一种电絮凝净化微污染地表水装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于水处理技术领域，具体为一种电絮凝净化微污染地表水装置。本实用新型专利技术装置包括：直流电源、电极板、带有推力系统的浮力装置、连接线路以及控制器。该电絮凝净化装置在水中边前行边电解，电解产生的铁离子经过水解形成氢氧化亚铁与氢氧化铁胶体，与水中的悬浮物、部分溶解性的腐殖酸、TP发生吸附、絮凝和化学反应，并产生共沉降。一般经过3~5天后河道中的悬浮物、COD以及TP等均有良好的去处效果，并可大幅提升水体的澄清度，达到水体净化的目的。本实用新型专利技术装置在河道水体中流动电解，其电絮凝电压在36V安全电压以内，电絮凝产生的铁离子等对水体生态友好，实施方便和运行简单，处理费用低，可用作黑臭河道和富营养化河道的应急治理。

【技术实现步骤摘要】
一种电絮凝净化微污染地表水装置
本技术属于水处理
，具体涉及一种地表水水质提升的净化装置，特别涉及一种电絮凝净化微污染地表水装置。
技术介绍
全国水环境的形势非常严峻，体现在三个方面：第一，就整个地表水而言，受到严重污染的劣V类水体所占比例较高，全国约10%，有些流域如海河流域劣V类的比例高达39.1%。第二，流经城镇的一些河段，城乡接合部的一些沟渠塘坝污染普遍比较重，并且由于受到有机物污染，黑臭水体较多，受影响群众多，公众关注度高，不满意度高。第三，涉及饮水安全的水环境突发事件的数量依然不少。为切实加大水污染防治力度，2015年《水污染防治行动计划》公布，要求到2020年，长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河等七大重点流域水质优良（达到或优于Ⅲ类）比例总体达到70%以上，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内；到2030年，全国七大重点流域水质优良比例总体达到75%以上，城市建成区黑臭水体总体得到消除。各地因此积极推进了河道水环境质量的改善工作，主要涉及调整产业结构、强化工业与城镇生活污染治理、畜禽退养治理等污染源的减量化工作，以及完善和优化污水管网及收集工程、骨干水利基础设施等，总体而言河道治理工作取得了很大的成效。但在河道治理过程中发现，中国大部分城市的旧城区采用的是合流制排水系统,城市管网的雨污合流/混流而导致的河道黑臭以及富营养化情况时有发生，特别是在地下水位较高的地区。一项研究表明，上海市的地下水位较高，居民生活污水排放的COD在城市管网中的沉积比例可达50%左右，下雨时可通过雨水冲刷携带进入河道，从而造成河道污染，因此，如何应对雨后的河道污染已经成为河道治理工作中的难点和痛点。目前国内外采用的黑臭河道应急治理技术主要可分为物理、化学和生物-生态法三类方法。应用于黑臭河道治理的物理和化学方法一般不受气候条件影响，处理效果较明显和稳定，如采用铁盐或铝盐混凝剂、双氧水等氧化剂和生石灰等pH调节和助凝剂直接喷洒于河道内，目的在于在短时间内有效去除水中目标污染物（悬浮物、溶解态磷和氮等），提高水体透明度。但上述所采用的化学药剂但往往治理费用高昂，同时易对环境产生二次污染，因此难以长期持续应用。电化学方法净化原水具有无需添加化学药品、设备体积小、占地面积少、操作简便灵活等优点。但电化学方法一直存在着电耗大、成本高等缺点，从而大大限制了它在水处理中的应用。在几种电化学水处理类型中,电凝聚方法的应用比较成熟，由于其能够快速的去除细菌、藻类、重金属等天然有机物，因而可以期望电絮凝技术在富营养化水体治理、微污染原水预处理等方面应具有较好的前景。电絮凝法处理地表水的原理是利用直流电源使金属正极（一般为铁或者铝）失去电子生成铁或铝离子并溶解于水中，与水中的氢氧根形成具有絮凝作用的氢氧化铁、氢氧化亚铁或氢氧化铝絮体，使水中的污染物质凝聚并去除。Shammas等人指出，电流的作用会导致絮凝，因为直流电的作用可以去除小颗粒，同时，电凝可以减少废渣的产生。2010年Tchamango等人采用电絮凝法对人工废水与奶粉进行实验，其中使COD降低61%，磷降低89%，氮降低81%，浊度100%。Zodi等人利用表面响应分析的统计分析方法研究了铝电极电絮凝过程中COD、浊度、TS去除和污泥沉降的影响与电絮凝参数之间（电流密度、pH值和电解设计）的关系。研究表明，与混凝相比，使用电絮凝的成本更低，对混凝剂的需求更小，可获得比传统混凝法更高的去除污染物的效率。高珊珊等针对富营养化水体中藻类、天然有机物、氮和磷等污染物质浓度超标的特点，考察了电絮凝-电气浮技术对藻细胞、天然有机物、氮和磷的去除效能。研究结果表明：当处理藻细胞密度为1.0~1.5×109个/L的溶液时，最佳电流为60mA，其完全除藻所需的电解时间为45min，消耗的电量0.3kWh/m3。在处理15mg/L左右的腐殖酸时（以DOC计），最佳电流和电解时间分别为60mA和30min，电能耗为0.19kWh/m3。在相同絮凝剂投加量的条件下，电絮凝-电气浮除藻效果明显优于化学混凝除藻，其对天然有机物的去除效率也优于常规化学混凝。相对于常规化学混凝过程中溶液pH的大幅降低，经电絮凝-电气浮处理后的松花江水的pH呈上升趋势,铁离子含量小0.5mg/L，pH值从7.4增加至8.4左右，不需要额外调节出水pH。但该研究中采用的电絮凝-电气浮技术对微污染原水的治理时间较长，成本偏高。焦跃腾等通过分批试验研究了极板间距、电流密度和反应时间对微污染原水中污染物去除效果的影响，最终确定最佳反应条件是电极间距1.5cm，电流强度为0.6A，反应时间为25min条件下色度、浊度、SS、COD、TP的去除率分别为76.47％、80％、89.29％、57.14％和78.41％，且处理后水质指标可满足景观环境用水标准、城市杂用水标准、生活杂用水标准以及地表水环境质量标准Ⅲ类水的限值。但上述试验考察了铝板阳极条件下电絮凝后180min内水体水质的变化情况，在60-180min内原水SS、COD等水质指标的去除率变化波动较大，其试验确定的最大流量和停留时间在工业化中没有实际借鉴意义。本技术旨在提供一种简单实用的河道微污染治理的装置，为黑臭或富营养化河道的治理提供一种负荷削减的解决方案。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种新型的电絮凝净化微污染地表水装置，以解决现有河道治理过程中使用药剂量大，且对生态环境产生不良影响等问题。本技术提出的电絮凝净化微污染地表水装置，主要包括以下部分组成：直流电源A，电极板B，带有推力系统的浮力装置C，连接线路D以及控制系统E组成；其中，直流电源A和控制器E放在带有推力系统的浮力装置C上，电极板B作为电絮凝电极位于浮力装置C的下方，与水直接接触，连接线路D将电极板B与控制系统E相连接，控制器E用于控制直流电源A的开关和输出的电流、电压。装置结构参见图1所示。本技术中，控制系统E根据需要可采用无线方式遥控。本技术中，直流电源A的电压采用6~36V，优选采用充电电瓶；电极板B采用金属铁板或者铝板，极板间距为15mm~40mm；浮力装置C是带有推力系统的浮船或者浮筒；E控制器包含开关、可调限流器、可调限压器等组件，用于控制直流电源的开关、电压和电流的输出大小。本技术的电解系统中，电极板B有若干块平行的金属铁板或铝板组成，其间距为15mm~40mm，金属电极板采用间隔串联的方法连接（如：板1,3,5，…为正极，板2,4,6，…为负极）后，分别接在控制系统E的正负极上，参见图2所示。电极板的数量根据需要而定，一般可为6-20块。本技术装置的使用方式及工作原理为：将本装置放入微污染或者黑臭河道中。本装置直流电源为可充电电瓶，电压为6~36V，采用多块矩形金属板作为电絮凝电极，固定电极之间的距离为15mm~40mm。调节电解电压，开启装置的电源，开始电絮凝。随着浮力装置的移动，电絮凝系统在水中边前行边电解，电解产生的铁离子经过水解形成氢氧化亚铁与氢氧化铁胶体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电絮凝净化微污染地表水装置，其特征在于，包括：直流电源，电极板，带有推力系统的浮力装置，连接线路以及控制系统；其中，直流电源和控制器放置在带有推力系统的浮力装置上，电极板作为电絮凝电极位于浮力装置的下方，与水直接接触，连接线路将电极板与控制系统相连接，控制器用于控制直流电源A的开关和输出的电流、电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种电絮凝净化微污染地表水装置，其特征在于，包括：直流电源，电极板，带有推力系统的浮力装置，连接线路以及控制系统；其中，直流电源和控制器放置在带有推力系统的浮力装置上，电极板作为电絮凝电极位于浮力装置的下方，与水直接接触，连接线路将电极板与控制系统相连接，控制器用于控制直流电源A的开关和输出的电流、电压。


2.根据权利要求1所述的电絮凝净化微污染地表水装置，其特征在于，控制系统采用无线方式遥控。


3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：何坚，杭康予，杨斯捷，华沁艺，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：新型
国别省市：上海;31