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专利号: 2018105327408
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水、废水、污水或污泥的处理
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用天然冷能净化污染水体的冻结装置,其特征在于:它包括:污染水体容器(1)、污染水体处理箱体容器(9)、高浓度污染水体收集容器(16)和人工冷能控制系统(17)四个部分;所述的污染水体处理箱体容器(9)周围铺设有聚苯乙烯保温层(10),污染水体处理箱体容器(9)内设有将其分割成多个大小相同独立单一隔间的隔板(12),所述隔板(12)的高度小于污染水体处理箱体容器(9)的高度,使污染水体处理箱体容器(9)上部留有冷量循环空间;每个独立单一隔间上均设有可视窗口(18),每单一隔间中心插有热棒(6),在污染水体处理箱体容器(9)的侧壁及热棒(6)上设有进行实时温度监测的温度传感器(19),污染水体处理箱体容器(9)的顶部设有保温板(5),保温板(5)上设有一端插入污染水体处理箱体容器(9)内的人工冷能供给管路(7)和人工冷能返回管路(8),人工冷能供给管路(7)和人工冷能返回管路(8)的另一端分别与人工冷能控制系统(17)相连,污染水体处理箱体容器(9)的底座中部设有排出高浓度污染水体的通道,通道口处连有与高浓度污染水体收集容器(16)相连的高浓度污染水体收集导管(14),所述污染水体容器(1)内插装有与污水处理箱体容器(9)进水口相连的由污染水体导管(3)。

2.根据权利要求1所述的一种利用天然冷能净化污染水体的冻结装置,其特征在于:所述的污染水体导管(3)上设有开关阀门(4)。

3.根据权利要求1所述的一种利用天然冷能净化污染水体的冻结装置,其特征在于:所述的高浓度污染水体收集导管(14)上设有压力安全阀门(13)。

4.根据权利要求1所述的一种利用天然冷能净化污染水体的冻结装置,其特征在于:所述污染水体处理箱体容器(9)的单一隔间边长为180 250cm。

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5.根据权利要求1所述的一种利用天然冷能净化污染水体的冻结装置,其特征在于:所述隔板(12)的高度距离污染水体处理箱体容器(9)高度的间隔距离为20-50cm。

6.实施权利要求1所述装置的利用天然冷能净化污染水体的冻结方法,其特征在于:将污染水体(2)经由污染水导管(3)送入污染水体处理箱体容器(9)内,并分布在多个独立的单一隔间内,当外界温度低于待处理污染水体(11)的温度,热棒(6)开始工作,充分利用外部自然冷能从热棒(6)中心向外冻结污染水体,完成净化污染水体的冻结驱替,在冻结驱替过程中,由置于污水处理箱体容器(9)侧壁及热棒外侧壁上的温度传感器(19)实时对污染水体的温度进行监测,并透过可视窗口(18)直观观测水体冻结过程,实时调整冻结温度,控制冻结锋面推进速率。

7.根据权利要求6所述的利用天然冷能净化污染水体的冻结方法,其特征在于:在外部冷源不足以提供污染水体冻结所需冷量时,通过人工冷能控制系统(17)从污水处理箱体容器(9)顶部的保温板(5)内施加人工冷源,冷能通过人工冷能供给管路(7)及人工冷能返回管路(8)输送,对待处理污染水(11)进行冻结,由于水变成冰体积膨胀,未冻结的高浓度污染水体压力增大,压力作用高浓度污染水体(15)从污水处理箱体容器(9)底座通道析出,通过压力安全阀(13)经高浓度污染水体收集导管(14)流入高浓度污染水体收集容器(16),集中处理。

8.根据权利要求6所述的利用天然冷能净化污染水体的冻结方法,其特征在于:当热棒(6)周围冻结水体温度低于外部温度时,热棒(6)停止工作,抽出热棒(6)并去除箱体内部冻结冰体,完成一次净化污染水体的冻结过程,周而复始,继续补充待处理污染水体,重新插入热棒继续冻结,完成多次净化污染水体的冻结过程。

9.根据权利要求6所述的利用天然冷能净化污染水体的冻结方法,其特征在于:所述的热棒(6)的半径Ф为6 11cm,根据污染水体的特征信息和寒区冬季负温特征选择热棒(6)结~构尺寸参数。

10.根据权利要求6所述的利用天然冷能净化污染水体的冻结方法,其特征在于:所述人工冷能控制系统(17)的功率依据污染水体的体积、冻结温度和冻结锋面推进速率共同决定,冻结温度选择为-5 -20℃,冻结锋面推进速率控制在2 5厘米/天。

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