适用于排水系统的离子体原位净化装置及净化方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了适用于排水系统的离子体原位净化装置，其特征在于，在检查井及排水管道内安装链条式导轨，将离子体发生器嵌设于悬挂式支架，悬挂式支架悬挂于链条式导轨，并沿所述链条式导轨在排水管道内移动，用于排水管道的原位水质净化；所述检查井外的地面设置多级高压脉冲电源，用于为所述离子体发生器提供高压脉冲电流。本发明专利技术充分利用检查井及排水管道的内部空间，通过链条式导轨和悬挂式支架的精巧设计实现离子体发生器在排水管道内的运送与安置，并通过多级高压脉冲电源调控下的离子体的多种物化效应实现排水管道的多功能净化。与现有技术相比，本发明专利技术具有适用性强、易于实施、功能多样、操作灵活、效果显著等突出特色。

In situ purification device and method of ionomer for drainage system

【技术实现步骤摘要】
适用于排水系统的离子体原位净化装置及净化方法
本专利技术属市政排水
，涉及适用于排水系统的离子体原位净化装置。
技术介绍
排水管道是收集、输送城镇生活污水、工业废水和雨水的工程设施。近年来，随着我国城镇化进程的加快，排水管道的建设数量与规模也在逐年增加。如：“十三五”期间，上海市在已建总长约9530km排水管道的基础上，中心城区配套排水管道约100km，郊区新建排水管道约310km。日益完善的排水管道系统为城镇中各类污水及雨水的输送提供了便利，然而，随着排水管道系统的逐渐庞大，排水管道的水质污染及次生灾害等问题也逐渐凸显。以分流制雨水管道为例，在“雨污混接屡禁不止、洗车排档污水肆意排入、初期雨水面源污染大量进入”的背景下，雨水管道已成为诸多污水的汇集地，由此频频造成河湖黑臭问题的爆发。面对上述问题，我国现有的城镇排水管道系统仍然只具有输送能力，却不具备水质净化功能。而且，由于排水管道的输送终点往往是自然水体，所以如能充分利用排水管道的内部空间，进行原位的水质净化，必将缓解自然水体的纳污负荷，进而提升水污染控制能力和水环境治理水平。因此，市场亟需一种能对排水管道进行原位净化的新型技术。高级氧化技术是一种环境友好型、没有二次污染、反应效率极高的一种电化学净水技术。由多级高压脉冲电源激发的离子体放电技术是一种集多种高级氧化技术(如高能电子辐射、化学氧化、紫外光解、超声氧化等)于一体的新型电化学净水技术。所谓离子体，是指仅激发电子的高速运动，使得电子温度远高于离子温度，而整个体系的表观温度可低至室温的等离子体。水溶液中的离子体技术可以在常温常压下操作，反应体系不需辅以高温、高压或外加催化剂等手段，几乎可以在短时间内无选择地氧化任何有机物。其原因主要是该体系可产生大量具有极强氧化性的·OH，再通过·OH与有机化合物的加合、取代、电子转移、断键等作用，使大分子有机物降解为小分子物质，甚至直接降解成为二氧化碳(CO2)和水(H2O)，完成矿化(反应1-4)。H2O+hν→·OH+·H(1)R+·OH→ROH(2)R+·OH→·R+H2O(3)Rn+·OH→Rn-1+OH-(4)除产生大量·OH外，离子体的反应体系还能产生包括·O、·HO2、H2O2等在内的多种强氧化性物质，同时伴随超声波、紫外光等物理现象，因此其不仅对污水中的有机物和还原性物质具有极强的氧化性，而且对污水中的细菌、病原体以及蚊、蝇、蟑等病媒均具有强烈的杀灭作用。此外，体系中的高能电子可使电负性高的气体分子(如O2、N2)带上电子而成为负离子，使其具有许多良好的健康效应，有益人体及其他生物的生命活动，被誉为“空气维生素”。目前水处理领域对离子体技术的研究和应用大多局限于单一等离子体发生器对废水的净化效果，却鲜有通过组合多种脉冲电源运行参数(如：脉冲电压、脉冲频率)以及多种离子体的结构设计(如：极板形式、极板间距)，实现离子体净化体系中各种物化效应的联合作用及多段控制的研究及案例，尤其是针对排水管道的原位净化。排水管道既是污水输送设施，亦是一个狭长的管式反应器。管式反应器具有“轴向没有返混、浓度逐渐变化、可实现分段控制”等特性。因此，将排水管道的上述特性与具有多种物化效应的离子体发生器联合，可实现排水管道的污水有机物降解、超声波促进油脂类物质溶解、紫外线消毒灭菌等多种效应的联合及综合收益。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过对排水管道及检查井实施适当的工程改造，充分利用排水管道内部空间，通过链条式导轨和悬挂式支架的设计向排水管道内部运送离子体发生器，从而实现排水管道的原位水质净化。为实现上述目的，本专利技术提出了适用于排水系统的离子体原位净化装置，其特征在于在检查井及排水管道内安装链条式导轨，将离子体发生器嵌设于悬挂式支架，将单个或多个悬挂式支架悬挂于链条式导轨，并沿所述链条式导轨在检查井及排水管道内移动，用于排水管道的原位水质净化；所述检查井外的地面设置多级高压脉冲电源，用于为所述离子体发生器提供高压脉冲电流。进一步地，所述链条式导轨包括承托框架，所述承托框架安装有主动链轮、从动滑轮及与其配合的链条，所述主动链轮及从动滑轮的轮面均与排水管道的轴线位于同一平面，电动机与所述主动链轮相连，用于带动主动链轮旋转，从而带动链条移动，从动滑轮设轮槽，所述链条的链槽与主动链轮的轮齿咬合，链条的外侧则与从动滑轮的轮槽卡合。进一步地，所述承托框架和检查井侧壁设固定结点，所述固定结点系所述承托框架和检查井侧壁的连结点，连结方式为焊接、粘接或膨胀螺丝固定；所述承托框架底部设框架底座，框架底座置于检查井底部，其底面与检查井的底面吻合。进一步地，所述主动链轮位于承托框架的顶部，所述从动滑轮位于承托框架的底部；所述主动链轮的齿距为2-5cm，齿厚为1.5-5cm；所述从动滑轮的轮槽宽度为4-6cm，轮槽深度为6-10cm；所述主动链轮及从动滑轮的轮面均与排水管道的轴线位于同一平面。进一步地，所述悬挂式支架包括架身及与架身连接的挂钩，所述挂钩穿过所述链条的销轴，从而将所述架身与所述链条相连，所述架身的形状为叠框形，包括上框板、下框板以及连接上框板和下框板的竖杆，所述架身的材质为绝缘材料；上框板、下框板内设插槽，材质为绝缘材料，用于插入离子体发生器的接地电极和高压脉冲电极。进一步地，所述挂钩的数量为2个及以上，以限制所述悬挂式支架在排水管道中的轴向位移；所述挂钩上部为钩状物，下部为与架身相连的连接杆，所述连接杆需具有一定长度，以使得所述悬挂式支架随所述链条运动时能够顺利通过直角弯处；所述接地电极及高压脉冲电极的极板形式为针-针式、多针-板式、线-线式、板-板式、线-板式或线-筒式；所述接地电极和高压脉冲电极的极板间距为0.5-10cm；所述多级高压脉冲电源置于检查井外的地面，可供应的脉冲电压范围是10-100kV，脉冲电流频率范围是10-100Hz。适用于排水系统的离子体原位净化装置的使用方法，其特征在于，所述方法包括步骤一：预先将排水管道内的污水放空，并确保检查井及排水管道内的易燃及有害气体的浓度在安全范围，以便操作人员进入检查井作业；步骤二：检查井内安装链条式导轨，链条式导轨包括主动链轮、从动滑轮及与其配合的链条；步骤三：将单个或多个悬挂式支架固定于链条上；步骤四：将离子体发生器对应安装于悬挂式支架，并安装多级高压脉冲电源于所述检查井外的地面，用于为所述离子体发生器提供不同脉冲电压及脉冲频率的高压脉冲电流；步骤五：通过电动机带动主动链轮转动，继而传动链条，从而将悬挂式支架运送至排水管道内部；步骤六：排水管道正常进水；运行阶段：步骤一：根据排水管道的水质特征及净化需求，开启多级高压脉冲电源，为离子体发生器供电并调控脉冲电压及脉冲频率；步骤二：离子体发生器通过调节极板间距、脉冲电压及脉冲频率，对排水管道进行原位净化，实现相对应的净化效果；检修阶段：步骤一：通过电动机反向转动主动链轮，从而使得需要检修本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.适用于排水系统的离子体原位净化装置，其特征在于/n在检查井及排水管道内安装链条式导轨，将离子体发生器嵌设于悬挂式支架，将单个或多个悬挂式支架悬挂于链条式导轨，并沿所述链条式导轨在检查井及排水管道内移动，用于排水管道的原位水质净化；所述检查井外的地面设置多级高压脉冲电源，用于为所述离子体发生器提供高压脉冲电流。/n

【技术特征摘要】
1.适用于排水系统的离子体原位净化装置，其特征在于
在检查井及排水管道内安装链条式导轨，将离子体发生器嵌设于悬挂式支架，将单个或多个悬挂式支架悬挂于链条式导轨，并沿所述链条式导轨在检查井及排水管道内移动，用于排水管道的原位水质净化；所述检查井外的地面设置多级高压脉冲电源，用于为所述离子体发生器提供高压脉冲电流。


2.如权利要求1所述的适用于排水系统的离子体原位净化装置，其特征在于，所述链条式导轨包括承托框架，所述承托框架安装有主动链轮、从动滑轮及与其配合的链条，所述主动链轮及从动滑轮的轮面均与排水管道的轴线位于同一平面，电动机与所述主动链轮相连，用于带动主动链轮旋转，从而带动链条移动，从动滑轮设轮槽，所述链条的链槽与主动链轮的轮齿咬合，链条的外侧则与从动滑轮的轮槽卡合。


3.如权利要求2所述的适用于排水系统的离子体原位净化装置，其特征在于，所述主动链轮位于承托框架的顶部，所述从动滑轮位于承托框架的底部；所述主动链轮的齿距为2-5cm，齿厚为1.5-5cm；所述从动滑轮的轮槽宽度为4-6cm，轮槽深度为6-10cm；所述主动链轮及从动滑轮的轮面均与排水管道的轴线位于同一平面。


4.如权利要求1所述的适用于排水系统的离子体原位净化装置，其特征在于，所述悬挂式支架包括架身及与架身连接的挂钩，所述挂钩穿过所述链条的销轴，从而将所述架身与所述链条相连，所述架身的形状为叠框形，包括上框板、下框板以及连接上框板和下框板的竖杆，所述架身的材质为绝缘材料；上框板、下框板内设插槽，材质为绝缘材料，用于插入离子体发生器的接地电极和高压脉冲电极。


5.如权利要求4所述的适用于排水系统的离子体原位净化装置，其特征在于，所述挂钩的数量为2个及以上，以限制所述悬挂式支架在排水管道中的轴向位移；所述挂钩上部为钩状物，下部为与架身相连的连接杆，所述连接杆需具有一定长度，以使得所述悬挂式支架随所述链条运动时能够顺利通过直角弯处。


6.如权利要求1所述的适用于排水系统的离子体原位净化装置，其特征在于，所述接地电极及高压脉冲电极的极板形式为针-针式、多针-板式、线-线式、板-板式、线-板式或线-筒式；所述接地电极和高压脉冲电极的极板间距为0.5-10cm；所述多级高压脉冲电源置于检查井外的地面，可供应的脉冲电压范围是10-100kV，脉冲电流频率范围是10-100Hz。


7.适用于排水系统的离子体原位净化装置的使用方法，其特征在于，
所述方法包括
步骤一：预先将排水管道内的污水放空，并确保检查井及排水管道内的易燃及有害气体的浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欣，董磊，崔贺，杨一烽，
申请(专利权)人：上海市政工程设计研究总院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31