專利名稱：：一種移動式綜合水質凈化處理裝置的制作方法
技術領域：
：本創(chuàng)新發(fā)明涉及對流動性水域(如江、河、湖泊)的水環(huán)境潔凈修復技術，特別是用于富營養(yǎng)化水體中的總氮、總磷以及COD降解的移動式處理技術及裝置，采用該裝置能夠對江、河、湖泊的總氮、總磷、藻類、COD、重金屬進行降解、殺滅和沉積，達到生態(tài)環(huán)境修復之目的。
背景技術：
：水體富營養(yǎng)化是在社會經(jīng)濟的高速發(fā)展下，對生態(tài)環(huán)境造成的負面影響，使氮、磷等營養(yǎng)物質大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體，導致某些特征性藻類的異常增殖，致使水體透明度下降、溶解氧降低、水質變壞、魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。當藻類殘體腐爛分解時消耗水體中的溶解氧。溶解氧的降低，水體中的有機物在水層底部厭氧分解微生物，引起腐敗現(xiàn)象，產(chǎn)生甲烷、硫化氫、硫醇等有毒惡臭物，使水體發(fā)臭變質。另外某些藻類細胞死亡后所產(chǎn)生的毒素對牲畜和人體構成了嚴重的威脅。本發(fā)明人通過利用電化學的原理，結合離子交換的機理，針對富營養(yǎng)化水體的特征，進行有效的組合達到對江、河、湖泊的富營養(yǎng)化水體進行全面、徹底的凈化。為富營養(yǎng)化水體修復與治理提供解決方案。創(chuàng)新
發(fā)明內容本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷或不足，提供一種利用電化學和離子交換吸附巧妙地結合于一體，對富營養(yǎng)化水體中的藻類、總氮、病毒、細菌、C0D、異味和色度直接強栽化反應和氧化還原反應，離子交換吸附沉積水體中的總磷，采用該生態(tài)修復移動式凈化裝置能夠對富營養(yǎng)化水體進行有效的治理和抑制，對環(huán)境生態(tài)修復起到的凈化與示范作用。本發(fā)明的技術方案如下一種移動式生態(tài)修復技術與裝置，包括承載處理系統(tǒng)的船體、收集藍藻的收集盤、輸送管道、收集泵、低溫等離子體氧化反應區(qū)、高比表面面積的離子交換區(qū)、出水的水通道和在線控制系統(tǒng)。在船體內按功能劃分了區(qū)域，分為水收集儲存區(qū)、電化學、離子交換區(qū)、機房、控制室、和推進動力艙。在船體的上層設置了駕駛艙、休息室和化驗室。由于移動式生態(tài)修復技術與裝置具有遠程作業(yè)的能力，在船艙的尾部設置了衛(wèi)生間和廚房間滿足工作人員的曰常生活。所述的收集盤被連接在船體的前方，帶有液壓升降系統(tǒng)可根據(jù)需要調節(jié)水平位置和取水深度，收集盤內部設置了供水體流動的通道。通道為軟性管路連接在收集泵的進口法蘭上，收集泵把收集上來的水體送入水收集儲存區(qū)內，隨水體重力緩慢進入電化學反應區(qū)進行直接氧化分解。電極在外加電場下高密度的電流激發(fā)電極表面的催化活化層形成強電子的躍遷，在帶負電的自由電子和帶正電的離子的耦合作用也極強，帶電粒子可以同電場耦合，帶電粒子流可以和電磁場耦合直接對水體中進行氧化接觸反應，氧化分解水體中的藻類、細菌、病毒和氨態(tài)氮，水體中藻細胞的破碎使隱藏在細胞壁內的蛋白首先被氧化成氨氮，在二次氧化反應中生成了C02和H20、碳水化合物。由于帶負電的自由電子和帶正電的離子在高速躍遷過程中激發(fā)出新生態(tài)的羥基自由基、氧自由基和超氧離子對水體的COD進行氧化反應，生成C02和H20和碳水化合物。水體中硝態(tài)氮N03—在反應區(qū)內和新生態(tài)的H接觸進行強氧化還原反應，生成了&和貼。當水體中總磷值濃度含量很高時，在水體進入富含鈣鹽的膠團吸附層時，水體中的磷被析出，生成過璘酸鈣截流在吸附層表面，而水體穿透吸附層得到凈化被排出。吸附層達到吸附極限狀態(tài)時，需要用飽和的鈣鹽溶液對吸附層進行再生，在再生過程中，過磷酸鈣隨飽和溶液被帶回到鈣鹽的容器內，隨著過磷酸轉濃度的增加慢慢被沉淀在容器的底部，在積聚到一定量后，由底部的排泥閥排出經(jīng)壓濾脫水后包裝，可當復合肥料用于植物的施肥。水體中的色度與異味在新生態(tài)的H202的作用下得到降解。由于水體中存在著一定量的HCLO，所以對水體中的細菌、病毒有持續(xù)的殺毒、滅菌能力。本創(chuàng)新發(fā)明的移動式生態(tài)修復技術與裝置，包括由鋼板焊接或玻璃鋼纏繞而成的船體，在船體的前方設有可調節(jié)的收集盤，收集盤活動連接在船體上，船艙分為上下兩層。地層內設有收集泵站、儲存區(qū)、電化學反應區(qū)、離子交換吸附區(qū)、飽和溶液儲存區(qū)、再生溶液泵、出水通道、發(fā)電機房、動力推進機房和燃油儲存箱。在收集盤的進口設置了在線藻細胞濃度測定儀來控制收集口的上下高度，同時也設置了在線氧化還原電位儀，在線余氯測定儀、在線溶氧儀和在線PH測定儀，這些探頭和電化學反應區(qū)的對應探頭連鎖工作來控制低溫等離子體工作狀況。在離子交換吸附區(qū)的進水和出水口對應設置了氧化還原電位儀，來控制離子交換吸附層的工作狀態(tài)。在船艙的上層設有駕駛艙、控制室、休息室、化驗室和必要的生活設施。本發(fā)明的技術效果如下本創(chuàng)新發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷或不足，提供一種電化學反應，將離子交換吸附結合于一體的針對富營養(yǎng)化水體進行有效去除的移動式生態(tài)修復技術與裝置，使用該裝置能夠降解水體中的的藻類、病毒、病菌、總磷、總氮和化學耗氧量。由于本創(chuàng)新發(fā)明的移動式生態(tài)修復技術與裝置采用了潔凈的電化學技術結合離子交換吸附綜合處理手段，對水體中的魚類動物及水生植物類沒有危害，對水體中的藻總數(shù)平均去除率達到99%,對水體中的病毒細菌的平均去除能力達到99%，對總氮和總磷的去除率能力達到95%，對水體中COD去除率能力達到95%，而且具有靈活的遠程工作能力。本創(chuàng)新發(fā)明的移動式生態(tài)修復技術與裝置可廣泛用于湖泊、河流、水庫的富營養(yǎng)化水體處理，并能應用于陸地的污水處理。是未來技術發(fā)展的必然的趨勢。附圖1移動式生態(tài)修復技術與裝置平面布置示意圖附圖標記列示如下-1、船體2、收集盤3、液壓連接裝置4、輸送管道5、輸送泵站6、儲存區(qū)7、電化學反應區(qū)8、發(fā)電機組9、燃油儲存箱10、再生泵11、飽和溶液儲存箱12、離子交換吸附區(qū)13、出水通道14、動力推進區(qū)15、駕駛室16、控制室17、化驗室18、會議休息室19、廚房20、衛(wèi)生間具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。如圖1所表示，移動式生態(tài)修復技術與裝置包括有船體1，連接在船體前部的收集盤2和連接用的液壓連接裝置，在收集盤內設置了輸送管道4和輸送泵站5的進口相連接，抽送上來的水體進入儲存區(qū)7，在水體重力的作用下進入電化學反應區(qū)進行氧化反應，經(jīng)過氧化反應后的水體在重力下進入離子交換吸附區(qū)12進行交換吸附后經(jīng)出水通道13排出船體。電化學反應7的工作電能由發(fā)電機組8供應，發(fā)電機組的燃油由燃油儲存箱供給。船體的巡航由動力推進區(qū)14提供。離子交換吸附區(qū)12達到極限交換吸附能力時由再生泵10提供再生飽和溶液，再生飽和溶液儲存在飽和溶液箱11內?？刂剖?6通過對應的在線探頭傳輸?shù)臄?shù)字信號分別控制電化學反應區(qū)7和離子交換吸附區(qū)12的工作狀況?；炇?7承擔不能用在線檢測儀器檢測的項目由人工分析和檢測。實施例1設備與裝置電化學反應電極極對176對，電極規(guī)格1000rranX560電化學專用電源78臺，輸入電壓220V;輸出電壓20V;輸出電流80A柴油發(fā)電機組150Kw小時處理面積21600平方米處理速度1米/秒處理效果見附件1實施例2設備與裝置-離子交換吸附槽2000X4000X600(ran)，載體層高度500mm，載體顆粒粒徑500目；飽和溶液反應器①800X1200(mm)，攪拌器0,75kw;供料泵Q:500L/分鐘。小時處理量10800m3交換流速0.5米/秒交換吸附周期37小時飽和再生周期4小時對磷的去除率95%應當指出，以上所述具體實施方式可以使本領域的技術人員更全面地理解本創(chuàng)新發(fā)明，但不以任何方式限制本創(chuàng)新發(fā)明。因此，盡管本說明書參照附圖和實施例對本創(chuàng)新發(fā)明已進行了詳細的說明，但是，本領域技術人員應當理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或者同等替換；而一切不脫離本創(chuàng)新發(fā)明的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本創(chuàng)新發(fā)明專利的保護范圍當中。附件1-1處理效果與檢測報告附件1-1處理數(shù)據(jù)匯總移動式生態(tài)修復技術與裝置對藻類去除數(shù)據(jù)總結<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>附件1-2檢測報告:<image>imageseeoriginaldocumentpage8</image>權利要求1.一種移動式生態(tài)修復技術與裝置，包括承載系統(tǒng)的船體1分為上下兩層，其特征在于所述的承載船體1地層內設置了儲存區(qū)6來儲存由收集盤2收集來的水體經(jīng)過輸送管道4由輸送泵站5加壓輸入儲存區(qū)6內，在水力作用下進入電化學反應區(qū)7進行強氧化反應和強氧化還原反應，參加氧化反應和氧化還原反應的水體在水體重力的作用下進入到離子交換吸附區(qū)12內進行交換吸附后，水體通過出水通道13被排出船體外。所述的收集盤2被帶有液壓連接裝置固定于船體的前方，收集盤內設有軟性的輸送管路4和輸送泵站5的進口法蘭連接。輸送泵站5的輸送流量受設置在收集盤2進口處的在線探測儀所控制，當水體中的藻類密度(藻密度在線檢測儀)、COD(在線COD檢測儀)、總氮(氧化還原電位儀)、總磷(氧化還原電位儀)的含量超過或低于設定的上限或下限時控制輸送泵站的水流量減少或是增加。所述的低溫等離子體反應工作狀態(tài)有設置在反應區(qū)7出水端的氧化還原電位儀、余氯測定儀來調節(jié)電化學反應區(qū)專用電源輸出的電流強與弱。所述的離子交換吸附區(qū)12由設置在出水端的氧化還原電位儀來控制再生泵10起閉，同時連鎖控制設置在離子交換吸附區(qū)12的進水口電磁閥的起閉。所述的電化學反應區(qū)7工作所需要的電能有發(fā)電機組8提供，發(fā)電機組同時也供給輸送泵站5和再生泵10所需要的電能。所述的控制功能由設在不同區(qū)域的對應探頭經(jīng)屏蔽光纜將數(shù)字信號傳輸?shù)缴蠈拥目刂剖?6由微機處理系統(tǒng)按設定的數(shù)值對各功能區(qū)下達指令，進行全自動控制運行。所述的動力推進區(qū)14內安裝了動力發(fā)動機和舵機系統(tǒng)給船體1巡航提供動力。2、根據(jù)權利要求1所述的一種移動式生態(tài)修復技術與裝置，其特征在于所述的承載系統(tǒng)的船體1為普通鋼板焊接或是玻璃纖維樹脂纏繞而成單體船或是雙體船，形狀可以是長方型或是正方型或是其他的幾何形狀。船體1分為上下兩層。下層為處理裝置的功能分布區(qū)，上層為處理裝置的控制區(qū)、化驗區(qū)、生活區(qū)和船體l的駕駛區(qū)。所述的儲存區(qū)6設置在船體1的前部，儲存區(qū)6底部由管道和低溫等離子體反應區(qū)連接，所述的輸送泵站5固定在儲存區(qū)6的蓋板上方。3、根據(jù)權利要求1所述的一種移動式生態(tài)修復技術與裝置，其特征在于所述的收集盤2為增強塑料或是鋼板焊接或是玻璃纖維樹脂纏繞而成，形狀可以是半圓型或是三角形或是其它的幾何形狀體，收集盤2內設置了軟性的輸送管道4,收集盤由液壓連接裝置3固定于船體1上，并具有升降調節(jié)功能。4、根據(jù)權利要求1所述的一種移動式生態(tài)修復技術與裝置，其特征在于所述的電化學反應區(qū)7內，均勻布滿了正負的電極對，電極極對之間的距離不超過20mm，電極極對由耐高溫導線和專用的電源連接。5、根據(jù)權利要求1所述的一種移動式生態(tài)修復技術與裝置，其特征在于所述的離子交換吸附區(qū)12內裝填了經(jīng)過納米尺度改性的活性炭顆粒作為載體，在改性后的活性炭顆粒接枝包覆了富含飽和狀的鈣鹽膠團，水體通過載體時水體中的磷和飽和鈣鹽膠團進行化學反應，使水體中的磷生成過磷酸鈣被擋在載體表層，當交換吸附達到一定極限時，氧化還原電位根據(jù)設定的參數(shù)關閉進水閥啟動再生泵將飽和鈣鹽溶液對載體表面進行再生處理，由于電荷的作用過磷酸鈣被析回飽和鈣鹽溶液內，隨著質量的增加沉積于鈣鹽飽和溶液的儲存箱11的底部。所述的離子交換吸附反應區(qū)12由管道和低溫等離子體反應區(qū)7連接，在管道上安裝了電磁閥。6、根據(jù)權利要求1所述的一種移動式生態(tài)修復技術與裝置，其特征在于所述的儲存區(qū)6和電化學反應區(qū)7區(qū)有隔墻隔開分成兩個獨立的室。所屬的發(fā)電機組8和電化學反應區(qū)7之間的隔墻采取特殊的防腐防滲處理，所述的發(fā)電機組8和飽和溶液儲存箱11的隔墻采取了特殊的防腐防滲處理。所述的再生泵10被固定在飽和溶液儲存箱11的蓋板上。所述的飽和溶液儲存箱ll的底部設置了堆型的收集斗，收集斗出口安裝了電磁閥。7、根據(jù)權利要求1所述的一種移動式生態(tài)修復技術與裝置，其特征在于所述的離子交換吸附區(qū)12內活性炭載體的堆積高度為800mm，在800mm的層高中每200mm高度上設置了供飽和溶液對載體再生時噴射的管網(wǎng)，在離子交換吸附區(qū)12的底部設置了堆型的溶液收集斗，收集斗的出口和再生泵吸程管路上的三通連接，由電磁閥控制起閉。所述的離子交換吸附區(qū)12和飽和溶液儲存箱11之間設有隔墻。8、根據(jù)權利要求1所述的一種移動式生態(tài)修復技術與裝置，其特征在于所述的動力推進區(qū)14設置在船體1的尾部，內設動力發(fā)動機帶動舵機系統(tǒng)連接船體1外的螺旋漿，并由液壓系統(tǒng)和船體前方的駕駛室15連接。9、根據(jù)權利要求2所述的一種移動式生態(tài)修復技術與裝置，其特征在于所述的上層控制室內16內，安裝了所有在線探測儀的終端顯示屏、中央控制系統(tǒng)和供電化學工作的專用電源。10、根據(jù)權利要求2所述的一種移動式生態(tài)修復技術與裝置，其特征在于所述的化驗室17內，設置了常規(guī)的水質分析儀器和設備，對常規(guī)水質分析提供實時的檢測分析數(shù)據(jù)。11、根據(jù)權利要求2所述的一種移動式生態(tài)修復技術與裝置，其特征在于所述的生活區(qū)設有會議休息室18,供遠程作業(yè)用的廚房19和衛(wèi)生間20。全文摘要本發(fā)明提供一種利用電化學和離子交換吸附結合對富營養(yǎng)化水體修復治理的手段，其特征在于電化學直接氧化和氧化還原水體中的藻類、氮和化學耗氧量，利用離子交換吸附機理降低水體中的磷，該裝置可以廣泛用于河流、湖泊、景觀水系的富營養(yǎng)化水體的凈化。文檔編號C02F1/46GK101417844SQ20081002113公開日2009年4月29日申請日期2008年8月8日優(yōu)先權日2008年8月8日發(fā)明者毅張申請人:常州浩瀚新材料科技有限公司