基于多糖基水凝胶的水体污染治理装置及方法

1.本发明属于多糖基水凝胶应用技术领域，具体涉及一种基于多糖基水凝胶的水体污染治理装置及方法。


背景技术：

2.随着工业的发展，有机染料在印染、纺织、造纸、食品等领域的应用越来越广泛，而染料废水的排放问题也日益严重。染料废水的排放给水生生物及生态环境带来极大危害，并通过食物链进一步对其他生物造成影响，因此，如何去除水中染料离子是环境保护领域亟待解决的棘手问题。水凝胶是具有三维网络结构的高分子聚合物，能够吸附自身质量千倍以上的水分，近年来作为吸附材料在废水净化领域得到较为广泛的应用。水凝胶可由天然聚合物和合成聚合物来制备，天然多糖如纤维素、壳聚糖、瓜尔胶等，由于储量丰富，可再生，且生物相容性好，是制备水凝胶的常用原料。
3.如公开号为cn105457604b的专利说明书中公开了一种基于天然多糖的吸附材料的制备方法，以纳米黏土颗粒及农业废弃物玉米秆中分离的半纤维素多糖为原料，与聚乙二醇二缩水甘油醚在温和的碱性条件下发生化学交联，制备具有三维网络结构的吸附材料，即得到基于天然多糖的吸附材料。
4.传统基于多糖基水凝胶的水体污染治理装置在使用过程中存在不足之处，一是其不能实现多糖基水凝胶的合理分布，导致吸附效率较低；二是其不能实现多糖基水凝胶的自动更新，需要人工进行更新，劳动强度较大。因此，需要对其进行优化改进。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种基于多糖基水凝胶的水体污染治理装置及方法。
6.为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
7.本发明提供一种基于多糖基水凝胶的水体污染治理装置，包括具有推进装置的船体，所述船体的上侧固定有罩体，所述船体位于罩体内部安装有收卷电机、放料架和收料架，所述收卷电机的转轴分别通过传动组件与放料架、收料架的转轴进行传动连接，所述放料架、收料架的外侧共同卷绕有作为多糖基水凝胶载体的传送网，所述船体的底侧安装有能够将传送网展开的展开机构。
8.进一步地，上述基于多糖基水凝胶的水体污染治理装置中，所述放料架、收料架的转轴外端固定有单链轮，所述收卷电机的转轴外端固定有双链轮，所述双链轮中的链轮a、链轮b分别通过两个链条与两个单链轮进行传动连接；所述收卷电机为正反转电机，所述双链轮中的链轮a直接与收卷电机的转轴固定，所述链轮b与链轮a之间安装有电磁离合器。
9.进一步地，上述基于多糖基水凝胶的水体污染治理装置中，所述传送网包括两层网带部，两层所述网带部之间的区域作为多糖基水凝胶单排排布的装载区，两层所述网带部的端部通过链带部连为一体，所述网带部上均布有微孔，且微孔的孔径小于多糖基水凝
胶的孔径。
10.进一步地，上述基于多糖基水凝胶的水体污染治理装置中，所述网带部的内侧均布有分隔条。
11.进一步地，上述基于多糖基水凝胶的水体污染治理装置中，所述网带部由能够适应多糖基水凝胶膨胀的硅橡胶材料制成，所述链带部由pvc材料制成。
12.进一步地，上述基于多糖基水凝胶的水体污染治理装置中，所述展开机构包括活动防护板、翻板组件、第一轮架、导向支撑辊、第二轮架和链轮，所述活动防护板的顶端与船体转动连接，所述船体上安装有用于驱动活动防护板在水平、竖直状态切换的翻板组件，所述活动防护板的板体均布有导流孔，所述活动防护板的内侧固定有若干组第一轮架和一组第二轮架，所述第一轮架的外端安装有与传送网宽度配合的导向支撑辊，所述第二轮架的外端安装有与对应链带部啮合的链轮。
13.进一步地，上述基于多糖基水凝胶的水体污染治理装置中，所述翻板组件包括电动推杆、连板和耳板，所述电动推杆固定在船体上，耳板固定在活动防护板靠近铰接点处，所述连板的一端与电动推杆的活动端转动连接，另一端与耳板转动连接。
14.进一步地，上述基于多糖基水凝胶的水体污染治理装置中，所述船体位于靠近收料架处安装有一组用于对传送网外侧杂质进行刮除的刮料机构，所述刮料机构包括耳座、橡胶刮块、定位块和压缩弹簧，所述耳座、定位块固定在船体上，所述耳座转动连接有橡胶刮块，所述橡胶刮块、定位块之间安装有压缩弹簧。
15.进一步地，上述基于多糖基水凝胶的水体污染治理装置中，所述多糖基水凝胶是以纳米黏土颗粒及农业废弃物玉米秆中分离的半纤维素多糖为原料，与聚乙二醇二缩水甘油醚在温和的碱性条件下发生化学交联，制备具有三维网络结构的吸附材料。
16.本发明还提供一种基于多糖基水凝胶的水体污染治理方法，该方法基于上述的装置实现，包括如下步骤：
17.1)将船体置于含有染料废水的污水中，利用展开机构将传送网展开，放料架和收料架配合进行动作；
18.2)而后根据污水中染料废水浓度，控制放料架和收料架同步旋转，利用传送网带动多糖基水凝胶进行位移，实现多糖基水凝胶的自动投放以及已充分吸收有害物多糖基水凝胶的自动收集。
19.本发明的有益效果是：
20.本发明提供的基于多糖基水凝胶的水体污染治理装置设计科学合理，一方面其利用传送网来装载颗粒状的多糖基水凝胶，使得多糖基水凝胶呈平铺状态，分布合理，便于快速吸附水体中的染料污染物；另一方面其能够实现多糖基水凝胶的自动更新，配合船体可设计为无人远程控制，满足长时间的清污工作需求。
21.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附
图。
23.图1为本发明中展开机构将传送网收纳时的结构示意图；
24.图2为本发明中展开机构将传送网展开时的结构示意图；
25.图3为本发明中展开机构的结构示意图；
26.图4为本发明中刮料机构的结构示意图；
27.图5为本发明实施例一中传送网部分的主视示意图；
28.图6为本发明实施例一中传送网部分的主视示意图；
29.图7为本发明实施例二中传送网部分的主视示意图；
30.图8为本发明实施例二中传送网部分的主视示意图；
31.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
32.1-船体，2-罩体，3-收卷电机，4-放料架，5-收料架，6-传动组件，7-传送网，701-网带部，702-链带部，703-微孔，704-分隔条，8-活动防护板，9-翻板组件，901-电动推杆，902-连板，903-耳板，10-第一轮架，11-导向支撑辊，12-第二轮架，13-链轮，14-刮料机构，141-耳座，142-橡胶刮块，143-定位块，144-压缩弹簧，15-密封门，16-多糖基水凝胶。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
34.实施例一
35.如图1-图6所示，本实施例为一种基于多糖基水凝胶的水体污染治理装置，包括具有推进装置的船体1，船体1的上侧固定有罩体2，船体1位于罩体2内部安装有收卷电机3、放料架4和收料架5，收卷电机3的转轴分别通过传动组件6与放料架4、收料架5的转轴进行传动连接。罩体2设有能够打开的密封门15，密封门15打开后即可进行放料架4和收料架5的料卷拆卸、更换操作。
36.本实施例中，放料架4、收料架5的转轴外端固定有单链轮，收卷电机3的转轴外端固定有双链轮，双链轮中的链轮a、链轮b分别通过两个链条与两个单链轮进行传动连接；收卷电机3为正反转电机，双链轮中的链轮a直接与收卷电机3的转轴固定，链轮b与链轮a之间安装有电磁离合器。当电磁离合器将链轮a、链轮b分离时，收卷电机3仅可带动链轮a旋转，当电磁离合器将链轮a、链轮b连接时，收卷电机3可带动链轮a、链轮b同时旋转。单链轮、双链轮、电磁离合器、链条共同构成传动组件6。
37.本实施例中，放料架4、收料架5的外侧共同卷绕有作为多糖基水凝胶载体的传送网7，船体1的底侧安装有能够将传送网7展开的展开机构。传送网7包括两层网带部701，两层网带部701之间的区域作为多糖基水凝胶16单排排布的装载区，两层网带部701的端部通过链带部702连为一体，网带部701上均布有微孔703，且微孔703的孔径小于多糖基水凝胶16的孔径。网带部701由能够适应多糖基水凝胶16膨胀的硅橡胶材料制成，链带部702由pvc材料制成。
38.本实施例中，展开机构包括活动防护板8、翻板组件9、第一轮架10、导向支撑辊11、
第二轮架12和链轮13，活动防护板8的顶端与船体1转动连接，船体1上安装有用于驱动活动防护板8在水平、竖直状态切换的翻板组件9。活动防护板8的板体均布有导流孔，活动防护板8的内侧固定有若干组第一轮架10和一组第二轮架12，第一轮架10的外端安装有与传送网7宽度配合的导向支撑辊11，第二轮架12的外端安装有与对应链带部702啮合的链轮13。翻板组件9包括电动推杆901、连板902和耳板903，电动推杆901固定在船体1上，耳板903固定在活动防护板8靠近铰接点处，连板902的一端与电动推杆901的活动端转动连接，另一端与耳板903转动连接。
39.本实施例中，船体1位于靠近收料架5处安装有一组用于对传送网外侧杂质进行刮除的刮料机构14，刮料机构14包括耳座141、橡胶刮块142、定位块143和压缩弹簧144，耳座141、定位块143固定在船体1上，耳座141转动连接有橡胶刮块142，橡胶刮块142、定位块143之间安装有压缩弹簧144。
40.本实施例中，多糖基水凝胶16是以纳米黏土颗粒及农业废弃物玉米秆中分离的半纤维素多糖为原料，与聚乙二醇二缩水甘油醚在温和的碱性条件下发生化学交联，制备具有三维网络结构的吸附材料。多糖基水凝胶16也可选用市售的其他类似产品。
41.本实施例还提供一种基于多糖基水凝胶的水体污染治理方法，该方法基于上述的装置实现，包括如下步骤：
42.1)将船体1置于含有染料废水的污水中，利用展开机构将传送网7展开，放料架2和收料架3配合进行动作；
43.2)而后根据污水中染料废水浓度，控制放料架2和收料架3同步旋转，利用传送网7带动多糖基水凝胶16进行位移，实现多糖基水凝胶16的自动投放以及已充分吸收有害物多糖基水凝胶16的自动收集。
44.本实施例提供的基于多糖基水凝胶的水体污染治理装置设计科学合理，一方面其利用传送网7来装载颗粒状的多糖基水凝胶16，使得多糖基水凝胶16呈平铺状态，分布合理，便于快速吸附水体中的染料污染物；另一方面其能够实现多糖基水凝胶16的自动更新，配合船体1可设计为无人远程控制，满足长时间的清污工作需求。
45.实施例二
46.本实施例在实施例一的基础上进行改进，如图7-图8所示，传送网7包括两层网带部701，两层网带部701之间的区域作为多糖基水凝胶16单排排布的装载区，两层网带部701的端部通过链带部702连为一体，网带部701上均布有微孔703，且微孔703的孔径小于多糖基水凝胶16的孔径。网带部701的内侧均布有分隔条704，利用分隔条704对平铺的多糖基水凝胶16进行有效的定位分隔。
47.以上公开的本发明优选实施例只是利于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。