河流污水处理装置设计

中国科技信息2019年第2期·CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYINFORMATIONJan.2019-66-◎31万～60万在家乡景点“天下第九关——娘子关”，当地“水上人家”的居民沿河而生，洗衣服的污水及沿河工厂的污水都排入河中，造成河流污染。在调查采访之下，得知其主要污染项目为：氨氮、化学需氧量、硫酸盐、溶解氧和汞等。而电化学技术拥有环境兼容性高，选择性高，不受卡诺循环的限制，能量利用率高，经济实用，操作简单的特点。故应用电化学原理，研究出一套水质净化方法，希望改善这一现状。本装置以塑料箱体为载体，可塑性强，在水下具有良好的稳定性；采用电极板和电解柱，通过电化学氧化法与内电解法实现对河流污水的净化；采用太阳能发电和水力发电为整个装置提供电力，并采用蓄电池蓄电，安全环保，无需外接电源便可以为净水装置提供稳定可靠的电流。本净水器，简便易组装，成本低廉，可应用于不同地区的河流污水治理，可大面积推广。原创太阳能净水器相关说明原创太阳能净水器原理及说明书原创太阳能净水器（见图1－1），该装置包括箱体，发电装置和净水装置，箱体包括前面板1、后面板2、左面板3、右面板4、上面板5和下面板6。行业曲线linkindustryappraisementDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2019.02.023可替代度影响力可实现度行业关联度真实度前面板1与后面板2设置有贯穿孔，贯穿孔直径均为2cm~3cm，前面板1为弧状结构，既对装置内部的保护，又可以避免水中垃圾对装置的阻挡，可以保证河流水在装置内的流通，左面板3设置有第一连接块7，右面板4设置有第二连接块8，通过第一连接块7与第二连接块8可连接多个箱体.箱体内设置有隔板9和固定夹板10，隔板9上设置有贯穿孔，贯穿孔直径均为2cm~3cm，隔板5与箱体插接连接固定夹板10与箱体固定连接；发电装置包括太阳能电池板11、水力发电机12、电极板13、电解柱14和蓄电池15，太阳能电池板11固定在上面板5上，水力发电机12（4个）分别固定在左面板3和右面板4上.电极板13固定在箱体内壁，电极板13设置为两个碳多孔电极，分别与蓄电池正负极相连，碳多孔电极在水中稳定性好，表面镀微生物膜，通过电极的电流作用，刺激微生物生长，利用生物原理，进一步促进生物发挥净水功能。电解柱14通过固定夹板10固定在箱体内，共25个，电解柱与电解柱之间呈交错排列.电解柱内填物质为废铁屑与活性炭或石墨，再辅以疏松剂，电解柱为可拆卸，外表面设有密集贯通销孔，废铁屑、活性炭和疏松剂装入纤维布小包内，再装入电解柱。因为：Fe2+具有较强的还原作用，可使废水中某些氧化组分还原；Fe（OH）2具有絮凝作用；活性炭具有吸附作用，可吸附有机物及微生物；铁－碳构成的原电池产生微弱的电流，对微生物的生长和代谢有刺激作用。众多因素的综合作用使污染物得以去除。蓄电池15正负极分别与太阳能电池板11、水力发电机12及两个电极板13连接。本装置中，箱体与隔板9材质均为塑料，塑料为厚塑料，周小凯河流污水处理装置设计目前，环境保护成了人们十分关心的问题，而电化学技术在环境保护中发挥着不可替代的作用。本文针对当前现状，应用电内解法和电氧化法及相关生物原理，以完成对污水的处理。研究结果表明，通过该装置处理，基本上能满足水质净化需求，从而不仅进化了河流，美化了生态，还能为游客提供便利，方便饮水，一举两得。同时，还能将该套装置应用在类似非洲的贫困沿河村落旁，从而解决其饮水问题。阳泉市第一中学校1.第三十三届阳泉市青少年科技创新大赛一等奖2.第三十三届山西省青少年科技创新大赛二等奖3.成功申报一项实用新型专利（专利号：ZL201820470029.X）-67-CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYINFORMATIONJan.2019·中国科技信息2019年第2期31万～60万◎箱体为中空密封结构，为箱体内部电路提供可靠保护，蓄电池15置于箱体左面板3夹层内，可以实现太阳能充电和为水力发电机提供电源。太阳能电池板采用水下太阳能电池板，水力发电机采用涡轮发电机。本装置中，箱体前面板1向河流上游方向放置，箱体上面板向河流河面方向放置，多个箱体可通过第一连接块7和第二连接块8插接连接，最后箱体靠河岸两端通过钢筋等高强度材料与河岸连接，使箱体固定在水中，并可确保箱体前面板始终在河流上游，上面板始终面向河流面。本装置中，靠近上游的为第一净水箱利用电氧化法，再辅以其他次生氧化反应，可使有机物完全矿化。使有机污染物在电极上发生直接电化学反应，转化为无害物质，例如对酚类、含氮有机染料、腈化物等的处理。同时电极表面产生的氧化剂如ClO－也可杀灭细菌。同时使用arduino搭配gsm模块联网，如果发生故障就向某个平台发送消息。用户配有app接收这个消息，进行及时维修。【使用某种传感器监测数据判定故障，然后在把相关信息（比如设备名称）格式化成一段报文发送到某个地址上。】附图说明图1为整体结构示意图；图2为内部结构示意图；图3为前视图；图4为内部结构上视图；图5为左面板内部结构剖视图。图1中：1为前面板、2为后面板、3为左面板、4为右面板、5为上面板、6为下面板、7为第一连接块、8为第二连接块、9为隔板、10为固定夹板、11为太阳能电池板、12为水力发电机、13为电极板、14为电解柱、15为蓄电池。与热水器的结合使用同时，可结合以下改进的饮用水净化方法，与上文的净水器连为一套体系使用，从第二净水箱引水，通过以下方法，图5图1图2图3图4中国科技信息2019年第2期·CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYINFORMATIONJan.2019-68-◎31万～60万反渗透的简化我们因地适宜，决定采用较为传统的钠膜，它的最大特点是膜本体带有电荷性，故可以在很低的压力下仍具有较高脱盐性能和截留分子量、可脱除无机盐。精处理装置——电渗析在这，我们将电渗析器中添加树脂使离子交换膜和树脂综合应用，以作为反渗透的后处理。除碳设备和除盐设备的加装除碳装置采用孔径PM小于2.5的过滤膜，除盐装置还采用树脂软水器。结束语对于污水治理方面，目前已经有了相关的研究，如“一种电解连续再生污水深度处理与回用的一体化设备”（专利号：CN201720214193.X），采用电化学氧化法，主要是针对富营养化水体进行生态修复，但该装置在移动中实现对水体的修复，体积庞大，结构复杂，且需要人工操作。再如“一种电解连续再生污水深度处理与回用的一体化设备”（专利号为CN201720214193.X）该专利采用初滤池、电解池和精滤池多级过滤实现污水净化，净化过程中，首先需将污水映入装置，其次装置内阴阳电解柱需外接电源，装置结构复杂，工序繁杂。但本技术的研究特点是：1.本净水箱是一种净化河流污水的装置，以塑料箱体为载体，采用电极板和电解柱通过电氧化法和电内解法应用化学和生物知识实现对河流水的净化。2.只需将装置固定在河流内，无需后续人工操作，利用河流上下游河水流动即可实现净化。3.箱体之间可活动连接，方式简单、连接可靠且可以增加横向净化面积，提高净化效率。4.装置简单，无需培训专业技术人员，便可实现装置的维护，且可批量生产适合推广故本技术不属于现有技术，与现有技术相比具有突出的实质性特点和显著的进步，具有新颖性，创新性和实用性，能够制造和使用并产生积极的效果。将水变为可饮用的水，再通过加热装置，将饮用水加热。从而不仅进化了河流，美化了生态，还能为游客提供便利，方便饮水，一举两得。同时，还能将该套装置应用在类似非洲的贫困沿河村落旁，从而解决其用水困难。（具体方式如下）（将超滤系统做以简单改进，以结合净水器使用）工艺改进——除铁通过锰砂过滤除铁和在水中加入石灰使铁迅速氧化成絮状沉淀的石灰碱化法除铁。软水器的加装当含有硬度离子的原水通过软水器内树脂层时，水中的钙、镁离子被树脂吸附，同时交换释放出钠离子。这样从软水器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水，当吸附钙、镁离子的树脂达到一定程度后，出水硬度增大，此时软水器自动进行失效树脂的再生工作，再生过程就是用盐箱中的食盐冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子再置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软水交换的能力。使失效的树脂重新恢复至钠型树脂。同时，加装海绵铁除氧，由于它是特殊制成的疏松多孔料状物，用作交换介质，大大简化了操作程序，且易反洗、可重复作用，达到了简单实用，高效稳定的除氧效果。盘式过滤器的替换在这，我们采用更加经济的活性炭过滤器，主要用来除去水中小分子有机物和残余氯，也能除去胶体和减少水中异味、臭味和色度。该装置设备简单、投资少、运行操作简单，处理效果容易控制，可以运行到很长时间。超滤的改进加入阻垢剂。提高水中结垢的物质在水中的溶解度。安设过滤器，垂直装置很多由聚丙烯缠绕成管状滤芯，除去粒度更小的悬浮杂质，使进入反渗透膜水的浊度、含铁量等都满足要求，保证反渗透膜安全运行。