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专利号: 2016101073808
申请人: 徐州工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水、废水、污水或污泥的处理
更新日期:2025-03-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种竖直式快速净水装置,包括:原水池(1),进水装置(2),滤池(3),出水管(4),反冲洗装置(5),清水池(6),排泥管(7),支架(8),集泥槽(9),搅拌布水装置(10),控制系统(11);其特征在于,位于支架(8)底部的原水池(1)和清水池(6),位于支架(8)上方的滤池(3),与原水池(1)底部和滤池(3)前方上部相连的进水装置(2),位于滤池(3)左下方的出水管(4),连接清水池(6)底部和出水管(4)靠近滤池(3)一端的反冲洗装置(5),位于滤池(3)前方上部的排泥管(7),位于滤池(3)内部上方的搅拌布水装置(10),位于排泥管(7)上方并与滤池(3)相连的集泥槽(9),位于进水装置(2)右侧的控制系统(11);

所述滤池(3)包括:滤层(3-1),托板(3-2),集水槽板(3-3),滤层感应仪(3-4),水位感应器(3-5);所述滤层(3-1)位于滤池(3)池体中部,托板(3-2)位于滤层(3-1)下方,托板(3-

2)四边与滤池(3)四壁垂直且无缝焊接,托板(3-2)上有平行布置的上下贯通的槽体,槽体的数量不少于60个,所述滤层感应仪(3-4)从滤池(3)外部插入滤层(3-1)内部,滤层感应仪(3-4)与控制系统(11)导线连接;集水槽板(3-3)位于滤池(3)池体底部,集水槽板(3-3)的数量为2个且前后对称,集水槽板(3-3)四边与滤池(3)四壁无缝焊接,集水槽板(3-3)为锰钢材质;所述水位感应器(3-5)位于滤池(3)内侧上部,水位感应器(3-5)与控制系统(11)导线连接;

所述集水槽板(3-3)包括:斜滑板(3-3-1),弧形板(3-3-2),竖直板(3-3-3);所述斜滑板(3-3-1)与水平面的夹角为20°~40°,且与滤池(3)左右侧壁无缝焊接;竖直板(3-3-3)垂直焊接在滤池(3)底部,左右竖直板(3-3-3)间距为10 cm~60 cm;弧形板(3-3-2)两端分别与斜滑板(3-3-1)及竖直板(3-3-3)无缝焊接,弧形板(3-3-2)弧角半径为20 cm~40 cm。

2.根据权利要求1所述的一种竖直式快速净水装置,其特征在于,所述搅拌布水装置(10)包括:旋转轴(10-1),转动轴承(10-2),搅拌布水板(10-3),转轴温测仪(10-4);所述旋转轴(10-1)一端固定在滤池(3)一侧池壁位置,旋转轴(10-1)另一端与外部电机驱动连接;

所述转轴温测仪(10-4)套接在旋转轴(10-1)的一端,转轴温测仪(10-4)与控制系统(11)导线连接;所述转动轴承(10-2)固定在旋转轴(10-1)左右两端及中心位置;所述搅拌布水板(10-3)用螺钉固定在转动轴承(10-2)上,搅拌布水板(10-3)数量为2~4个,多个搅拌布水板(10-3)轴对称布局,相邻搅拌布水板(10-3)夹角为45°~90°。

3.根据权利要求2所述的一种竖直式快速净水装置,其特征在于,所述搅拌布水板(10-

3)包括:长板(10-3-1),短板(10-3-2);长板(10-3-1)、短板(10-3-2)共同组成“日”字形结构,二者垂直且无缝焊接;所述长板(10-3-1)数量为2~4个,各长板(10-3-1)平行均匀排列,相邻长板(10-3-1)间距为5 cm~15 cm;所述短板(10-3-2)数量为2~4个,各短板(10-

3-2)平行均匀排列,相邻短板(10-3-2)间距为15 cm~20 cm。

4.根据权利要求1所述的一种竖直式快速净水装置,其特征在于,所述控制系统(11)与进水装置(2)、反冲洗装置(5)和搅拌布水装置(10)用导线连接。

5.根据权利要求3所述的一种竖直式快速净水装置,其特征在于,所述长板(10-3-1)由高分子材料压模成型,长板(10-3-1)的组成成分和制造过程如下:一、长板(10-3-1)组成成分:

按重量份数计,已基正辛基醚2~25份,N,N-二甲基甘氨酸酯1~30份,乙基磺酰氯1~

18份,3,3',4,4'-四甲基二苯乙烷8~20份,均苯四甲酸苯酐4~18份,2,2-二甲基-丙酸酐

15~25份,浓度为10 ppm~250 ppm的丙酸乙酯300~500份,十八烷酸十六烷基酯3~19份,六氯化苯甲酸1~17份,交联剂5~34份,对氯苯甲酸7~18份,乙烯基丙烯酸3~14份,二甲基碲3~15份,四聚乙醛7~19份;

所述交联剂为对溴代磺酰氯、硫化二丁基锡、乙二醇二月桂酸酯中的任意一种;

二、长板(10-3-1)的制造过程,包含以下步骤:

第1步:在反应釜中加入电导率为0.0005 μS/cm~0.02 μS/cm的超纯水300~1000份,启动反应釜内搅拌器,转速为120 rpm~191 rpm,启动加热泵,使反应釜内温度上升至30 ℃~70 ℃;依次加入已基正辛基醚、N,N-二甲基甘氨酸酯、乙基磺酰氯,搅拌至完全溶解,调节pH值为4.0~9.0,将搅拌器转速调至70 rpm~95 rpm,温度为60 ℃~80 ℃,酯化反应

2~11小时;

第2步:取3,3',4,4'-四甲基二苯乙烷、均苯四甲酸苯酐进行粉碎,粉末粒径为500~

600目;加入2,2-二甲基-丙酸酐混合均匀,平铺于托盘内,平铺厚度为30 mm~40 mm,采用剂量为2.5 kGy~5.5 kGy、能量为3.0 MeV~12 MeV的γ射线辐照20~45分钟;

第3步:经第2步处理的混合粉末溶于丙酸乙酯中,加入反应釜,搅拌器转速为70 rpm~

95 rpm,温度为70 ℃~85 ℃,启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.02 MPa~-0.07 MPa,保持此状态反应3~9小时;泄压并通入氮气,使反应釜内压力为0.007 MPa~0.015 MPa,保温静置1~8小时;搅拌器转速提升至95 rpm~155 rpm,同时反应釜泄压至0 MPa;依次加入十八烷酸十六烷基酯、六氯化苯甲酸完全溶解后,加入交联剂搅拌混合,使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为4.3~8.5,保温静置1~3小时;

第4步:在搅拌器转速为80 rpm~150 rpm时,依次加入对氯苯甲酸、乙烯基丙烯酸、二甲基碲和四聚乙醛,提升反应釜压力,使其达到0.07 MPa~0.15 MPa,温度为120 ℃~130 ℃,聚合反应2~20小时;反应完成后将反应釜内压力降至0 MPa,降温至30 ℃~45 ℃,出料,入压模机即可制得长板(10-3-1)。

6.根据权利要求3所述的一种竖直式快速净水装置,其特征在于,所述短板(10-3-2)由高分子材料压模成型,长板短板(10-3-2)的组成成分和制造过程如下:一、短板(10-3-2)组成成分:

按重量份数计,已基正辛基醚5~20份,甘蒲酸甲酯4~18份,乙基磺酰氯3~15份,均四苯乙烷7~19份,均苯四甲酸苯酐8~16份,氯化甲基纳迪克酸酐7~22份,浓度为15 ppm~

250 ppm的丙酸乙酯400~600份,十六烷酸乙酯2~11份,六氯化苯甲酸1~19份,交联剂1~

14份,对氯苯甲酸3~11份,乙烯基丙烯酸4~17份,二甲基碲2~10份,四聚乙醛9~13份;

所述交联剂为对溴代磺酰氯、硫化二丁基锡、乙二醇二月桂酸酯中的任意一种;

二、短板(10-3-2)的制造过程,包含以下步骤:

第1步:在反应釜中加入电导率为0.0003 μS/cm~0.025 μS/cm的超纯水200~900份,启动反应釜内搅拌器,转速为125 rpm~210 rpm,启动加热泵,使反应釜内温度上升至35 ℃~80 ℃;依次加入已基正辛基醚、甘蒲酸甲酯、乙基磺酰氯,搅拌至完全溶解,调节pH值为3.0~9.0,将搅拌器转速调至80 rpm~100 rpm,温度为60 ℃~90 ℃,酯化反应3~9小时;

第2步:取均四苯乙烷、均苯四甲酸苯酐进行粉碎,粉末粒径为400~550目;加入氯化甲基纳迪克酸酐混合均匀,平铺于托盘内,平铺厚度为20 mm~55 mm,采用剂量为4.0 kGy~

6.5 kGy、能量为1.0 MeV~12 MeV的α射线辐照10~45分钟;

第3步:经第2步处理的混合粉末溶于丙酸乙酯中,加入反应釜,搅拌器转速为90 rpm~

105 rpm,温度为60 ℃~85 ℃,启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.015 MPa~-0.09 MPa,保持此状态反应2~7小时;泄压并通入氮气,使反应釜内压力为0.0065 MPa~0.018 MPa,保温静置3~10小时;搅拌器转速提升至100 rpm~175 rpm,同时反应釜泄压至0 MPa;

依次加入十六烷酸乙酯、六氯化苯甲酸完全溶解后,加入交联剂搅拌混合,使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为3.7~7.8,保温静置2~5小时;

第4步:在搅拌器转速为90 rpm~130 rpm时,依次加入对氯苯甲酸、乙烯基丙烯酸、二甲基碲和四聚乙醛,提升反应釜压力,使其达到0.055 MPa~0.20 MPa,温度为140 ℃~160 ℃,聚合反应2~15小时;反应完成后将反应釜内压力降至0 MPa,降温至20 ℃~35 ℃,出料,入压模机即可制得短板(10-3-2)。

7.一种竖直式快速净水装置的净水方法,其特征在于,该净水方法包括以下几个步骤:

第1步:初次使用控制系统(11)启动进水装置(2)中的电机,将原水池(1)中的污水打入滤池(3),10min后控制系统(11)启动搅拌布水装置(10)中的电机,对污水进行搅拌沉淀处理;

第2步:初步处理后的污水在滤池(3)内,通过滤层(3-1)的过滤作用,产生清水通过托板(3-2),最终汇集到集水槽板(3-3)内,然后通过出水管(4)排入清水池(6)中;

第3步:系统中的滤层感应仪(3-4)实时对滤层(3-1)的过滤效果进行检测,当滤层(3-

1)的过滤效果低于20%时,滤层感应仪(3-4)反馈信号给控制系统(11),控制系统(11)切断装置电源,使设备停止工作,并发出音频信号通知维修人员前维护;当滤层(3-1)的过滤效果恢复到设计标准时,滤层感应仪(3-4)反馈信号给控制系统(11),控制系统(11)接通装置电源,使设备恢复工作;

第4步:当滤池(3)内污泥杂质增多,监控系统向控制系统(11)发出信号,控制系统(11)则停止该装置的污水处理工作,同时启动反冲洗装置(5)对滤池(3)进行反冲洗,反冲洗污水通过排泥管(7)排出;

第5步:当位于滤池(3)中的水位感应器(3-5)感知到滤池(3)水位下降到最低水位时,产生反馈信号给控制系统(11),控制系统(11)促使进水装置(2)中的水泵加大流量输送,将储存在原水池(1)的污水大流量地经过进水装置(2)底部输入滤池(3)中,以维持该装置的正常工作;当水位感应器(3-5)感知到滤池(3)水位超过预警值水位时,产生反馈信号给控制系统(11),控制系统(11)切断电源使得整体装置停止工作,同时发出音频信号,通知管理员对设备进行维护;当水位感应器(3-5)感知到滤池(3)水位恢复到正常值时,产生反馈信号给控制系统(11),控制系统(11)接通电源使得该装置恢复正常处理工作;

第6步:转轴温测仪(10-4)实时对转动轴承(10-2)的轴温进行检测,当转轴温测仪(10-

4)监测到转动轴承(10-2)温度超过安全范围时;产生反馈信号给控制系统(11),控制系统(11)切断电源使得该装置停止工作,同时发出音频信号,通知管理员对设备进行维护;当转轴温测仪(10-4)监测到转动轴承(10-2)温度恢复到正常值时,产生反馈信号给控制系统(11),控制系统(11)接通电源使得该装置恢复正常处理工作。