CN213623402U - 一种雨水径流污染物处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种雨水径流污染物处理装置，包括铁质外桶和电池，外桶内设有内桶，内桶高度低于外桶高度，内桶外壁为绝缘材料，内桶内壁为涂布有聚偏氟乙烯衍生多孔碳材料的钛网，电池的正极和负极分别与外桶和内桶的钛网连接，外桶与内桶之间形成阳极仓，内桶内的空间形成阴极仓，阳极仓连接有进水管，阴极仓连接有出水管。本实用新型用于雨水径流污染物处理，其水力停留时间短、操作简便、经济实用、利于推广，对雨水径流中总悬浮固体的去除率达到70%以上，氮的去除率达到90%以上。

Description

一种雨水径流污染物处理装置

技术领域

本实用新型涉及雨水径流处理技术领域，具体说是一种雨水径流污染物处理装置。

背景技术

近年来，随着城市化进程加快，不透水下垫面比例越来越高，雨水径流面源污染对城市水体富营养化的影响日益受到广泛关注。众多研究表明，雨水径流往往含有大量的悬浮固体、有机污染物、氮磷营养盐以及重金属等污染物。其中，悬浮固体被认为是雨水径流主要污染物，其中的可沉部分能在常规沉淀设施中得到明显去除，但不可沉部分仍能存在于雨水径流中（如胶体等），这部分悬浮固体携带了雨水径流中大多数的重金属等有毒有害污染物，若得不到有效去除，对城市水体环境的危害很大。另一方面，作为水体富营养化核心诱因之一，氮在雨水径流中绝大多数以溶解态无机氮形式存在，且难于在传统最佳暴雨管理措施中得到有效去除。当前，雨水径流污染控制多以组合式处理装置为主，往往存在单元功能单一、处理效率欠佳及占地面积大等问题。因此，需要一种简便易行的雨水径流污染物同步处理装置。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种雨水径流污染物处理装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种雨水径流污染物处理装置，包括铁质外桶和电池，所述外桶内设有内桶，所述内桶高度低于外桶高度，内桶外壁为绝缘材料，内桶内壁为涂布有聚偏氟乙烯衍生多孔碳材料的钛网，所述电池的正极和负极分别与所述外桶和内桶的钛网连接，所述外桶与内桶之间形成阳极仓，所述内桶内的空间形成阴极仓，所述阳极仓连接有进水管，所述阴极仓连接有出水管。

本实用新型进一步的设计方案中，还包括微氧曝气装置，所述微氧曝气装置的出气管设于所述阴极仓内。

本实用新型进一步的设计方案中，还包括太阳能供电系统，所述太阳能供电系统与所述电池连接。

本实用新型进一步的设计方案中，上述外桶和内桶都是圆柱形桶。

本实用新型具有以下突出的有益效果：

本实用新型雨水径流污染物处理装置将电能转化为化学能，雨水先经阳极仓通过电混凝将重金属（铜和锌）有毒有害污染物进行絮凝沉淀从而去除，再从阳极仓出水流入阴极仓进行深度处理，通过电混凝与电化学氧化对无机氮进行进一步协同高效去除雨水径流中的溶解态无机氮，在阴极仓利用吸附以及高级氧化技术——电芬顿法使雨水中的无机氮发生氧化还原，最终以氮气形式排出。本实用新型能同时处理雨水径流中重金属等有毒有害污染物和溶解态无机氮。本实用新型用于雨水径流污染物处理，其水力停留时间短、操作简便、经济实用、利于推广，对雨水径流中总悬浮固体和氮的去除率均达到90%以上。

附图说明

图1为实施例中雨水径流污染物处理装置的结构示意图；

图2为实施例中雨水径流污染物处理装置俯视示意图；

图3为实施例中雨水径流污染物处理装置侧视剖面示意图；

图中，1-外桶，2-电池，3-微氧曝气装置，4-阴极仓，5-阳极仓，6-出水管，7-进水管，8-钛网。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图1-3，本实用新型中一种雨水径流污染物处理装置，包括铁质外桶1、电池2、太阳能供电系统和微氧曝气装置3，太阳能供电系统与电池2连接。外桶1内设有内桶，外桶1和内桶都是圆柱形桶。内桶上沿口低于外桶1的上沿口，内桶外壁为绝缘材料PVC，内桶内壁为涂布有聚偏氟乙烯衍生多孔碳材料的钛网8，电池2的正极和负极分别与外桶1和内桶的钛网8连接，外桶1与内桶之间形成阳极仓5，内桶内的空间形成阴极仓4，阳极仓5连接有进水管7，阴极仓4连接有出水管6。阴极仓4内设有微氧曝气装置3的出气管，为阴极仓4内提供更多量的氧气。

内桶内壁的聚偏氟乙烯衍生多孔碳材料，是由聚偏氟乙烯、乙炔黑、N-N二甲基甲酰胺按质量比为1:0.1:10混合后，经高温碳化处理后得到；具体为将聚偏氟乙烯、乙炔黑加入至N-N二甲基甲酰胺溶剂中，在70℃下通过加热搅拌将三者混匀得到共混液，再经过100℃烘干、900℃高温碳化后即可获得。此外，聚偏氟乙烯溶于N-N二甲基甲酰胺并与纳米粒子共混后，结构调节剂与基体较好的融合，可有效调控产物的孔道结构；进而提升双氧水的产量，并发生高级氧化反应来更高效的去除水中的污染物。

在进行雨水径流处理时，雨水由进水管7进入外桶1的阳极仓5内，由于阳极仓5顶部高于阴极仓4，当阳极仓5水位液面高于阴极仓4顶部时，阳极仓5出水自动流入阴极仓4内，阴极仓4的外壁为绝缘材料PVC，内壁为附着有聚偏氟乙烯衍生多孔碳材料的钛网8，阴极仓4内有微氧曝气装置3输入氧气的出气管，水力停留时间为6h-12h，在阴极仓4处理之后再从出水管6流出，进水管7和出水管6的材质为PVC；直径0.1米，长0.5米，水位线高0.9m；雨水径流污染物处理装置将电能转化为化学能，并通过高级氧化技术对雨水中污染物进行高效去除。太阳能供电系统电压范围为1.5V~3V。进过实际试验测算，本实用新型的雨水径流污染物处理装置对重金属（铜，锌）的去除效果达到70%以上，氮去除率达到90%以上，COD去除率达到80%以上。

内桶内壁的聚偏氟乙烯衍生多孔碳材料，以聚偏氟乙烯为碳前驱体，其直接碳化产物具有高比表面积和自掺杂氟离子，无需外加手段；此外，聚偏氟乙烯溶于N-N二甲基甲酰胺并与纳米粒子共混后，结构调节剂与基体较好的融合，可有效调控产物的孔道结构，进而提升双氧水的产量，并发生高级氧化反应。

本实用新型的主要机理有电混凝、电化学高级氧化技术：雨水先经阳极仓通过电混凝将重金属（铜和锌）有毒有害污染物进行絮凝沉淀从而去除，再从阳极仓出水流入阴极仓进行深度处理，通过电混凝与电化学氧化对无机氮进行进一步协同高效去除雨水径流中的溶解态无机氮，在阴极仓利用吸附以及高级氧化技术——电芬顿法使雨水中的无机氮发生氧化还原，最终以氮气形式排出。在外加电压的刺激下，在铁质电极阳极仓5中，铁电极失电子转变为亚铁离子，以牺牲阳极金属电极产生金属阳离子絮凝剂，通过凝聚、还原和氧化分解将总悬浮固体从水体中分离，达到净化水体的作用。当阳极仓5水位液面高于阴极仓4顶部时，阳极仓5出水自动流入阴极仓4内，其中的部分亚铁离子也一起流入阴极仓4；在阴极仓4中发生高级氧化反应，通过不断在阴极仓4中曝气，氧气与水中的H+发生反应，产生双氧水，双氧水再与Fe2+反应生成自由基与OH-，再对雨水中的溶解态无机氮进行深入处理。

以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种雨水径流污染物处理装置，其特征在于，包括铁质外桶(1)和电池(2)，所述外桶(1)内设有内桶，所述内桶高度低于外桶(1)高度，内桶外壁为绝缘材料，内桶内壁为涂布有聚偏氟乙烯衍生多孔碳材料的钛网(8)，所述电池(2)的正极和负极分别与所述外桶(1)和内桶的钛网(8)连接，所述外桶(1)与内桶之间形成阳极仓(5)，所述内桶内的空间形成阴极仓(4)，所述阳极仓(5)连接有进水管(7)，所述阴极仓(4)连接有出水管(6)。

2.根据权利要求1所述的雨水径流污染物处理装置，其特征在于，还包括微氧曝气装置(3)，所述微氧曝气装置(3)的出气管设于所述阴极仓(4)内。

3.根据权利要求1所述的雨水径流污染物处理装置，其特征在于，还包括太阳能供电系统，所述太阳能供电系统与所述电池(2)连接。

4.根据权利要求1所述的雨水径流污染物处理装置，其特征在于，所述外桶(1)和内桶都是圆柱形桶。

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