一种适用于排水管道原位净化的导轨式电解系统技术方案

本发明专利技术提出了一种适用于排水管道原位净化的导轨式电解系统，包括：链条式导轨、悬挂式支架、电极板及多级电源。所述链条式导轨安装于检查井及排水管道内，所述悬挂式支架悬挂于链条式导轨，所述电极板嵌套于悬挂式支架，所述多级电源位于检查井外的地面，并通过防水电缆为所述电极板供电。本发明专利技术充分利用检查井及排水管道的内部空间，通过链条式导轨的拼装式设计实现悬挂式支架在排水管道内的运送，并通过悬挂式支架的插槽式构造实现电极板的安置，同时通过电极板的电解效应以及多级电源的多参数调控实现排水管道的原位水质净化。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。

A guide rail electrolytic system for in-situ purification of drainage pipes

【技术实现步骤摘要】
一种适用于排水管道原位净化的导轨式电解系统
本专利技术属市政排水
，涉及一种适用于排水管道原位净化的导轨式电解系统。
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。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。基于直流电源的电解技术因具有高效去除污水中的有机物、实施简易、运维方便等优势，在水处理领域有着广泛应用。与直流电源相连的电极板通过阳极电解水产生大量的·OH和H+，阴极则产生大量的OH-，与阳极产生的H+进行酸碱中和。·OH具有强氧化性，其通过自由基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1-3)。而且由于·OH的强氧化性，污水中的还原性无机物(如S2-、NH4+)也很容易被氧化，转化为毒性及危害都较低的物质。值得注意的是，电解产生的·OH与污染物的反应速度极快、不易在环境中滞留，因此不会产生二次污染。R+·OH→ROH(1)R+·OH→·R+H2O(2)Rn+·OH→Rn-1+OH-(3)相关研究表明，通过电解使得污水中的大分子有机物降解为小分子物质、矿化小分子有机物及氧化还原性无机物，其所需的最佳电极电压和极板间距各不相同，对极板的材质要求也不同。在污水处理中，由于污水性质和处理要求的不同，通常需要侧重于有机物降解为小分子物质、矿化小分子有机物及氧化还原性无机物中的一种。尤其是对于排水管道中污水的处理。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，如能将电解技术应用于排水管道的原位水质净化，并适当控制电极电压、极板间距，同时选用合适的极板材质，则能够实现排水管道中污水的分段处理。例如：在上游污水管道，污水中以大分子有机物为主，则需强化电解的大分子有机物降解效应；在中游污水管道，污水中的大分子有机物已大多在上游的电解作用下转化为小分子有机物，则需调整电解装置的参数，强化小分子有机物的矿化效应；在下游污水管道，污水中的有机物大多已完成矿业，此时需通过调整电解装置的电极电压、极板间距和极板材质等，强化其还原性无机物的氧化效应。综上，将电极电压、极板间距和极板材质等工艺参数不同的电解装置联合应用于排水管道的原位水质净化，是一条可选途径。
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电极板，并通过多级电源调控电极板的多种运行参数，从而通过电极板对污水中有机物的多种电解效应，实现排水管道的原位水质净化。为实现上述目的，本专利技术提出了一种适用于排水管道原位净化的导轨式电解系统，其特征在于，所述净化系统包括链条式导轨，所述链条式导轨安装于检查井及排水管道内；悬挂式支架，所述悬挂式支架悬挂于链条式导轨，悬挂式支架上设置插槽；电极板，所述电极板的极板嵌套于悬挂式支架的插槽内，沿所述链条式导轨在检查井及排水管道内移动，通过对排水管道的污水进行电解，实现排水管道的原位水质净化；多级电源，所述多级电源置于所述检查井外的地面，并通过防水电缆为电极板供电。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；安装所述承托框架时，应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，以便操作人员进行作业。进一步地，所述悬挂式支架由挂钩、架身、插槽及配重组成；其中，所述挂钩与所述链条的销轴卡合，从而限制所述架身与所述链条的相对位置；挂钩设置于架身上，所述架身内设置插槽；所述插槽用于嵌置电极板；所述架身的材质为绝缘材料，以防止系统发生短路；所述配重位于所述架身的底部，用于增加架身的重量以使得悬挂式支架在排水管道内不至于剧烈晃动。进一步地，所述链条式导轨上安装的悬挂式支架的数量为2个或2个以上，所述每个悬挂式支架均通过插槽嵌置一块电极板，所述电极板均通过防水电缆与所述多级电源相连。进一步地，所述电极板包括分别连接于多级电源正极和负极的阳极电板和阴极电板，其中阳极电板的材质为石墨，阴极电板的材质为铁、铜、铝、银或铂。进一步地，所述嵌置了电极板的悬挂式支架在链条式导轨中的间距根据其在排水管道中的位置而定，位于排水管道上游的相邻2个电极板的间距为0.5-2cm，中游的相邻2个电极板的间距为1.5-3cm，下游的相邻2个电极板的间距为2.5-4cm。进一步地，所述多级电源为所述电极板供应直流电，供电电压范围是1～220V，并使得相邻的2块电极板分别呈正电性及负电性；所述多级电源能够根据排水管道的净化需求调节任意2块相邻电极板之间的电压，从而分段实现排水管道污水中大分子有机物的降解、小分子有机物的矿化或还原性无机物的氧化作用。进一步地，为实现大分子有机物降解作用时，相邻2个电极板间的电压为50～220V；为实现小分子有机物矿化作用时，相邻2个电极板间的电压为20～110V；为实现还原性无机物氧化作用时，相邻2个电极板间的电压为1～50V。进一步地，所述链条式导轨的安装方式为以下两种方式中的一种：其一，将承托框架、固定结点、框架底座、主动链轮及从动滑轮全部安装于检查井内，使得链条呈双股U型结构；其二，将承托框架的一部分及主动链轮安装于检查井的上方，固定结点、框架底座及从动滑轮则安装于检查井内，使得链条呈单股口型结构。本专利技术充分利用检查井及排水管道的内部空间，通过链条式导轨的拼装式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于排水管道原位净化的导轨式电解系统，其特征在于，所述净化系统包括/n链条式导轨，所述链条式导轨安装于检查井及排水管道内；/n悬挂式支架，所述悬挂式支架悬挂于链条式导轨，悬挂式支架上设置插槽；/n电极板，所述电极板的极板嵌套于悬挂式支架的插槽内，沿所述链条式导轨在检查井及排水管道内移动，通过对排水管道的污水进行电解，实现排水管道的原位水质净化；/n多级电源，所述多级电源置于所述检查井外的地面，并通过防水电缆为电极板供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于排水管道原位净化的导轨式电解系统，其特征在于，所述净化系统包括
链条式导轨，所述链条式导轨安装于检查井及排水管道内；
悬挂式支架，所述悬挂式支架悬挂于链条式导轨，悬挂式支架上设置插槽；
电极板，所述电极板的极板嵌套于悬挂式支架的插槽内，沿所述链条式导轨在检查井及排水管道内移动，通过对排水管道的污水进行电解，实现排水管道的原位水质净化；
多级电源，所述多级电源置于所述检查井外的地面，并通过防水电缆为电极板供电。


2.如权利要求1所述的一种适用于排水管道原位净化的导轨式电解系统，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1所述的一种适用于排水管道原位净化的导轨式电解系统，其特征在于，所述悬挂式支架包括挂钩、架身、及插槽；其中，所述挂钩与所述链条的销轴卡合，从而限制所述架身与所述链条的相对位置；挂钩设置于架身上，所述架身内设置插槽；所述插槽用于嵌置电极板；所述配重位于所述架身的底部，用于增加架身的重量以使得悬挂式支架在排水管道内不至于剧烈晃动。


4.如权利要求3所述的一种适用于排水管道原位净化的导轨式电解系统，其特征在于，所述架身的材质为绝缘材料，以防止系统发生短路。

【专利技术属性】
技术研发人员：崔贺，董磊，张欣，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