一种微动力的河道水体净化系统的制作方法

1.本实用新型属于河道治理技术领域，具体涉及一种微动力的河道水体净化系统。


背景技术：

2.水是人类生活和生产中最为重要的资源，也是地球上所有生物赖以生存的基础。随着社会的发展，城市化进程日益加快，城市人口的增加，生活污水中城市河道建设是绿色城市生态建设中很重要的一部分，美丽的河道环境不仅可以营造良好的城市环境，提高人们生活水平，还能带来一定的经济效益。提高水生态环境的整体水平，对城市经济与环境发展有机融合起到积极的促进作用，使得城市水资源能够得到快速发展。因此河流建设成为城市生态建设的重点，开展河道水体生态净化十分重要。
3.河道中往往存在含氮化合物和含磷化合物的污水如果不加以处理也会对自然环境造成严重的破坏，近年来引用并净化河道的水资源的设备，成为热点。目前国内外现有的净化水体设备，体积大前期的安放费时费力会增加成本和能耗，而且脱氮除磷效率不高，很难保证处理后的水能达到标准，很多设备又会产生大量污泥，给净水工作带来负担，又或者是对水中有机碳源含量有限制，河道水中有机碳源含量低并不适用。单一的电解法脱氮除磷不但消耗电能较多，而且微生物附着在电极板上会使电极板钝化。因此，研发一种微动力的河道水体净化系统，是目前非常具有前景的一项措施。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种微动力的河道水体净化系统研究，以简化设备，提高效率，降低成本，且更适用于河道水的处理。
5.本实用新型包括进水模块和电促进式生物模块。进水模块用于向电促进式生物模块导入水流。所述的电促进式生物模块包括反应池、电源、阴极板、排水口、曝气搅拌装置、阳极板和生物膜反应器。反应池的顶部开设有进水口和排气口，底部开设有出水口。反应池内设置有两个阴极板组和一个阳极板组。阳极板组设置在反应池的中间位置。两个阴极板组对称设置在阳极板组的两侧。阴极板组与电源的负极连接。阳极板组与电源的正极连接。
6.两个阴极板组与阳极板组之间各设置有一组生物膜反应器。反应池的底部安装有一个或多个曝气搅拌装置。曝气搅拌装置包括气源、电机、转轴、中心安装块和多片曝气叶片。竖直设置的转轴转动连接在反应池内腔的底部，并由电机驱动旋转。中心安装块固定在转轴的顶端。多片曝气叶片均匀固定在中心安装块的侧部。各曝气叶片上均开设有多个曝气孔。曝气叶片的顶面上设置有多根毛刺。毛刺高于曝气孔。当曝气叶片在旋转中进行曝气时，跟随曝气叶片旋转的毛刺能够将曝气孔输出的气泡打碎。气源输出的气体能够输送至曝气叶片。
7.作为优选，所述反应池的顶部开设有排气口。排气口上安装有排气阀。
8.作为优选，所述反应池的进水口和出水口分别位于反应池的相反端。
9.作为优选，所述的阳极板组包括沿着水流方向依次间隔排列的多块阳极板。阴极
板组包括沿着水流方向依次间隔排列的n块阴极板。每块阳极板均在对应的两块阴极板之间。
10.作为优选，所述的生物膜反应器包括沿着水流方向依次间隔排列的n条生物膜组件。每条生物膜组件均位于对应的一块阴极板与一块阳极板之间的正中位置。生物膜组件包括沿竖直方向依次连接的多个生物膜单元。生物膜单元呈长方体状，用于附着进行水处理的微生物。生物膜单元的顶面和底面上均设置有多个卡扣。相邻两个生物膜单元的相对侧面的卡扣通过支撑卡块连接。
11.作为优选，所述生物膜单元的两侧面均呈凹凸不平状。
12.作为优选，各阴极板和阳极板均为竖直设置的长条状，且侧面平行于水流方向。
13.作为优选，所述的转轴和中心安装块中设置有气体流道。该气体流道与曝气叶片上的曝气孔连接。转轴上的气体流道与气源通过旋转接头连接。
14.作为优选，所述的进水模块包括进水接头、进水管、水泵、第一滤网、第二滤网和进水座。所述的进水座安装在反应池的进水口上。进水座内设置有间隔设置的第一滤网和第二滤网。水泵安装在进水座上，且出水口通过第一滤网和第二滤网连接到反应池内。水泵的进水口与进水接头通过进水管连接。进水接头的外侧面上设置有呈阵列状均匀排布的多根阻挡柱。进水接头的外侧面上还设置有多个进水孔。
15.作为优选，所述阻挡柱的外端一体成型有阻挡球。阻挡球的直径大于阻挡柱的直径。
16.本实用新型具有的有益效果是：
17.1、本实用新型将使用两块阴极板配合一块阳极板，由于两块阴极板分别布置在阳极板的两侧，增大了阴极的反应面积，从而使得不同位置的生物膜均能接触到氢气；此外，本实用新型中的生物膜在微电流作用下不需要加有机碳源，电解有了生物膜微生物不会附着在电极板上，防止电极板钝化，延长电极板使用时间，节约成本。
18.2、本实用新型中的曝气搅拌装置在曝气孔的周围设置细长的毛刺结构，能够将曝气产生的气泡进一步打碎，从而提高曝气效果。
19.3、本实用新型只需要进行间歇曝气，即可将缺氧好氧反应都在同一反应池中进行，减小设备体积，节约成本。
附图说明
20.图1为本实用新型的正面结构示意图。
21.图2为本实用新型的侧面结构示意图。
22.图3为本实用新型中生物膜组件的示意图。
23.图4为本实用新型中生物膜单元的示意图。
24.图5为本实用新型中进水接头示意图。
25.图6为本实用新型中曝气搅拌装置的示意图。
具体实施方式
26.以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
27.如图1和2所示，一种微动力的河道水体净化系统，包括进水模块和电促进式生物
模块。电促进式生物模块包括反应池、电源7、排气阀8、阴极板9、排水口10、曝气搅拌装置11、阳极板13和生物膜反应器12。反应池的顶部开设有进水口和排气口，底部开设有出水口。反应池的进水口和出水口分别位于反应池的相反端。在水平面上，进水口向出水口的方向为水流方向。反应池的排气口上安装有排气阀8。排气阀内设有自动检测压强装置，可以自动开关排气阀以保证反应箱压强不会过大。反应池内设置有两个阴极板组和一个阳极板组。阳极板组设置在反应池的中间位置。两个阴极板组对称设置在阳极板组的两侧。阳极板组包括沿着水流方向依次间隔排列的n块阳极板13，n＝5。阴极板组包括沿着水流方向依次间隔排列的n块阴极板9。每块阳极板13均在对应的两块阴极板9之间。各阴极板和阳极板均为竖直设置的长条状，且侧面平行于水流方向。各阴极板9均与电源的负极连接。各阳极板均与电源的正极连接。阴极板9和阳极板13的材料均选用铁。
28.如图2、3和4所示，两个阴极板组与阳极板组之间各设置有一组生物膜反应器12。生物膜反应器12包括沿着水流方向依次间隔排列的n条生物膜组件。每条生物膜组件均位于对应的一块阴极板9与一块阳极板13之间的正中位置。生物膜组件包括沿竖直方向依次连接的多个生物膜单元12
‑
1。生物膜单元12
‑
1呈长方体状，用于附着进行水处理的微生物。生物膜单元12
‑
1的顶面和底面上均设置有多个卡扣。相邻两个生物膜单元12
‑
1的相对侧面的卡扣通过支撑卡块12
‑
2连接。通过使用不同数量的生物膜单元12
‑
1进行组装，即可得到不同高度的生物膜组件，从而适应不同深度的反应池。生物膜单元12
‑
1的两侧面均呈凹凸不平状，能够进一步提高生物膜与水体的接触面积。
29.如图5所示，反应池的底部安装有多个曝气搅拌装置11。曝气搅拌装置11包括气源、电机、转轴11
‑
1、中心安装块11
‑
2和多片曝气叶片11
‑
3。竖直设置的转轴11
‑
1转动连接在反应池内腔的底部。中心安装块11
‑
2固定在转轴11
‑
1的顶端。多片曝气叶片11
‑
3均匀固定在中心安装块11
‑
2的侧部。各曝气叶片11
‑
3的顶部均开设有依次排列的多个曝气孔。曝气叶片11
‑
3的顶面上设置有多根毛刺11
‑
4。毛刺11
‑
4的位置高于曝气孔。当曝气叶片11
‑
3在旋转中进行曝气时，跟随曝气叶片11
‑
3旋转的毛刺11
‑
4能够将曝气孔输出的气泡打碎，从而提高曝气效果。转轴11
‑
1和中心安装块11
‑
2中设置有气体流道。该气体流道与曝气叶片11
‑
3上的曝气孔连接。转轴11
‑
1上的气体流道与气源通过旋转接头连接，使得气源能够为旋转的曝气叶片11
‑
3持续提供气体。气源采用气泵。
30.如图1和6所示，进水模块包括进水接头1、进水管2、水泵5、第一滤网4、第二滤网3和进水座6。进水座6安装在反应池的进水口上。进水座6内设置有间隔设置的第一滤网4和第二滤网3。水泵5安装在进水座6上，且出水口通过第一滤网4和第二滤网3连接到反应池内。水泵5的进水口与进水接头1通过进水管2连接。进水接头1的外侧面上设置有呈阵列状均匀排布的多根阻挡柱1
‑
1。进水接头1的外侧面上的各阻挡柱1
‑
1的间隙位置设置有多个进水孔。阻挡柱1
‑
1的外端一体成型有阻挡球1
‑
2。阻挡球1
‑
2的直径大于阻挡柱1
‑
1的直径。阻挡柱1
‑
1和阻挡球1
‑
2配合的结构能够将水体中的水草等固体物阻挡在进水接头1以外，避免固体杂质堵塞进水孔或进入反应池中；此外，由于阻挡柱1
‑
1和阻挡球1
‑
2形成的阻挡结构是立体结构，故相比于采用滤网等平面结构，本实用新型的进水接头1在吸水过程中不易堵塞。第一滤网4位于第二滤网3远离反应池内腔的一侧。第一滤网、第二滤网的孔径分别为50μm和10μm。
31.本实用新型的工作原理如下：
32.首先，对生物膜反应器12进行微生物驯化，由于微生物附着在生物膜反应器12上，故能够防止在通电情况下微生物附着在阴极板9上导致电极板钝化。水泵5启动，河道水由进水接头1通过阻挡柱1
‑
1和阻挡球1
‑
2的初步过滤后进入进水管2；水泵5输出的水体先经过第一滤网4过滤，再由第二滤网3过滤后进入反应池。
33.河道水在反应箱中，电源向各阴极板9和阳极板13提供电压，发生电解反应，各阴极板9的表面上产生氢气作为电子供体，使得微生物进行自养反硝化，从而不需要再加有机碳源，避免二次污染。生物膜反应器12上附着的微生物降解河道水中的有机污染物。
34.曝气搅拌装置11中的曝气叶片11
‑
3开始旋转并释放气泡。气泡在曝气叶片11
‑
3上的毛刺11
‑
4的切割下破碎为更小的气泡，为微生物提供溶解氧，并搅动水流，提高微生物处理效果。同时，排气阀8保持设备内外压强相差不大。
35.待反应完成后由排水口10流出。