一种下水道有害气体净化装置的制作方法

本发明涉及市政污水管道中有毒有害气体净化领域，是一种设置在窨井内利用碾压能驱动负压风机原理的有毒有害气体的净化装置。

背景技术：

城市污水的集中化处理要求有分布更加广泛的污水管网系统。随着污水在长管道内的停留时间（HRT）增长，污水中的溶解氧和硝酸盐等电子受体完全被消耗，管道内逐步形成厌氧环境，导致污水及管道沉积物中的厌氧微生物利用自身的呼吸代谢作用产生大量有毒有害的挥发性气体，如硫化氢（H₂S）、甲烷（CH₄）、氨气（NH₃）等。硫化氢（H₂S）和氨气（NH₃）都是具有刺激性气味的有毒气体，且对管道具有腐蚀作用；甲烷（CH₄）是易燃易爆气体，在空气中爆炸极限通常为5%—15%，对管道及城市都具有安全隐患。

目前，国内对下水道中的有害气体的研究大部分还停留在调查和如何监测预警的阶段，关于有害气体的原位处理方法的实际运用还很少。对于下水道中的有害气体的处理方法从处理阶段上可分为源头控制和末端控制，源头控制是采用生物化学方法抑制相关产气微生物的活性以减少有害气体的生成释放；末端控制是采用一定的生物化学或物理吸附方法减少有毒有害气体的积累，及时去除已形成的有害气体。利用多孔材料吸附去除有害气体是一种有效的末端控制方式，然而要找到一种适用于下水道低浓度有毒有害气体气体的循环净化装置。

经过实验验证，下水道窨井内从污水液面到窨井口的垂直距离中甲烷（CH₄）和氨气（NH₃）主要分布在自下而上的4/5处，硫化氢（H₂S）主要分布在自下而上的1/2处。净化装置悬挂在井盖之下，要对窨井内气体达到一个良好的吸附去除作用，要通过外力让气体发生扰动并进入装置内与活性吸附材料充分接触。

目前已有大量多孔材料如活性炭、改性活性炭、γ-Al₂O₃、改性沸石和介孔材料等用于有害气体的吸附去除研究。进过实验验证，市政污水管道系统中的CH₄、NH₃和H₂S等有毒有害气体都是低浓度气体，常规的用吸附剂净化效率可能不高，需要有气体循环装置将分散的有毒有害气体聚集通过吸附材料。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种能够充分吸附去除市政污水管道窨井内有毒有害气体的净化装置，利用碾压能驱动负压风扇转动驱使分布在窨井垂直空间内的有毒有害气体进入装置达到净化目的。

本发明为解决上述技术问题，采取的技术方案是：

适用于市政污水管网窨井内有毒有害气体净化装置，包括气体循环模块和气体净化模块，主要构成为：气体循环模块和圆柱形的气体净化模块，气体循环模块包括设置在窨井盖上的弹性顶杆、与顶杆连接的转动杆、与转动杆相连的主动伞形齿轮、与主动伞形齿轮相连的从动伞形齿轮、与从动伞形齿轮相连的负压风扇，及设置在风扇下部的圆台型集气罩；气体净化模块为圆柱形过滤塔，放置有可装卸式滤网，滤网上搭载有活性吸附材料。

本发明的工作原理及优点在于：将该净化装置安放在检查井的井盖下方时，车辆或行人经过井盖时，车辆或行人踩踏所产生的碾压能传递给弹性顶杆，使弹性顶杆受力压缩向下运动，顶杆带动转动杆转动，从而使主动伞形齿轮发生转动，进而带动与主动齿轮相连从动伞形齿轮发生转动，使垂直面内的转动转化为水平面内的转动，最终使与从动伞形齿轮相连的负压风扇转动，产生吸力通过圆台形集气罩使位于净化装置下方的CH₄、NH₃和H₂S等有毒有害气体进入过滤塔，并被设置于过滤塔内的活性吸附材料吸附去除。

本发明中净化装置与窨井盖为一整体，可替代传统窨井盖净化装置固定在窨井盖下方，且窨井盖为密闭的，防止有毒有害气体在气体循环模块的作用下溢出到空气中。

窨井盖上为弹性顶杆预留有连接孔，孔周围设有橡胶密封环，以防止气体溢出。

弹性顶杆、转动杆位于净化装置的外部，通过主动伞形齿轮穿过气体循环模块壁上小孔与循环模块内的从动伞形齿轮和负压风扇相连。

在施加在弹性顶杆上的碾压能卸载之后，与窨井盖和顶杆相连的复位弹簧会恢复形变而带动顶杆复位，从而使装置能够连续运行。

本发明气体循环模块的优点是：利用车辆及行人施加的碾压能通过机械齿轮驱动负压风扇转动对处在井筒内不同高度的低浓度有毒有害气体达到聚集的目的，提高活性吸附材料的吸附净化效果。

该净化装置的整体形状为圆柱体，直径可在400—500mm范围内。

所述过滤塔内的活性吸附材料是负载在设置在于塔内的滤网上的，滤网的网孔孔径为2mm。

本发明中净化模块的优点是：滤网是模块式的，可根据管道内的气体浓度和种类更换负载的活性吸附材料及调整放置的模块式滤网数量。

所述的净化装置上部的净化模块为圆柱形的过滤装置，直径与塔身相等，顶端设有开孔，有利于增长待净化气体在净化器的停留时间，提高净化效果。

本发明的另一优点是：由于检查井内CH₄、NH₃和H₂S等有毒有害气体浓度还是相对较低，因而过滤塔的单次净化效果不能达到预期的目标，下方的负压风扇可使净化装置附近的有毒有害气体多次进入过滤塔，达到多次净化的目的。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的结构示意图。

图2为气体循环模块的具体结构示意图。

图3为气体净化模块的具体结构示意图，

图4为气体净化模块上下盖气孔分布示意图。

其中，1——气体循环模块，2——气体净化模块，3——弹性顶杆，4——复位弹簧，5——转动杆，6——主动伞形齿轮，7——从动伞形齿轮，8——负压风扇，9——圆台集气罩，10——滤网，11——气体净化模块上下盖，12——窨井盖。

具体实施方式

如图1所示，一种利用碾压能的适用于下水道有毒有害气体吸附去除的净化装置，包括气体循环模块1和气体净化模块2。

气体循环模块1包括设置在窨井盖12上的弹性顶杆3，与窨井盖12和弹性顶杆3相连的复位弹簧4，与弹性顶杆3相连的转动杆5，与转动杆5相连的主动伞形齿轮6，与主动伞形齿轮6相连的从动伞形齿轮7，与从动伞形齿轮7相连的负压风扇8，以及位于负压风扇8下方的圆台形集气罩9。

本发明中气体循环模块实现功能的系列动作为：碾压能通过弹性顶杆的下压带动复位弹簧4拉伸发生形变，弹性顶杆的下压同时将碾压能传递给转动杆5，使转动杆5发生转动，驱使主动伞形齿轮6转动，并带动从动伞形齿轮7转动，最终与从动伞形齿轮7连接的负压风扇8转动，产生吸引力通过圆台形集气罩9对处于井筒内垂直高度上的有毒有害气体进入气体净化模块，并使净化装置周围的有毒有害气体多次进入装置，达到气体循环的目的。

优选的，所述的圆台形集气罩倾斜角度为75°。

优选的，负压风扇直径为350mm，中间转轴直径为100mm。

优选的，主动和从动伞形齿轮的转轴直径为100mm。

优选的，弹性顶杆突出窨井盖部分长度为50mm。

气体净化装模块2包括可装卸式的滤网10，以及上盖和下盖11，上盖和下盖上均布有气孔。

优选的，净化装置中气体循环模块1和气体净化装模块2的圆柱形外形直径为450mm。

优选的，所述的滤网孔径为2mm，滤网上附载有对CH₄、NH₃和H₂S等有毒有害气体有吸附去除作用的活性吸附材料。

优选的，所述的气体净化模块上下盖布有透气孔，透气孔直径为20mm，均匀分布于上下盖，具体分布情况见图4。