申请日2021.07.27
公开日期2021.12.10
IPC分类C02F1/461;C02F101/30;C02F1/36
摘要
本申请公开一种地表污水联合修复装置，联合修复装置包括：脉冲电源、电解处理单元和超声单元；电解处理单元具有与脉冲电源连接的电极组件，电极组件包括电解阴极和电解阳极；超声单元包括超声发生器和换能器，超声发生器与换能器电联接；电解阳极和电解阴极分别与换能器耦接作为超声发生器的超声振子，使得电解阳极和电解阴极表面持续发生空化效应。本申请采用电解电极与超声波净化的原理，电解受污水体中的有机污染物，同时电极与换能器耦接作为超声发生器的超声振子来去除电极表面污损，提高电解效率，及时、高效和便捷地解决河湖地表水区域污染和点源污染问题，杜绝水体发生营养素二次污染，保障河湖地表水长期稳定的安全。
权利要求
1.一种地表污水联合修复装置，其特征在于，所述的联合修复装置包括：
脉冲电源（1）；
至少一个电解处理单元（2），具有与所述脉冲电源（1）连接的电极组件（21），所述电极组件（21）包括电解阴极（212）和电解阳极（213）；
超声单元（3），包括超声发生器（31）以及与所述超声发生器（31）电联接的至少一对换能器；其中，
至少一对所述换能器分别与所述电解阳极（213）以及所述电解阴极（212）相耦接以形成所述的超声发生器（31）的超声振子，使得所述的电解阳极（213）和电解阴极（212）表面持续发生空化效应。
2.根据权利要求1所述的一种地表污水联合修复装置，其特征在于，所述电解阳极（213）的材料选用石墨碳基铑/铱涂层电极或金属钛基铑/铱涂层电极。
3.根据权利要求1所述的一种地表污水联合修复装置，其特征在于，所述电解阴极（212）为金属铁电极或金属铜电极。
4.根据权利要求1所述的一种地表污水联合修复装置，其特征在于，所述的电极组件（21）包含多个所述的电解阳极（213）和电解阴极（212），多个所述的电解阳极（213）和电解阴极（212）分别交替排布，形成均匀的电场。
5.根据权利要求4所述的一种地表污水联合修复装置，其特征在于，多个所述的电解阳极（213）和电解阴极（212）呈同心的圆形或半圆形排布，并且所述的电极组件（21）还包括中心阳极（211），所述的中心阳极（211）位于所述的圆形或半圆形的圆心处。
6.根据权利要求5所述的一种地表污水联合修复装置，其特征在于，所述的电解阳极（213）和电解阴极（212）均具有网状结构，所述中心阳极（211）具有实心半圆柱状结构。
7.根据权利要求1所述的一种地表污水联合修复装置，其特征在于，所述超声发生器（31）的扫描频率为20~100kHZ。
8.根据权利要求4所述的一种地表污水联合修复装置，其特征在于，多个所述的电解阳极（213）分别通过多根导线连接所述的脉冲电源（1）的阳极，多个所述的电解阴极（212）分别通过多根导线连接所述的脉冲电源（1）的阴极。
9.根据权利要求1所述的一种地表污水联合修复装置，其特征在于，所述的修复装置还包括曝气单元（4），包括空压机（42）以及若干个与所述空压机（42）连接的曝气头（41）。
10.根据权利要求1所述的一种地表污水联合修复装置，其特征在于，所述电解处理单元（2）还包括包裹在所述电极组件（21）外侧的过滤罩（22），所述过滤罩（22）具有金属网（221）和海绵（222），所述金属网（221）对内侧的所述的电极组件（21）形成法拉第笼。
说明书
一种地表污水联合修复装置
技术领域
本申请涉及水污染治理技术领域，尤其是涉及一种联合修复受污地表水的修复装置。
背景技术
尽管现阶段出台的各级各类水污染治理修复法律法规和指南等对地表水污染和排放限值进行了相应规定与规范，但日常生活污/废水的直排或渗漏可直接污染河道湖泊等地表水，易导致水体的腐黑发臭和藻类等浮游生物大量生长，影响周边居民日常生活，因此解决/控制水体的藻华和黑臭问题一直为普通民众关心的问题。
现阶段，我国落后的乡村地区的生活污/废水直排河湖现象仍常有发生，甚至城市（特别是古城区）因施工或下水管路年久失修等原因造成城市生物污水渗流问题也较为突出，从而引发河道湖泊水体污染，造成水中有机物和营养素富集。目前，国内常规河道湖泊等地表水修复技术包含物理、化学和生物等常规手段，如1）物理调水换水技术，施工的工程量巨大、技术实施成本高，且河湖原水在引水冲洗作用下扩散，易污染临近和下游低污染水平或未污染的地表水，同时调水换水过程中可因冲刷而造成沉积物再悬浮而使得营养素释放而使水体面临营养素二次污染的风险；2）化学藻类消杀剂和混凝剂的投加虽可在短期内快速取得显著的治理效果，但其治理仅将污染进行转移而非彻底去除，因此可能产生二次污染，引发新的生态问题，同时高昂的处理成本难以工程化推广；3）借助人工/天然生态浮岛的生物生态修复技术，可通过微生物生化降解和水生植物的吸收、转移或根系过滤、吸附等手段来降低水中污染物和营养素，可有效规避二次污染的潜在风险，但容易为周边环境影响，且施工和运行维护条件较为苛刻，同时其处理过程因周期长、见效慢的缺点也只在小范围区域使用。可见，河湖等地表水污染的治理与修复是一项繁杂的系统工程，亟待开发适合我国水污染现状的快速、便捷的治理工艺和设备。
发明内容
本申请的目的是解决现有技术中技术实施成本高、水体容易面临营养素二次污染、施工和运行维护条件较为苛刻以及处理过程周期长且见效慢的问题。
为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：一种地表污水联合修复装置，所述的联合修复装置包括：
脉冲电源；
至少一个电解处理单元，具有与所述脉冲电源连接的电极组件，所述电极组件包括电解阴极和电解阳极；
超声单元，包括超声发生器以及与所述超声发生器电联接的至少一对换能器；其中，至少一对所述换能器分别与所述电解阳极以及所述电解阴极相耦接以形成所述的超声发生器的超声振子，使得所述的电解阳极和电解阴极表面持续发生空化效应。
优选的，所述电解阳极的材料选用石墨碳基铑/铱涂层电极或金属钛基铑/铱涂层电极。
优选的，所述电解阴极为金属铁电极或金属铜电极。
优选的，所述的电极组件包含多个所述的电解阳极和电解阴极，多个所述的电解阳极和电解阴极分别交替排布，形成均匀的电场。
优选的，其特征在于，多个所述的电解阳极和电解阴极呈同心的圆形或半圆形排布，并且所述的电极组件还包括中心阳极，所述的中心阳极位于所述的圆形或半圆形的圆心处。
优选的，所述的电解阳极和电解阴极均具有网状结构，所述中心阳极具有实心半圆柱状结构。
优选的，所述超声发生器的扫描频率为20~100kHZ。
优选的，多个所述的电解阳极分别通过多根导线连接所述的脉冲电源的阳极，多个所述的电解阴极分别通过多根导线连接所述的脉冲电源的阴极。
优选的，所述的修复装置还包括曝气单元，包括空压机以及若干个与所述空压机连接的曝气头。
优选的，所述电解处理单元还包括包裹在所述电极组件外侧的过滤罩，所述过滤罩具有金属网和海绵，所述金属网对内侧的所述的电极组件形成法拉第笼。
本申请与现有技术相比获得如下有益效果：
本申请采用电解电极与超声波净化的原理，将受污水体中的有机污染物电解，同时由于电解阳极和电解阴极与换能器耦接作为超声发生器的超声振子，因此能够在电极表面形成空化效应，及时去除电极表面污损，从而提高电解效率，进一步提高水体的氧化效果，解决电极组件因电解产生的浓差极化问题，在降低污染物在水中浓度的同时提高了水体溶解氧浓度，及时、高效和便捷地解决了河湖地表水区域污染和点源污染问题，杜绝水体发生营养素二次污染，实现了河湖地表水水质的快速提升，并进一步保障河湖地表水长期稳定的安全。
（发明人：俞晟; 庄昊; 张利民）
