用均相阴离子交换膜提取富营养化湖泊中磷元素的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种用均相阴离子交换膜提取富营养化湖泊中磷元素的装置。
【背景技术】
[0002] 我国湖泊、水库等封闭型水体的富营养化程度已非常普遍，引起富营养化的主要 原因是水体中磷和氮超标。富营养化是引起水质恶化、味觉和嗅觉变坏、溶解氧耗竭、透明 度降低、渔业减产、藻类暴发的主要原因。近十几年来，我国湖泊富营养的趋势加快，加重。 太湖的富营养化程度不断加剧，已由10年前的轻度富营养化水平升至中度富营养化水平， 在无锡、苏州附近的水域已达到重富营养化程度。2007年4月底，太湖梅梁湖蓝藻水华大规 模集中暴发，造成太湖小湾里水厂、锡东水厂、贡湖水厂一个多月无法正常供水，对全社会 生产、生活产生严重影响。因此，研宄出一种成本较低，效果好，对环境无负面影响的方法和 装置来治理湖泊富营养化的湖泊迫在眉睫。
【发明内容】
[0003] 治理湖泊富营养化难度很大，滇池与太湖已投入上千亿元法理资金，但并未收到 明显效果。针对湖泊中的磷去除困难，其它方法存在局限性、成本高和二次污染的问题，本 实用新型提出了一种成本低、效果好、对环境无负面影响的用均相阴离子交换膜提取富营 养化湖泊中磷元素的装置。
[0004] 本实用新型所述的用均相阴离子交换膜提取富营养化湖泊中磷元素的装置，其 特征在于：包括支架、悬浮装置、驱动装置和阴离子交换膜富集器，所述的悬浮装置、驱动装 置和阴离子交换膜富集器均安装在支架上，并且所述的阴离子交换膜富集器始终没入水体 中；所述的驱动装置包括风叶、直杆、第一齿轮、第二齿轮，所述的直杆安装在支架顶部的轴 承上，所述的直杆的一端装有风叶，直杆另一端装有第一齿轮；所述的阴离子交换膜富集器 配有搅拌棒，所述的搅拌棒上部安装在支架的第二轴承上，搅拌棒下部伸入阴离子交换膜 富集器，并且搅拌棒顶部装有与第一齿轮啮合的第二齿轮。
[0005] 所述的直杆水平安装在支架顶部的第一轴承上，所述的搅拌棒上部垂直安装在支 架的第二轴承上，并且所述的直杆和所述的搅拌棒通过相互啮合的第一齿轮和第二齿轮连 接，实现动力的传递。
[0006] 所述的支架包括外框、横梁和多根龙门架，所述的外框为正方体，所述的阴离子交 换膜富集器安装在外框内部，外框顶部其中两个对边配有两根相互平行布置的横梁，并且 横梁两端分别向外延伸形成用于安装悬浮装置的安装部；外框顶部另两个对边之间连有龙 门架。
[0007] 所述的搅拌棒伸入阴离子交换膜富集器内部的部分配有搅拌桨。
[0008] 所述的第一轴承为立式轴承，所述的第二轴承为卧式轴承，并且所述的第一轴承 和第二轴承分别通过螺栓固定在相应的龙门架上。
[0009] 所述的第一齿轮和所述的第二齿轮均为斜齿轮。
[0010] 所述的阴离子交换膜富集器的侧壁为阴离子交换膜。
[0011] 所述的阴离子交换膜为均相阴离子交换膜。
[0012] 所述的支架为BET-6-2020的铝型材制成。
[0013] 本实用新型提取磷的原理是：
[0014] 富集器置于水面下，利用风能带动搅拌器，加速水体中的磷酸根离子通过均相阴 离子交换膜单向迀移到富集器内部，主要动力来自阴离子交换膜两侧C11PH2P(V的浓度 差，富集水体中的磷，以达到去除水体中磷元素的目的。本实用新型所述的装置在实验室 试验中，富集液中NaCl浓度为0.lmol/L、外水体中含磷酸根2mg/L、总体积为3L、水温为 25°C，并加以搅拌，24小时磷酸盐的富集率最高可达95. 41 %。
[0015]由实验室装置放大到实际装置（富集器体积0.53)，一台提磷机24小时富集的磷 可以使10吨天然水达到富营养化浓度（0.02mg/L)以下，多台提磷机同时使用，能够有效治 理水体的富营养化问题。最后迀移到富集器内部的磷元素，可以利用鸟粪石沉淀法形成磷 酸盐沉淀作为宝贵的磷肥回收利用。
[0016] 工作过程：首先将该装置置于富营养化水体中，此时阴离子交换膜富集器置于富 营养化水体的水面下，利用风力带动风叶转动，风叶所连直杆带动第一齿轮转动，第一齿轮 转动后带动第二齿轮转动，从而带动搅拌桨转动，以克服阴离子膜内外的浓化极差；水体中 的磷酸根离子通过均相阴离子交换膜单向迀移到富集器内部，以达到去除水体中磷元素的 目的。
[0017] 本实用新型的有益效果是：创造性地采用均相阴离子交换膜，基于Donnan分离原 理来提取磷元素，较一般的化学生物除磷法更加环保经济高效，能彻底转移水中的磷元素。
【附图说明】
[0018] 图1是本实用新型的结构图。
[0019] 图2是本实用新型的左视图。
[0020] 图3是利用本实用新型的装置对上塘河水处理前、后与国家排放标准的比较。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图进一步说明本实用新型
[0022] 参照附图：
[0023] 实施例1本实用新型所述的用均相阴离子交换膜提取富营养化湖泊中磷元素的 装置，包括支架1、悬浮装置2、驱动装置3和阴离子交换膜富集器4,所述的悬浮装置2、驱 动装置3和阴离子交换膜富集器4均安装在支架1上，并且所述的阴离子交换膜富集器4 始终没入被测水体内；所述的驱动装置3包括风叶31、水平布置的直杆32、第一齿轮33、第 二齿轮34,所述的直杆32安装在支架1顶部的第一轴承14上，所述的直杆32的一端装有 风叶31，直杆32另一端装有第一齿轮33;所述的阴离子交换膜富集器4配有搅拌棒41，所 述的搅拌棒41上部安装在支架的第二轴承15上，搅拌棒41下部伸入阴离子交换膜富集器 内，并且搅拌棒41顶部装有与第一齿轮33啮合的第二齿轮42。
[0024] 所述的直杆水平安装在支架1顶部的第一轴承14上，所述的搅拌棒41上部垂直 安装在支架的第二轴承上，并且所述的直杆和所述的搅拌棒通过相互啮合的第一齿轮和第 二齿轮连