用均相陰離子交換膜提取富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中磷元素的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用均相陰離子交換膜提取富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中磷元素的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)湖泊、水庫(kù)等封閉型水體的富營(yíng)養(yǎng)化程度已非常普遍，引起富營(yíng)養(yǎng)化的主要 原因是水體中磷和氮超標(biāo)。富營(yíng)養(yǎng)化是引起水質(zhì)惡化、味覺和嗅覺變壞、溶解氧耗竭、透明 度降低、漁業(yè)減產(chǎn)、藻類暴發(fā)的主要原因。近十幾年來，我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)的趨勢(shì)加快，加重。 太湖的富營(yíng)養(yǎng)化程度不斷加劇，已由10年前的輕度富營(yíng)養(yǎng)化水平升至中度富營(yíng)養(yǎng)化水平， 在無錫、蘇州附近的水域已達(dá)到重富營(yíng)養(yǎng)化程度。2007年4月底，太湖梅梁湖藍(lán)藻水華大規(guī) 模集中暴發(fā)，造成太湖小灣里水廠、錫東水廠、貢湖水廠一個(gè)多月無法正常供水，對(duì)全社會(huì) 生產(chǎn)、生活產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，研宄出一種成本較低，效果好，對(duì)環(huán)境無負(fù)面影響的方法和 裝置來治理湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的湖泊迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 治理湖泊富營(yíng)養(yǎng)化難度很大，滇池與太湖已投入上千億元法理資金，但并未收到 明顯效果。針對(duì)湖泊中的磷去除困難，其它方法存在局限性、成本高和二次污染的問題，本 發(fā)明提出了一種成本低、效果好、對(duì)環(huán)境無負(fù)面影響的用均相陰離子交換膜提取富營(yíng)養(yǎng)化 湖泊中磷元素的裝置。
[0004] 本發(fā)明所述的用均相陰離子交換膜提取富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中磷元素的裝置，其特征 在于：包括支架、懸浮裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和陰離子交換膜富集器，所述的懸浮裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和 陰離子交換膜富集器均安裝在支架上，并且所述的陰離子交換膜富集器始終沒入水體中； 所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括風(fēng)葉、直桿、第一齒輪、第二齒輪，所述的直桿安裝在支架頂部的軸承 上，所述的直桿的一端裝有風(fēng)葉，直桿另一端裝有第一齒輪；所述的陰離子交換膜富集器配 有攪拌棒，所述的攪拌棒上部安裝在支架的第二軸承上，攪拌棒下部伸入陰離子交換膜富 集器，并且攪拌棒頂部裝有與第一齒輪嚙合的第二齒輪。
[0005] 所述的直桿水平安裝在支架頂部的第一軸承上，所述的攪拌棒上部垂直安裝在支 架的第二軸承上，并且所述的直桿和所述的攪拌棒通過相互嚙合的第一齒輪和第二齒輪連 接，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞。
[0006] 所述的支架包括外框、橫梁和多根龍門架，所述的外框?yàn)檎襟w，所述的陰離子交 換膜富集器安裝在外框內(nèi)部，外框頂部其中兩個(gè)對(duì)邊配有兩根相互平行布置的橫梁，并且 橫梁兩端分別向外延伸形成用于安裝懸浮裝置的安裝部；外框頂部另兩個(gè)對(duì)邊之間連有龍 門架。
[0007] 所述的攪拌棒伸入陰離子交換膜富集器內(nèi)部的部分配有攪拌槳。
[0008] 所述的第一軸承為立式軸承，所述的第二軸承為臥式軸承，并且所述的第一軸承 和第二軸承分別通過螺栓固定在相應(yīng)的龍門架上。
[0009] 所述的第一齒輪和所述的第二齒輪均為斜齒輪。
[0010] 所述的陰離子交換膜富集器的側(cè)壁為陰離子交換膜。
[0011] 所述的陰離子交換膜為均相陰離子交換膜。
[0012] 所述的支架為BET-6-2020的鋁型材制成。
[0013] 本發(fā)明提取磷的原理是：
[0014] 富集器置于水面下，利用風(fēng)能帶動(dòng)攪拌器，加速水體中的磷酸根離子通過均相陰 離子交換膜單向迀移到富集器內(nèi)部，主要?jiǎng)恿碜躁庪x子交換膜兩側(cè)Clip H2PCV的濃度 差，富集水體中的磷，以達(dá)到去除水體中磷元素的目的。本發(fā)明所述的裝置在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn) 中，富集液中NaCl濃度為0. lmol/L、外水體中含磷酸根2mg/L、總體積為3L、水溫為25°C， 并加以攪拌，24小時(shí)磷酸鹽的富集率最高可達(dá)95. 41%。
[0015] 由實(shí)驗(yàn)室裝置放大到實(shí)際裝置（富集器體積0. 53)，一臺(tái)提磷機(jī)24小時(shí)富集的磷 可以使10噸天然水達(dá)到富營(yíng)養(yǎng)化濃度（0.02mg/L)以下，多臺(tái)提磷機(jī)同時(shí)使用，能夠有效治 理水體的富營(yíng)養(yǎng)化問題。最后迀移到富集器內(nèi)部的磷元素，可以利用鳥糞石沉淀法形成磷 酸鹽沉淀作為寶貴的磷肥回收利用。
[0016] 工作過程：首先將該裝置置于富營(yíng)養(yǎng)化水體中，此時(shí)陰離子交換膜富集器置于富 營(yíng)養(yǎng)化水體的水面下，利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)葉所連直桿帶動(dòng)第一齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，第一齒輪 轉(zhuǎn)動(dòng)后帶動(dòng)第二齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)攪拌槳轉(zhuǎn)動(dòng)，以克服陰離子膜內(nèi)外的濃化極差；水體中 的磷酸根離子通過均相陰離子交換膜單向迀移到富集器內(nèi)部，以達(dá)到去除水體中磷元素的 目的。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是：創(chuàng)造性地采用均相陰離子交換膜，基于Donnan分離原理來 提取磷元素，較一般的化學(xué)生物除磷法更加環(huán)保經(jīng)濟(jì)高效，能徹底轉(zhuǎn)移水中的磷元素。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
[0019] 圖2是本發(fā)明的左視圖。
[0020] 圖3是利用本發(fā)明的裝置對(duì)上塘河水處理前、后與國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的比較。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明
[0022] 參照附圖：
[0023] 實(shí)施例1本發(fā)明所述的用均相陰離子交換膜提取富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中磷元素的裝置， 包括支架1、懸浮裝置2、驅(qū)動(dòng)裝置3和陰離子交換膜富集器4,所述的懸浮裝置2、驅(qū)動(dòng)裝置 3和陰離子交換膜富集器4均安裝在支架1上，并且所述的陰離子交換膜富集器4始終沒 入被測(cè)水體內(nèi)；所述的驅(qū)動(dòng)裝置3包括風(fēng)葉31、水平布置的直桿32、第一齒輪33、第二齒輪 34,所述的直桿32安裝在支架1頂部的第一軸承14上，所述的直桿32的一端裝有風(fēng)葉31， 直桿32另一端裝有第一齒輪33 ;所述的陰離子交換膜富集器4配有攪拌棒41，所述的攪拌 棒41上部安裝在支架的第二軸承15上，攪拌棒41下部伸入陰離子交換膜富集器內(nèi)，并且 攪拌棒41頂部裝有與第一齒輪33嚙合的第二齒輪42。
[0024] 所述的直桿水平安裝在支架1頂部的第一軸承14上，所述的攪拌棒41上部垂直 安裝在支架的第二軸承上，并且所述的直桿和所述的攪拌棒通過相互嚙合的第一齒輪和第 二齒輪連接，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞。
[0025] 所述的支架1