本發(fā)明涉及市政污水管道中有毒有害氣體凈化領(lǐng)域，是一種設(shè)置在窨井內(nèi)利用碾壓能驅(qū)動負壓風機原理的有毒有害氣體的凈化裝置。

背景技術(shù)：

城市污水的集中化處理要求有分布更加廣泛的污水管網(wǎng)系統(tǒng)。隨著污水在長管道內(nèi)的停留時間（HRT）增長，污水中的溶解氧和硝酸鹽等電子受體完全被消耗，管道內(nèi)逐步形成厭氧環(huán)境，導致污水及管道沉積物中的厭氧微生物利用自身的呼吸代謝作用產(chǎn)生大量有毒有害的揮發(fā)性氣體，如硫化氫（H₂S）、甲烷（CH₄）、氨氣（NH₃）等。硫化氫（H₂S）和氨氣（NH₃）都是具有刺激性氣味的有毒氣體，且對管道具有腐蝕作用；甲烷（CH₄）是易燃易爆氣體，在空氣中爆炸極限通常為5%—15%，對管道及城市都具有安全隱患。

目前，國內(nèi)對下水道中的有害氣體的研究大部分還停留在調(diào)查和如何監(jiān)測預(yù)警的階段，關(guān)于有害氣體的原位處理方法的實際運用還很少。對于下水道中的有害氣體的處理方法從處理階段上可分為源頭控制和末端控制，源頭控制是采用生物化學方法抑制相關(guān)產(chǎn)氣微生物的活性以減少有害氣體的生成釋放；末端控制是采用一定的生物化學或物理吸附方法減少有毒有害氣體的積累，及時去除已形成的有害氣體。利用多孔材料吸附去除有害氣體是一種有效的末端控制方式，然而要找到一種適用于下水道低濃度有毒有害氣體氣體的循環(huán)凈化裝置。

經(jīng)過實驗驗證，下水道窨井內(nèi)從污水液面到窨井口的垂直距離中甲烷（CH₄）和氨氣（NH₃）主要分布在自下而上的4/5處，硫化氫（H₂S）主要分布在自下而上的1/2處。凈化裝置懸掛在井蓋之下，要對窨井內(nèi)氣體達到一個良好的吸附去除作用，要通過外力讓氣體發(fā)生擾動并進入裝置內(nèi)與活性吸附材料充分接觸。

目前已有大量多孔材料如活性炭、改性活性炭、γ-Al₂O₃、改性沸石和介孔材料等用于有害氣體的吸附去除研究。進過實驗驗證，市政污水管道系統(tǒng)中的CH₄、NH₃和H₂S等有毒有害氣體都是低濃度氣體，常規(guī)的用吸附劑凈化效率可能不高，需要有氣體循環(huán)裝置將分散的有毒有害氣體聚集通過吸附材料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種能夠充分吸附去除市政污水管道窨井內(nèi)有毒有害氣體的凈化裝置，利用碾壓能驅(qū)動負壓風扇轉(zhuǎn)動驅(qū)使分布在窨井垂直空間內(nèi)的有毒有害氣體進入裝置達到凈化目的。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，采取的技術(shù)方案是：

適用于市政污水管網(wǎng)窨井內(nèi)有毒有害氣體凈化裝置，包括氣體循環(huán)模塊和氣體凈化模塊，主要構(gòu)成為：氣體循環(huán)模塊和圓柱形的氣體凈化模塊，氣體循環(huán)模塊包括設(shè)置在窨井蓋上的彈性頂桿、與頂桿連接的轉(zhuǎn)動桿、與轉(zhuǎn)動桿相連的主動傘形齒輪、與主動傘形齒輪相連的從動傘形齒輪、與從動傘形齒輪相連的負壓風扇，及設(shè)置在風扇下部的圓臺型集氣罩；氣體凈化模塊為圓柱形過濾塔，放置有可裝卸式濾網(wǎng)，濾網(wǎng)上搭載有活性吸附材料。

本發(fā)明的工作原理及優(yōu)點在于：將該凈化裝置安放在檢查井的井蓋下方時，車輛或行人經(jīng)過井蓋時，車輛或行人踩踏所產(chǎn)生的碾壓能傳遞給彈性頂桿，使彈性頂桿受力壓縮向下運動，頂桿帶動轉(zhuǎn)動桿轉(zhuǎn)動，從而使主動傘形齒輪發(fā)生轉(zhuǎn)動，進而帶動與主動齒輪相連從動傘形齒輪發(fā)生轉(zhuǎn)動，使垂直面內(nèi)的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動，最終使與從動傘形齒輪相連的負壓風扇轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生吸力通過圓臺形集氣罩使位于凈化裝置下方的CH₄、NH₃和H₂S等有毒有害氣體進入過濾塔，并被設(shè)置于過濾塔內(nèi)的活性吸附材料吸附去除。

本發(fā)明中凈化裝置與窨井蓋為一整體，可替代傳統(tǒng)窨井蓋凈化裝置固定在窨井蓋下方，且窨井蓋為密閉的，防止有毒有害氣體在氣體循環(huán)模塊的作用下溢出到空氣中。

窨井蓋上為彈性頂桿預(yù)留有連接孔，孔周圍設(shè)有橡膠密封環(huán)，以防止氣體溢出。

彈性頂桿、轉(zhuǎn)動桿位于凈化裝置的外部，通過主動傘形齒輪穿過氣體循環(huán)模塊壁上小孔與循環(huán)模塊內(nèi)的從動傘形齒輪和負壓風扇相連。

在施加在彈性頂桿上的碾壓能卸載之后，與窨井蓋和頂桿相連的復位彈簧會恢復形變而帶動頂桿復位，從而使裝置能夠連續(xù)運行。

本發(fā)明氣體循環(huán)模塊的優(yōu)點是：利用車輛及行人施加的碾壓能通過機械齒輪驅(qū)動負壓風扇轉(zhuǎn)動對處在井筒內(nèi)不同高度的低濃度有毒有害氣體達到聚集的目的，提高活性吸附材料的吸附凈化效果。

該凈化裝置的整體形狀為圓柱體，直徑可在400—500mm范圍內(nèi)。

所述過濾塔內(nèi)的活性吸附材料是負載在設(shè)置在于塔內(nèi)的濾網(wǎng)上的，濾網(wǎng)的網(wǎng)孔孔徑為2mm。

本發(fā)明中凈化模塊的優(yōu)點是：濾網(wǎng)是模塊式的，可根據(jù)管道內(nèi)的氣體濃度和種類更換負載的活性吸附材料及調(diào)整放置的模塊式濾網(wǎng)數(shù)量。

所述的凈化裝置上部的凈化模塊為圓柱形的過濾裝置，直徑與塔身相等，頂端設(shè)有開孔，有利于增長待凈化氣體在凈化器的停留時間，提高凈化效果。

本發(fā)明的另一優(yōu)點是：由于檢查井內(nèi)CH₄、NH₃和H₂S等有毒有害氣體濃度還是相對較低，因而過濾塔的單次凈化效果不能達到預(yù)期的目標，下方的負壓風扇可使凈化裝置附近的有毒有害氣體多次進入過濾塔，達到多次凈化的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為氣體循環(huán)模塊的具體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為氣體凈化模塊的具體結(jié)構(gòu)示意圖，

圖4為氣體凈化模塊上下蓋氣孔分布示意圖。

其中，1——氣體循環(huán)模塊，2——氣體凈化模塊，3——彈性頂桿，4——復位彈簧，5——轉(zhuǎn)動桿，6——主動傘形齒輪，7——從動傘形齒輪，8——負壓風扇，9——圓臺集氣罩，10——濾網(wǎng)，11——氣體凈化模塊上下蓋，12——窨井蓋。

具體實施方式

如圖1所示，一種利用碾壓能的適用于下水道有毒有害氣體吸附去除的凈化裝置，包括氣體循環(huán)模塊1和氣體凈化模塊2。

氣體循環(huán)模塊1包括設(shè)置在窨井蓋12上的彈性頂桿3，與窨井蓋12和彈性頂桿3相連的復位彈簧4，與彈性頂桿3相連的轉(zhuǎn)動桿5，與轉(zhuǎn)動桿5相連的主動傘形齒輪6，與主動傘形齒輪6相連的從動傘形齒輪7，與從動傘形齒輪7相連的負壓風扇8，以及位于負壓風扇8下方的圓臺形集氣罩9。

本發(fā)明中氣體循環(huán)模塊實現(xiàn)功能的系列動作為：碾壓能通過彈性頂桿的下壓帶動復位彈簧4拉伸發(fā)生形變，彈性頂桿的下壓同時將碾壓能傳遞給轉(zhuǎn)動桿5，使轉(zhuǎn)動桿5發(fā)生轉(zhuǎn)動，驅(qū)使主動傘形齒輪6轉(zhuǎn)動，并帶動從動傘形齒輪7轉(zhuǎn)動，最終與從動傘形齒輪7連接的負壓風扇8轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生吸引力通過圓臺形集氣罩9對處于井筒內(nèi)垂直高度上的有毒有害氣體進入氣體凈化模塊，并使凈化裝置周圍的有毒有害氣體多次進入裝置，達到氣體循環(huán)的目的。

優(yōu)選的，所述的圓臺形集氣罩傾斜角度為75°。

優(yōu)選的，負壓風扇直徑為350mm，中間轉(zhuǎn)軸直徑為100mm。

優(yōu)選的，主動和從動傘形齒輪的轉(zhuǎn)軸直徑為100mm。

優(yōu)選的，彈性頂桿突出窨井蓋部分長度為50mm。

氣體凈化裝模塊2包括可裝卸式的濾網(wǎng)10，以及上蓋和下蓋11，上蓋和下蓋上均布有氣孔。

優(yōu)選的，凈化裝置中氣體循環(huán)模塊1和氣體凈化裝模塊2的圓柱形外形直徑為450mm。

優(yōu)選的，所述的濾網(wǎng)孔徑為2mm，濾網(wǎng)上附載有對CH₄、NH₃和H₂S等有毒有害氣體有吸附去除作用的活性吸附材料。

優(yōu)選的，所述的氣體凈化模塊上下蓋布有透氣孔，透氣孔直徑為20mm，均勻分布于上下蓋，具體分布情況見圖4。