经过压缩而成，可以在有效的空间内携带更多的材料，同时可以延缓分解速度，增加沉球本体整体的初始重量，迫使沉球本体在投入水中后可以下沉，然后随着反应释氧球的不断消耗，沉球本体的重量逐渐减小然后上浮，可以实现对不同深度的水体进行全面吸附，大幅提高对水体悬浮物的吸附效果。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现创新性的采用将沉球本体投入至污染水体中，通过反应释氧球遇热或遇光分解出氧气的特点，对自鼓包复合膜进行充气迫使其鼓起，从而挤压沉球本体外表面的类口上颚片张开，并且在张开一定的角度后氧气开始向外漏出，同时外界的水体携带悬浮物进入到类口上颚片内，被其内侧的吸附内贴层进行主动吸附，仿照鲸鱼吞食的习性，在“吞下”悬浮物后由于类口上颚片的复位作用，将悬浮物被吸附后的水经过类牙套控隙半环“吐出”，不仅可以采用主动“进食”的方式提高对悬浮物的吸附效率，同时产生的氧气可以部分溶解于水中提高水体溶氧量，改善水生生物的呼吸和代谢，同时利用气体的冲击力带动沉球本体在水体中进行迁移，从而扩大吸附范围，显著提高对污水悬浮物的吸附效率及效果。

(2)充气槽底壁上连接有自发热线，且自发热线贯穿气流道并延伸至反应球腔内，利用自发热线配合反应释氧球释放出的氧气进行自主发热，并将热量用于对传热支丝和类牙套控隙半环加热。

(3)自发热线采用多孔导热材料制成，且多孔导热材料上附着有自发热材料。

(4)自鼓包复合膜包括一体连接的完全隔离膜和半隔离透气膜，且半隔离透气膜位于类口上颚片与沉球本体的连接处，半隔离透气膜外侧设有相匹配的气封片，且气封片与类口上颚片连接，完全隔离膜和半隔离透气膜共同配合实现将污水与沉球本体相互隔离，同时在与气封片的配合下实现对气体交换的控制，且将气体交换地点控制在最内侧，可以延缓气体交换的速度，从而延长污水进入到类口上颚片内侧的时间，为吸附内贴层对悬浮物的吸附提供更多的时间。

(5)完全隔离膜之间充气槽底壁之间连接有多根均匀分布的传热支丝，传热支丝采用硬质导热材料制成，传热支丝既可以将自发热线产生的热量均匀传递至吸附内贴层上折叠的类牙套控隙半环，同时可以对完全隔离膜起到支撑作用，避免在水压作用下出现向内变形的现象。

(6)完全隔离膜采用不透气不透水的柔性材料制成，半隔离透气膜采用透气不透水的柔性材料制成。

(7)类牙套控隙半环包括封闭半环和均匀开设于封闭半环上的多个线性缝隙，线性缝隙中心处连接有热胀控隙球，封闭半环起到隔离沉球本体和水体的作用，线性缝隙模仿鲸鱼的嘴巴，在进水时，热胀控隙球由于自发热线的间接加热作用出现膨胀现象，从而挤压线性缝隙扩大即“张开嘴巴”，此时污水及悬浮物均可以进入到沉球本体和类口上颚片之间，而在吸附完成后类口上颚片复位时，将内侧的污水反向挤出，此时热胀控隙球由于水体的冷却作用逐渐恢复初始尺寸，线性缝隙开始重新封闭对悬浮物进行阻挡，仅供水体缓缓渗出，从而改善悬浮物的回流现象，提高“捕食”效果。

(8)封闭半环采用弹性防水材料制成，热胀控隙球采用遇热膨胀材料制成。

(9)封闭半环内还镶嵌连接有多根均匀分布的趋折内嵌丝，且趋折内嵌丝采用向内侧弯曲的弹性材料制成，趋折内嵌丝一方面起到对封闭半环的定形作用，可以辅助其进行展开，另一方面在折叠时可以迫使封闭半环沿着趋折内嵌丝的弯曲方向进行，避免封闭半环向外折叠暴露于水中，导致自发热线的间接加热失败，在吸水时悬浮物无法进入。

(10)反应释氧球采用受热或者遇光分解释放氧气的材料制成，且反应释氧球经过压缩而成，可以在有效的空间内携带更多的材料，同时可以延缓分解速度，增加沉球本体整体的初始重量，迫使沉球本体在投入水中后可以下沉，然后随着反应释氧球的不断消耗，沉球本体的重量逐渐减小然后上浮，可以实现对不同深度的水体进行全面吸附，大幅提高对水体悬浮物的吸附效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明正常状态下的剖视图；

图3为图2中A处的结构示意图；

图4为本发明吸附状态下的结构示意图；

图5为本发明类牙套控隙半环的结构示意图。

图中标号说明：

1沉球本体、2类口上颚片、3反应释氧球、4气流道、5自鼓包复合膜、51完全隔离膜、52半隔离透气膜、53气封片、6吸附内贴层、7传热支丝、8自发热线、9类牙套控隙半环、91封闭半环、92线性缝隙、93热胀控隙球、94趋折内嵌丝。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-2，一种仿鲸吞式污水悬浮物吸附沉球，包括沉球本体1，沉球本体1外表面上覆盖有多块均匀分布的类口上颚片2，且类口上颚片2一端与沉球本体1转动连接，沉球本体1内开设有反应球腔，反应球腔内设有反应释氧球3，沉球本体1外表面对应类口上颚片2的区域上开设有充气槽，充气槽底壁上开设有与反应球腔连通的气流道4，充气槽槽口处连接有相匹配的自鼓包复合膜5。

反应释氧球3采用受热或者遇光分解释放氧气的材料制成，例如高锰酸钾，且反应释氧球3经过压缩而成，可以在有效的空间内携带更多的材料，同时可以延缓分解速度，增加沉球本体1整体的初始重量，迫使沉球本体1在投入水中后可以下沉，然后随着反应释氧球3的不断消耗，沉球本体1的重量逐渐减小然后上浮，可以实现对不同深度的水体进行全面吸附，大幅提高对水体悬浮物的吸附效果。

请参阅图3-4，类口上颚片2内端连接有与自鼓包复合膜5相匹配的吸附内贴层6，类口上颚片2与沉球本体1之间连接有类牙套控隙半环9，且类牙套控隙半环9将沉球本体1和类口上颚片2完全封闭，充气槽底壁上连接有自发热线8，且自发热线8贯穿气流道4并延伸至反应球腔内，利用自发热线8配合反应释氧球3释放出的氧气进行自主发热，并将热量用于对传热支丝7和类牙套控隙半环9加热，自发热线8采用多孔导热材料制成，且多孔导热材料上附着有自发热材料。

自鼓包复合膜5包括一体连接的完全隔离膜51和半隔离透气膜52，且半隔离透气膜52位于类口上颚片2与沉球本体1的连接处，半隔离透气膜52外侧设有相匹配的气封片53，且气封片53与类口上颚片2连接，完全隔离膜51和半隔离透气膜52共同配合实现将污水与沉球本体1相互隔离，同时在与气封片53的配合下实现对气体交换的控制，且将气体交换地点控制在最内侧，可以延缓气体交换的速度，从而延长污水进入到类口上颚片2内侧的时间，为吸附内贴层6对悬浮物的吸附提供更多的时间。

完全隔离膜51之间充气槽底壁之间连接有多根均匀分布的传热支丝7，传热支丝7采用硬质导热材料制成，传热支丝7既可以将自发热线8产生的热量均匀传递至吸附内贴层6上折叠的类牙套控隙半环9，同时可以对完全隔离膜51起到支撑作用，避免在水压作用下出现向内变形的现象。

完全隔离膜51采用不透气不透水的柔性材料制成，例如PVC塑料薄膜，半隔离透气膜52采用透气不透水的柔性材料制成，例如现有的防水透气膜。

请参阅图5，类牙套控隙半环9包括封闭半环91和均匀开设于封闭半环91上的多个线性缝隙92，线性缝隙92中心处连接有热胀控隙球93，封闭半环91起到隔离沉球本体1和水体的作用，线性缝隙92模仿鲸鱼的嘴巴，在进水时，热胀控隙球93由于自发热线8的间接加热作用出现膨胀现象，从而挤压线性缝隙92扩大即“张开嘴巴”，此时污水及悬浮物均可以进入到沉球本体1和类口上颚片2之间，而在吸附完成后类口上颚片2复位时，将内侧的污水反向挤出，此时热胀控隙球93由于水体的冷却作用逐渐恢复初始尺寸，线性缝隙92开始重新封闭对悬浮物进行阻挡，仅供水体缓缓渗出，从而改善悬浮物的回流现象，提高“捕食”效果。

封闭半环91采用弹性防水材料制成，热胀控隙球93采用遇热膨胀材料制成。

封闭半环91内还镶嵌连接有多根均匀分布的趋折内嵌丝94，且趋折内嵌丝94采用向内侧弯曲的弹性材料制成，趋折内嵌丝94一方面起到对封闭半环91的定形作用，可以辅助其进行展开，另一方面在折叠时可以迫使封闭半环91沿着趋折内嵌丝94的弯曲方向进行，避免封闭半环91向外折叠暴露于水中，导致自发热线8的间接加热失败，在吸水时悬浮物无法进入。

使用时，将本发明投入至污水中然后下沉至水底，反应释氧球3开始时缓慢的释放氧气，氧气沿着气流道4进入到充气槽内，同时与自发热线8上的自发热材料进行反应放热，进一步加快反应释氧球3的分解，随着氧气不断产生并进入到充气槽，气压增大后挤压自鼓包复合膜5鼓起并迫使类口上颚片2在沉球本体1外表面上张开，在张开一定角度后气封片53与半隔离透气膜52实现分离，充气槽内的氧气通过半隔离透气膜52逸出，此时外界的污水也进入到沉球本体1和类口上颚片2之间，吸附内贴层6对污水中的悬浮物进行吸附捕捉，而氧气逐渐溶解于水中，另外在自发热线8发热的过程中，通过传热支丝7的间接传导，热量对类牙套控隙半环9上的热胀控隙球93进行加热，促使其膨胀然后挤压线性缝隙92张大，而在接触污水进入后对其进行降温，迫使其恢复初始尺寸，悬浮物不易回流，从而实现将低氧且含有大量悬浮物的污水主动吸入，然后逐渐吐出高氧且不含悬浮物的污水。

此现象与鲸鱼进食的特点相仿，鲸鱼在进食时会张开大口将海水和鱼虾一起吸入口中，然后在闭合后从牙齿缝隙中吐出海水，鱼虾全部留在口中，完成进食动作。

本发明可以实现创新性的采用将沉球本体1投入至污染水体中，通过反应释氧球3遇热或遇光分解出氧气的特点，对自鼓包复合膜5进行充气迫使其鼓起，从而挤压沉球本体1外表面的类口上颚片2张开，并且在张开一定的角度后氧气开始向外漏出，同时外界的水体携带悬浮物进入到类口上颚片2内，被其内侧的吸附内贴层6进行主动吸附，仿照鲸鱼吞食的习性，在“吞下”悬浮物后由于类口上颚片2的复位作用，将悬浮物被吸附后的水经过类牙套控隙半环9“吐出”，不仅可以采用主动“进食”的方式提高对悬浮物的吸附效率，同时产生的氧气可以部分溶解于水中提高水体溶氧量，改善水生生物的呼吸和代谢，同时利用气体的冲击力带动沉球本体1在水体中进行迁移，从而扩大吸附范围，显著提高对污水悬浮物的吸附效率及效果。

以上，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改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种仿鲸吞式污水悬浮物吸附沉球，包括沉球本体(1)，其特征在于：所述沉球本体(1)外表面上覆盖有多块均匀分布的类口上颚片(2)，且类口上颚片(2)一端与沉球本体(1)转动连接，所述沉球本体(1)内开设有反应球腔，所述反应球腔内设有反应释氧球(3)，所述沉球本体(1)外表面对应类口上颚片(2)的区域上开设有充气槽，所述充气槽底壁上开设有与反应球腔连通的气流道(4)，所述充气槽槽口处连接有相匹配的自鼓包复合膜(5)，所述类口上颚片(2)内端连接有与自鼓包复合膜(5)相匹配的吸附内贴层(6)，所述类口上颚片(2)与沉球本体(1)之间连接有类牙套控隙半环(9)，且类牙套控隙半环(9)将沉球本体(1)和类口上颚片(2)完全封闭。

2.根据权利要求1所述的一种仿鲸吞式污水悬浮物吸附沉球，其特征在于：所述充气槽底壁上连接有自发热线(8)，且自发热线(8)贯穿气流道(4)并延伸至反应球腔内。

3.根据权利要求2所述的一种仿鲸吞式污水悬浮物吸附沉球，其特征在于：所述自发热线(8)采用多孔导热材料制成，且多孔导热材料上附着有自发热材料。

4.根据权利要求1所述的一种仿鲸吞式污水悬浮物吸附沉球，其特征在于：所述自鼓包复合膜(5)包括一体连接的完全隔离膜(51)和半隔离透气膜(52)，且半隔离透气膜(52)位于类口上颚片(2)与沉球本体(1)的连接处，所述半隔离透气膜(52)外侧设有相匹配的气封片(53)，且气封片(53)与类口上颚片(2)连接。

5.根据权利要求4所述的一种仿鲸吞式污水悬浮物吸附沉球，其特征在于：所述完全隔离膜(51)之间充气槽底壁之间连接有多根均匀分布的传热支丝(7)，所述传热支丝(7)采用硬质导热材料制成。

6.根据权利要求4所述的一种仿鲸吞式污水悬浮物吸附沉球，其特征在于：所述完全隔离膜(51)采用不透气不透水的柔性材料制成，所述半隔离透气膜(52)采用透气不透水的柔性材料制成。

7.根据权利要求1所述的一种仿鲸吞式污水悬浮物吸附沉球，其特征在于：所述类牙套控隙半环(9)包括封闭半环(91)和均匀开设于封闭半环(91)上的多个线性缝隙(92)，所述线性缝隙(92)中心处连接有热胀控隙球(93)。

8.根据权利要求7所述的一种仿鲸吞式污水悬浮物吸附沉球，其特征在于：所述封闭半环(91)采用弹性防水材料制成，所述热胀控隙球(93)采用遇热膨胀材料制成。

9.根据权利要求7所述的一种仿鲸吞式污水悬浮物吸附沉球，其特征在于：所述封闭半环(91)内还镶嵌连接有多根均匀分布的趋折内嵌丝(94)，且趋折内嵌丝(94)采用向内侧弯曲的弹性材料制成。

10.根据权利要求1所述的一种仿鲸吞式污水悬浮物吸附沉球，其特征在于：所述反应释氧球(3)采用受热或者遇光分解释放氧气的材料制成，且反应释氧球(3)经过压缩而成。

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