CN117247201B - 清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理系统及方法,属于高氯酸盐污染水源处理技术领域。包括与河道水流方向相对的缓冲区、与缓冲区出水口连通的组合处理区、设于组合处理区内的组合处理组件、设于组合处理组件底端的混合加热框组件、为各个电气元件提供电能的清洁能源组件;本发明的组合治理系统以天然能源为驱动力,降低了系统的运行成本,利用高效的、清洁的化学法和微生物组合工艺去除河道水中高氯酸盐污染,以提升和保障整个系统的净化能力,且水流经过系统内部时,利用恒温加热网板进行恒温加热,使水温升高至合适的反应温度,大大提高河道水体中高氯酸盐污染的处理效果。

Description

清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理系统及方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域,具体是清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理系统及方法。
背景技术
目前,对于高氯酸盐污染水体的治理和修复技术主要包括:物理法、化学法、生物法和组合工艺,物理法主要指吸附技术,纳滤技术以及电渗析技术;化学法主要采用还原剂将水中的高氯酸盐进行还原,包括催化还原、光催化还原以及电化学还原;生物法是采用具有可吸收、分解高氯酸盐的植物、微生物进行去除的技术;现阶段的组合工艺主要为物理吸附+微生物还原,即采用高氯酸盐分解菌再生离子交换膜,通过微生物分解去除吸附剂中的高氯酸盐;将化学法和生物法组合的工艺甚为少见,同时,现有的化学法或生物法处理高氯酸盐污染的河道水体时,不具备恒温加热的功能,使高氯酸盐的去除效果不佳,同时,需要额外的动力设备为系统的电气设备提供电能,增加了系统运行成本。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明提供了清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理系统及方法。
本发明的技术方案是:清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理系统,包括与河道水流方向相对的缓冲区、与所述缓冲区出水口连通的组合处理区、设于所述组合处理区内的组合处理组件、设于所述组合处理组件底端的混合加热框组件、为各个电气元件提供电能的清洁能源组件;
所述缓冲区为波浪型结构;所述组合处理区包括多个化学反应区、与各个所述化学反应区交错分布的多个生物反应区、设于各个化学反应区与各个所述生物反应区之间的缓流分隔网板,每个化学反应区内均设有金属浮床和微电极浮床,每个所述生物反应区内设有微生物膜挂载浮床;
所述混合加热框组件包括设于各个化学反应区和生物反应区底端的安装网框、平行设于所述安装网框底端的多个恒温加热网板、通过电动伸缩杆与安装网框底端连接且位于各个所述恒温加热网板外围的滑动升降框、设于所述滑动升降框上的多个水平安装圆柱、与所述水平安装圆柱转动连接且外壁两侧分别设有搅动拨片的多个转动安装环、设于安装网框底端的温度传感器,多个水平安装圆柱分别设于相邻两个恒温加热网板之间;
所述清洁能源组件包括设于河道护岸处的第一安装基座、设置在所述第一安装基座上的塔体、设置所述塔体内部的发电机、设置在塔体侧壁上端且与所述发电机连接的风轮和设置在河道护岸处且与发电机电性连接的蓄电池;所述蓄电池为恒温加热网板、电动伸缩杆以及温度传感器提供电源。
进一步地,所述缓流分隔网板包括主框架、平行设于所述主框架内的多个安装竖杆、通过转动套与所述安装竖杆外壁转动连接且对称分布于安装竖杆两侧的缓流板、设于同一安装竖杆两侧的两个所述缓流板之间的多个弹簧缓冲杆。
说明:当水流经过缓流分隔网板时,会通过各个缓流板以及相邻两个缓流板之间的空隙流过,通过缓流板对水流进行缓冲,延长水流在各个化学反应区和生物反应区内的流通时长,提高高氯酸盐污染水源的处理效果,当水流流速过大时,会冲击各个缓流板,并压缩对应的弹簧缓冲杆,使位于同一安装竖杆上的相对分布的两个缓流板相互靠近,从而增加相邻两个缓流板之间的空隙,从而保证水流顺畅通过,上述过程中,可根据水流流速自动调节水流通道宽度,且无需外部动力源,在保证高氯酸盐污染水源处理效果的同时,还具有节能减排的优点。
进一步地,所述安装网框底端设有与所述恒温加热网板一一对应的多个倒U型夹持框,恒温加热网板与所述倒U型夹持框活动卡接。
说明:通过倒U型夹持框的设置,使恒温加热网板活动安装在安装网框底端,方便及时更换和检修,提高对水体加热工作的正常进行,间接提高了高氯酸盐污染水源处理效果。
更进一步地,每个所述恒温加热网板前后两侧均设有滑动卡槽,所述滑动升降框内壁前后两侧且对应各个所述滑动卡槽位置处均设有滑动块,所述滑动块与滑动卡槽滑动连接,每个滑动卡槽内由上至下均匀设有多个安装凹口,多个所述安装凹口两两一对且相对分布,每个安装凹口内通过微型液压缸连接有用于夹持并固定滑动块的夹持框,相对分布的两个安装凹口内设置的夹持框对称分布。
说明:当对河道水体进行加热时,向恒温加热网板通电即可,为了提高水体加热的均匀性,打开各个电动伸缩杆,通过电动伸缩杆不断重复的压缩和延伸作用,带动滑动升降框反复升降,与此同时,在水流不断的冲击作用下,各个转动安装环在对应的水平安装圆柱上转动,使对应的搅动拨片对水体进行搅拌,以此保证水体加热时温度的均匀性,上述加热过程中,保证了水体温度满足合适的反应温度,提高了高氯酸盐污染水源处理效果,适合大量推广,当滑动升降框在上下移动的过程中,通过其前后两侧的滑动块在对应的滑动卡槽内上下滑动,使滑动升降框与各个恒温加热网板能够相互限定,保证滑动升降框连接时的紧凑性,降低各个电动伸缩杆的承重量,延长其使用寿命,当滑动块在滑动卡槽内上停止滑动时,启动滑动块所在位置处的对称分布的两个安装凹口内的微型液压缸,通过微型液压缸的延伸作用,带动对称分布的两个夹持框相互靠近,并对滑动块进行夹持固定,保证滑动升降框的安装稳定性。
更进一步地,对称分布的两个所述夹持框中,其中一个夹持框侧壁设有金属贴片,另一个夹持框侧壁设有电磁吸盘。
说明:当对称分布的两个夹持框对滑动块进行夹持时,向电磁吸盘通电,通过电磁吸盘的电磁吸力对另一个夹持框侧壁的金属贴片进行吸附,增加夹持框对滑动块的夹持效果,进一步保证滑动升降框的安装稳定性。
进一步地,所述金属浮床为挂载多个纳米铁砂网袋的立体金属浮床,所述微电极浮床的电极为钛电极、多孔碳质电极、氮掺杂碳纸电极或石墨烯碳纸电极中的其中一种,所述微生物膜挂载浮床的上层栽植有维管束类植物、漂浮植物以及大藻属植物,微生物膜挂载浮床的微生物膜的填料悬垂在中层和下层。
说明:采用挂载多个纳米铁砂网袋的立体金属浮床对高氯酸盐污染水源进行催化还原处理,保证水体中高氯酸盐被还原为氯离子,提高处理效果,通过微电极浮床的阴性电极将高氯酸根离子还原为氯离子,通过在同一化学反应区内设置两种化学处理方法对水体中的高氯酸根离子进行还原,保证了水中高氯酸盐污染物的去除效率,位于微生物膜挂载浮床上层栽植的植物对高氯酸盐有较强累积、吸收作用,位于中下层的填料是具有较强高氯酸盐分解功能的微生物膜,对水中高氯酸盐污染物继续去除,以提升和保障各个化学反应区和生物反应区的净化能力。
进一步地,所述缓冲区采用倾斜护岸,护岸边坡以砾石、水泥砌成,且缓冲区的出水口处设有出水闸门,缓冲区侧壁设有应急通道,所述应急通道上设有应急闸门。
说明:缓冲区的护岸边坡以砾石、水泥砌成,可以增加护岸强度,同时,由于缓冲区为波浪型结构,可以缓冲水流冲击力,并起到调节水质的作用,并且,通过设置应急通道和应急闸门作为汛期或水质、水量不稳定时应急使用,只需关闭出水闸门,同时开启应急闸门放水即可。
进一步地,所述清洁能源组件还包括设于河道护岸处的第二安装基座、设于所述第二安装基座上的安装支架、设于所述安装支架上端的太阳能电池板和控制器,所述太阳能电池板与发电机连接,所述蓄电池上连接有电量监测传感器,所述控制器与恒温加热网板、电动伸缩杆、温度传感器、太阳能电池板以及电量监测传感器电性连接。
说明:当需要对第一安装基座上端的相关部件进行检修时,为了保证整个系统的正常工作,利用太阳能电池板收集太阳能,并将其转化为电能并存储于蓄电池内进行供能,与风轮等相关组件互为备用,同时,提高了供电方式的多样性,利用电量监测传感器对蓄电池的剩余电量进行实时监测,并将监测结果传送至控制器,方便自动控制相关充电设备对蓄电池及时充电,保证整个系统的正常运行。
本发明还公开了一种清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理方法,基于上述清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理系统,包括以下步骤:
S1、当河道水流进入缓冲区时,利用缓冲区的波浪型结构特点缓冲水流冲击力,然后,水流依次通过交错分布的化学反应区和生物反应区,利用化学反应区内的金属浮床对高氯酸盐污染水源进行催化还原处理,利用微电极浮床对高氯酸盐污染水源进行电化学还原,通过在同一化学反应区内设置两种化学处理方法对水体中的高氯酸根离子进行还原,保证将水中高氯酸盐污染物去除效率,接着,利用生物反应区内的微生物膜挂载浮床上层的植物对高氯酸盐进行累积、吸收,再通过位于中下层的微生物膜对水中高氯酸盐污染物进一步进行去除,直至水流从最后一个生物反应区流出后并重新流入河道;
S2、当水流从各个化学反应区和生物反应区流过时,利用恒温加热网板对河道水体进行恒温加热,使化学反应区和生物反应区的水温升高至合适的反应温度,同时,打开各个电动伸缩杆,通过电动伸缩杆不断重复的压缩和延伸作用,带动滑动升降框反复升降,与此同时,在水流不断的冲击作用下,各个转动安装环在对应的水平安装圆柱上转动,使对应的搅动拨片对水体进行搅拌,以此保证水体加热时温度的均匀性;
S3、在整个系统工作的过程中,风轮在外界自然风的作用下旋转,带动发电机运行,并将机械能转化为电能储存在蓄电池内部,利用蓄电池为恒温加热网板、电动伸缩杆以及温度传感器提供电源。
相对于现有技术,本发明的有益效果是:
(1)本发明的组合治理系统结构设计合理,以天然能源为驱动力,降低了系统的运行成本,具有节能减排的优点,利用高效的、清洁的化学法和微生物组合工艺去除河道水中高氯酸盐污染,以提升和保障整个系统的净化能力,且水流经过系统内部的各个化学反应区和生物反应区时,利用恒温加热网板进行恒温加热,使水温升高至合适的反应温度,大大提高河道水体中高氯酸盐污染的处理效果,同时,通过滑动升降框的反复升降使对应的搅动拨片对水体进行搅拌,以此保证水体加热时温度的均匀性;
(2)本发明的缓冲区的护岸边坡以砾石、水泥砌成,可以增加护岸强度,同时,由于缓冲区为波浪型结构,可以缓冲水流冲击力,并起到调节水质的作用,同时,通过设置应急通道和应急闸门作为汛期或水质、水量不稳定时应急使用;
(3)水流经过本发明系统内部的各个化学反应区和生物反应区时,会经过缓流分隔网板,此时,水流通过各个缓流板以及相邻两个缓流板之间的空隙流过,通过缓流板对水流进行缓冲,延长水流在各个化学反应区和生物反应区内的流通时长,提高了高氯酸盐污染水源的处理效果,当水流流速过大时,会冲击各个缓流板,并压缩对应的弹簧缓冲杆,使位于同一安装竖杆上的相对分布的两个缓流板相互靠近,从而增加相邻两个缓流板之间的空隙,从而保证水流顺畅通过,上述过程,可根据水流流速自动调节水流通道宽度,且无需外部动力源,在保证高氯酸盐污染水源处理效果的同时,还具有节能减排的优点。
附图说明
图1是本发明的整体俯视图;
图2是本发明的主框架的立体图;
图3是本发明的主框架的主视图;
图4是本发明的混合加热框组件在其中一个化学反应区底端的安装结构示意图;
图5是本发明的恒温加热网板与滑动升降框之间分布的俯视图;
图6是本发明的夹持框夹持滑动块时的结构示意图;
图7是本发明的清洁能源组件的结构示意图;
图8是本发明的图5的A处放大图。
其中,1-缓冲区、10-出水闸门、11-应急通道、12-应急闸门、2-组合处理区、20-化学反应区、21-生物反应区、22-缓流分隔网板、220-主框架、221-安装竖杆、222-缓流板、2220-转动套、223-弹簧缓冲杆、23-金属浮床、24-微电极浮床、25-微生物膜挂载浮床、3-组合处理组件、4-混合加热框组件、40-安装网框、400-倒U型夹持框、41-恒温加热网板、411-滑动卡槽、412-安装凹口、413-微型液压缸、414-夹持框、415-金属贴片、416-电磁吸盘、42-滑动升降框、420-电动伸缩杆、421-滑动块、43-水平安装圆柱、44-转动安装环、440-搅动拨片、45-温度传感器、5-清洁能源组件、50-第一安装基座、51-塔体、52-风轮、53-蓄电池、530-电量监测传感器、54-第二安装基座、55-安装支架、56-太阳能电池板、57-控制器。
具体实施方式
为了进一步了解本发明的内容,以下通过实施例对本发明作详细说明。
实施例1:如图1所示,清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理系统,包括与河道水流方向相对的缓冲区1、与缓冲区1出水口连通的组合处理区2、设于组合处理区2内的组合处理组件3、设于组合处理组件3底端的混合加热框组件4、为各个电气元件提供电能的清洁能源组件5;
缓冲区1为波浪型结构;组合处理区2包括两个化学反应区20、与各个化学反应区20交错分布的两个生物反应区21、设于各个化学反应区20与各个生物反应区21之间的缓流分隔网板22,每个化学反应区20内均设有金属浮床23和微电极浮床24,每个生物反应区21内设有微生物膜挂载浮床25;
如图4、5所示,混合加热框组件4包括设于各个化学反应区20和生物反应区21底端的安装网框40、平行设于安装网框40底端的3个恒温加热网板41、通过电动伸缩杆420与安装网框40底端连接且位于各个恒温加热网板41外围的滑动升降框42、设于滑动升降框42上的4个水平安装圆柱43、与水平安装圆柱43转动连接且外壁两侧分别设有搅动拨片440的4个转动安装环44、设于安装网框40底端的温度传感器45,4个水平安装圆柱43分别设于相邻两个恒温加热网板41之间;
如图1、7所示,清洁能源组件5包括设于河道护岸处的第一安装基座50、设置在第一安装基座50上的塔体51、设置塔体51内部的发电机、设置在塔体51侧壁上端且与发电机连接的风轮52和设置在河道护岸处且与发电机电性连接的蓄电池53;蓄电池53为恒温加热网板41、电动伸缩杆420以及温度传感器45提供电源;
如图2、3所示,缓流分隔网板22包括主框架220、平行设于主框架220内的4个安装竖杆221、通过转动套2220与安装竖杆221外壁转动连接且对称分布于安装竖杆221两侧的缓流板222、设于同一安装竖杆221上的两个缓流板222之间的5个弹簧缓冲杆223;
安装网框40底端设有与恒温加热网板41一一对应的3个倒U型夹持框400,恒温加热网板41与倒U型夹持框400活动卡接;
金属浮床23为挂载数个纳米铁砂网袋的立体金属浮床,微电极浮床24的电极为钛电极、多孔碳质电极、氮掺杂碳纸电极或石墨烯碳纸电极中的其中一种,微生物膜挂载浮床25的上层栽植有维管束类植物、漂浮植物以及大藻属植物,微生物膜挂载浮床25的微生物膜的填料悬垂在中层和下层;
缓冲区1采用倾斜护岸,护岸边坡以砾石、水泥砌成,且缓冲区1的出水口处设有出水闸门10,缓冲区1侧壁设有应急通道11,应急通道11上设有应急闸门12;
其中,恒温加热网板41、电动伸缩杆420、温度传感器45、发电机、蓄电池53均采用现有技术。
实施例2:本实施例记载的是一种清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理方法,基于实施例1的清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理系统,包括以下步骤:
S1、当河道水流进入缓冲区1时,利用缓冲区1的波浪型结构特点缓冲水流冲击力,通过设置应急通道11和应急闸门12作为汛期或水质、水量不稳定时应急使用,只需关闭出水闸门10,同时开启应急闸门12放水即可,然后,水流依次通过交错分布的化学反应区20和生物反应区21,利用化学反应区20内的金属浮床23对高氯酸盐污染水源进行催化还原处理,利用微电极浮床24对高氯酸盐污染水源进行电化学还原,通过在同一化学反应区20内设置两种化学处理方法对水体中的高氯酸根离子进行还原,保证将水中高氯酸盐污染物去除效率,接着,利用生物反应区21内的微生物膜挂载浮床25上层的植物对高氯酸盐进行累积、吸收,再通过位于中下层的微生物膜对水中高氯酸盐污染物进一步进行去除,直至水流从最后一个生物反应区21流出后并重新流入河道;
S2、当水流从各个化学反应区20和生物反应区21流过时,利用恒温加热网板41对河道水体进行恒温加热,使化学反应区20内的水温上升至50℃,使生物反应区21的水温升高20℃,同时,打开各个电动伸缩杆420,通过电动伸缩杆420不断重复的压缩和延伸作用,带动滑动升降框42反复升降,与此同时,在水流不断的冲击作用下,各个转动安装环44在对应的水平安装圆柱43上转动,使对应的搅动拨片440对水体进行搅拌,以此保证水体加热时温度的均匀性;
S3、在整个系统工作的过程中,风轮52在外界自然风的作用下旋转,带动发电机运行,并将机械能转化为电能储存在蓄电池53内部,利用蓄电池53为恒温加热网板41、电动伸缩杆420以及温度传感器45提供电源;
S4、当水流经过缓流分隔网板22时,会通过各个缓流板222以及相邻两个缓流板222之间的空隙流过,通过缓流板222对水流缓冲,延长水流在各个化学反应区20和生物反应区21内的流通时长,当水流流速过大时,会冲击各个缓流板222,并压缩对应的弹簧缓冲杆223,使位于同一安装竖杆221上的相对分布的两个缓流板222相互靠近,从而增加相邻两个缓流板222之间的空隙,从而保证水流顺畅通过。
实施例3:本实施例与实施例1不同之处在于:
如图4、5、6、8所示,每个恒温加热网板41前后两侧均设有滑动卡槽411,滑动升降框42内壁前后两侧且对应各个滑动卡槽411位置处均设有滑动块421,滑动块421与滑动卡槽411滑动连接,每个滑动卡槽411内由上至下均匀设有5个安装凹口412,5个安装凹口412两两一对且相对分布,每个安装凹口412内通过微型液压缸413连接有用于夹持并固定滑动块421的夹持框414,相对分布的两个安装凹口412内设置的夹持框414对称分布;
对称分布的两个夹持框414中,其中一个夹持框414侧壁设有金属贴片415,另一个夹持框414侧壁设有电磁吸盘416;
其中,微型液压缸413和电磁吸盘416均采用现有技术。
实施例4:本实施例记载的是一种清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理方法,基于实施例3的清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理系统,与实施例2不同之处在于:
步骤S2中,当滑动升降框42在上下移动的过程中,通过其前后两侧的滑动块421在对应的滑动卡槽411内上下滑动,使滑动升降框42与各个恒温加热网板41能够相互限定,当滑动块421在滑动卡槽411内上停止滑动时,启动滑动块421所在位置处的且相对分布的两个安装凹口412内的微型液压缸413,通过微型液压缸413的延伸作用,带动相对分布的两个夹持框414相互靠近,并对滑动块421进行夹持固定,保证滑动升降框42的安装稳定性,当相对分布的两个夹持框414对滑动块421进行夹持时,向电磁吸盘416通电,通过电磁吸盘416的电磁吸力对另一个夹持框414侧壁的金属贴片415进行吸附,增加夹持框414对滑动块421的夹持效果。
实施例5:本实施例与实施例3不同之处在于:
如图7所示,清洁能源组件5还包括设于河道护岸处的第二安装基座54、设于第二安装基座54上的安装支架55、设于安装支架55上端的太阳能电池板56和控制器57,太阳能电池板56与发电机连接,蓄电池53上连接有电量监测传感器530,控制器57与恒温加热网板41、电动伸缩杆420、温度传感器45、太阳能电池板56以及电量监测传感器530电性连接,其中,太阳能电池板56、控制器57以及电量监测传感器530均采用现有技术。
实施例6:本实施例记载的是一种清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理方法,基于实施例5的清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理系统,与实施例4不同之处在于:
步骤S3中,当需要对第一安装基座50上端的相关部件进行检修时,为了保证整个系统的正常工作,利用太阳能电池板56收集太阳能,并将其转化为电能存储于蓄电池53内进行供能,与风轮52等相关组件互为备用,利用电量监测传感器530对蓄电池53的剩余电量进行实时监测,并将监测结果传送至控制器57,方便自动控制相关充电设备对蓄电池53及时充电。
实施例7:本实施例与实施例2不同之处在于:
步骤S2中,当水流从各个化学反应区20和生物反应区21流过时,利用恒温加热网板41对河道水体进行恒温加热,使化学反应区20内的水温上升至60℃,使生物反应区21的水温升高25℃。
实施例8:本实施例与实施例7不同之处在于:
步骤S2中,当水流从各个化学反应区20和生物反应区21流过时,利用恒温加热网板41对河道水体进行恒温加热,使化学反应区20内的水温上升至75℃,使生物反应区21的水温升高30℃。

Claims (8)

1.清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理系统,其特征在于,包括与河道水流方向相对的缓冲区(1)、与所述缓冲区(1)出水口连通的组合处理区(2)、设于所述组合处理区(2)内的组合处理组件(3)、设于所述组合处理组件(3)底端的混合加热框组件(4)、为各个电气元件提供电能的清洁能源组件(5);
所述缓冲区(1)为波浪型结构;所述组合处理区(2)包括多个化学反应区(20)、与各个所述化学反应区(20)交错分布的多个生物反应区(21)、设于各个化学反应区(20)与各个所述生物反应区(21)之间的缓流分隔网板(22),每个化学反应区(20)内均设有金属浮床(23)和微电极浮床(24),每个所述生物反应区(21)内设有微生物膜挂载浮床(25);
所述混合加热框组件(4)包括设于各个化学反应区(20)和生物反应区(21)底端的安装网框(40)、平行设于所述安装网框(40)底端的多个恒温加热网板(41)、通过电动伸缩杆(420)与安装网框(40)底端连接且位于各个所述恒温加热网板(41)外围的滑动升降框(42)、设于所述滑动升降框(42)上的多个水平安装圆柱(43)、与所述水平安装圆柱(43)转动连接且外壁两侧分别设有搅动拨片(440)的多个转动安装环(44)、设于安装网框(40)底端的温度传感器(45),多个水平安装圆柱(43)分别设于相邻两个恒温加热网板(41)之间;
所述清洁能源组件(5)包括设于河道护岸处的第一安装基座(50)、设置在所述第一安装基座(50)上的塔体(51)、设置在所述塔体(51)内部的发电机、设置在塔体(51)侧壁上端且与所述发电机连接的风轮(52)和设置在河道护岸处且与发电机电性连接的蓄电池(53);所述蓄电池(53)为恒温加热网板(41)、电动伸缩杆(420)以及温度传感器(45)提供电源;
所述金属浮床(23)为挂载多个纳米铁砂网袋的立体金属浮床,所述微电极浮床(24)的电极为钛电极、多孔碳质电极、氮掺杂碳纸电极或石墨烯碳纸电极中的其中一种,所述微生物膜挂载浮床(25)的上层栽植有维管束类植物、漂浮植物以及大藻属植物,微生物膜挂载浮床(25)的微生物膜的填料悬垂在中层和下层。
2.根据权利要求1所述的清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理系统,其特征在于,所述缓流分隔网板(22)包括主框架(220)、平行设于所述主框架(220)内的多个安装竖杆(221)、通过转动套(2220)与所述安装竖杆(221)外壁转动连接且对称分布于安装竖杆(221)两侧的缓流板(222)、设于同一安装竖杆(221)两侧的两个所述缓流板(222)之间的多个弹簧缓冲杆(223)。
3.根据权利要求1所述的清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理系统,其特征在于,所述安装网框(40)底端设有与所述恒温加热网板(41)一一对应的多个倒U型夹持框(400),恒温加热网板(41)与所述倒U型夹持框(400)活动卡接。
4.根据权利要求3所述的清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理系统,其特征在于,每个所述恒温加热网板(41)前后两侧均设有滑动卡槽(411),所述滑动升降框(42)内壁前后两侧且对应各个所述滑动卡槽(411)位置处均设有滑动块(421),所述滑动块(421)与滑动卡槽(411)滑动连接,每个滑动卡槽(411)内由上至下均匀设有多个安装凹口(412),多个所述安装凹口(412)两两一对且相对分布,每个安装凹口(412)内通过微型液压缸(413)连接有用于夹持并固定滑动块(421)的夹持框(414),相对分布的两个安装凹口(412)内设置的夹持框(414)对称分布。
5.根据权利要求4所述的清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理系统,其特征在于,对称分布的两个所述夹持框(414)中,其中一个夹持框(414)侧壁设有金属贴片(415),另一个夹持框(414)侧壁设有电磁吸盘(416)。
6.根据权利要求1所述的清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理系统,其特征在于,所述缓冲区(1)采用倾斜护岸,护岸边坡以砾石、水泥砌成,且缓冲区(1)的出水口处设有出水闸门(10),缓冲区(1)侧壁设有应急通道(11),所述应急通道(11)上设有应急闸门(12)。
7.根据权利要求1所述的清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理系统,其特征在于,所述清洁能源组件(5)还包括设于河道护岸处的第二安装基座(54)、设于所述第二安装基座(54)上的安装支架(55)、设于所述安装支架(55)上端的太阳能电池板(56)和控制器(57),所述太阳能电池板(56)与发电机连接,所述蓄电池(53)上连接有电量监测传感器(530),所述控制器(57)与恒温加热网板(41)、电动伸缩杆(420)、温度传感器(45)、太阳能电池板(56)以及电量监测传感器(530)电性连接。
8.一种清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理方法,基于权利要求1-7任意一项所述的清洁能源驱动的高氯酸盐污染河道组合治理系统,其特征在于,包括以下步骤:
S1、当河道水流进入缓冲区(1)时,利用缓冲区(1)的波浪型结构特点缓冲水流冲击力,然后,水流依次通过交错分布的化学反应区(20)和生物反应区(21),利用化学反应区(20)内的金属浮床(23)对高氯酸盐污染水源进行催化还原处理,利用微电极浮床(24)对高氯酸盐污染水源进行电化学还原;接着,利用生物反应区(21)内的微生物膜挂载浮床(25)上层的植物对高氯酸盐进行累积、吸收,再通过位于中下层的微生物膜对水中高氯酸盐污染物进一步进行去除,直至水流从最后一个生物反应区(21)流出后并重新流入河道;
S2、当水流从各个化学反应区(20)和生物反应区(21)流过时,利用恒温加热网板(41)对河道水体进行恒温加热,使化学反应区(20)和生物反应区(21)的水温升高至合适的反应温度,同时,打开各个电动伸缩杆(420),通过电动伸缩杆(420)不断重复的压缩和延伸作用,带动滑动升降框(42)反复升降,与此同时,在水流不断的冲击作用下,各个转动安装环(44)在对应的水平安装圆柱(43)上转动,使对应的搅动拨片(440)对水体进行搅拌,以此保证水体加热时温度的均匀性;
S3、在整个系统工作的过程中,风轮(52)在外界自然风的作用下旋转,带动发电机运行,并将机械能转化为电能储存在蓄电池(53)内部,利用蓄电池(53)为恒温加热网板(41)、电动伸缩杆(420)以及温度传感器(45)提供电源。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5382265A (en) * 1993-10-26 1995-01-17 Thiokol Corporation Perchlorate removal process
CN102424448A (zh) * 2011-11-01 2012-04-25 同济大学 一种去除水中高氯酸盐的方法
CN106630165A (zh) * 2016-06-21 2017-05-10 浙江大学 闭环河道水环境治理系统及方法
CN111732274A (zh) * 2020-06-24 2020-10-02 生态环境部华南环境科学研究所 一种处理河道黑臭水体的生物净化系统
CN114873714A (zh) * 2022-06-16 2022-08-09 杭州晓水环保技术有限公司 一种沿海地区高盐河道原位治理太阳能浮盆
CN116216949A (zh) * 2023-03-24 2023-06-06 生态环境部南京环境科学研究所 一种面源污染与河道生态净化协同治理系统及方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6881348B2 (en) * 2001-06-08 2005-04-19 The Penn State Research Foundation Method for perchlorate removal from ground water
US7311843B2 (en) * 2003-07-02 2007-12-25 Basin Water, Inc. Bio degradation of oxyanions such as perchlorate on ion exchange resins

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5382265A (en) * 1993-10-26 1995-01-17 Thiokol Corporation Perchlorate removal process
CN102424448A (zh) * 2011-11-01 2012-04-25 同济大学 一种去除水中高氯酸盐的方法
CN106630165A (zh) * 2016-06-21 2017-05-10 浙江大学 闭环河道水环境治理系统及方法
CN111732274A (zh) * 2020-06-24 2020-10-02 生态环境部华南环境科学研究所 一种处理河道黑臭水体的生物净化系统
CN114873714A (zh) * 2022-06-16 2022-08-09 杭州晓水环保技术有限公司 一种沿海地区高盐河道原位治理太阳能浮盆
CN116216949A (zh) * 2023-03-24 2023-06-06 生态环境部南京环境科学研究所 一种面源污染与河道生态净化协同治理系统及方法

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