一种湖泊水中氮、磷离子吸附装置及其吸附方法
专利汇可以提供一种湖泊水中氮、磷离子吸附装置及其吸附方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种湖泊 水 中氮、磷离子 吸附 装置及其吸附方法，由输水装置、反应罐、进气管、清水管、排泥管、 污泥 槽、浮动平台、 支架 和控制系统组成；湖泊水经输水装置从底部进入反应罐内，同时进气管向反应罐内供气，处理后的清水经清水管排入湖泊中，杂质经排泥管排入污泥槽中。本发明所述的一种湖泊水中氮、磷离子吸附装置及其去除方法结构新颖合理，氮磷离子去除率高，适用范围广阔。，下面是一种湖泊水中氮、磷离子吸附装置及其吸附方法专利的具体信息内容。
1.一种湖泊水中氮、磷离子吸附装置，其特征在于，包括：输水装置（1）、反应罐（2）、进气管（3）、清水管（4）、排泥管（5）、污泥槽（6）、浮动平台（7）、支架（8）及控制系统（9）；湖泊水面上漂浮设置所述浮动平台（7），所述浮动平台（7）上设置所述支架（8），支架（8）的上部放置所述反应罐（2），下部设置污泥槽（6）；
所述反应罐（2）通过输水装置（1）与湖泊连接；
所述反应罐（2）底部与污泥槽（6）之间设有排泥管（5）；
反应罐（2）的顶部设有所述进气管（3），侧壁设有清水管（4）；进气管（3）上设有气体流量计；输水装置（1）、清水管（4）和排泥管（5）上均设有电磁阀；
所述反应罐（2）包括：反应罐壳体（2-1），稳流管（2-2），吸附反应管（2-3），液位传感器（2-4），稳流管固定板（2-5）及吸附反应管固定板（2-6）；所述稳流管（2-2）位于反应罐壳体（2-1）内部中间位置，稳流管（2-2）与反应罐壳体（2-1）中轴线位置重合，稳流管（2-2）外侧与稳流管固定板（2-5）内侧无缝焊接，稳流管（2-2）上端面距反应罐壳体（2-1）顶部10~
30cm；稳流管固定板（2-5）外圈与反应罐壳体（2-1）内壁无缝焊接；
所述吸附反应管（2-3）位于稳流管（2-2）内部并与稳流管（2-2）轴心线重合，吸附反应管（2-3）外侧与吸附反应管固定板（2-6）内壁无缝焊接，吸附反应管（2-3）上端面距稳流管（2-2）顶部20~40cm，所述吸附反应管（2-3）底部与所述进气管（3）相连通；
所述吸附反应管（2-3）内设有吸附反应层，吸附反应层的上部设置吸附反应层防护板
（2-3-2）；所述吸附反应层（2-3-1）包括：若干吸附反应球（2-3-1-1）；
所述吸附反应管固定板（2-6）中间为环形镂空结构，吸附反应管固定板（2-6）外圈与反应罐壳体（2-1）内壁无缝焊接；
所述液位传感器（2-4）设置在距反应罐（2）上端檐口5mm~20mm处；
所述吸附反应管（2-3）的管壁上设有氮、磷离子降解能力感应器（2-3-3），氮、磷离子降解能力感应器（2-3-3）距吸附反应管（2-3）上端檐口5mm~20mm；
所述浮动平台（7）上设有控制系统，输水装置（1）中的水泵、气体流量计、液位传感器（2-4）、氮、磷离子降解能力感应器（2-3-3）及电磁阀均与控制系统（9）控制连接。
2.根据权利要求2所述的湖泊水中氮、磷离子吸附装置，其特征在于，所述吸附反应层
（2-3-1）总高度不小于吸附反应管（2-3）总高的五分之四；每两个吸附反应球（2-3-1-1）之间的最大间距为100nm，吸附反应球（2-3-1-1）的数量为100~300万个。
3.根据权利要求1所述的一种湖泊水中氮、磷离子吸附装置，其特征在于，所述浮动平
台（7）上设有动力装置，所述动力装置与所述控制系统控制连接。
4.根据权利要求1所述的一种湖泊水中氮、磷离子吸附装置，其特征在于，所述反应罐
壳体（2-1）为倒锥状中空结构；所述稳流管固定板（2-5）中间为环形镂空结构。
5.如权利要求1所述湖泊水中氮、磷离子吸附装置，其特征在于，所述吸附反应球的制
造方法包括如下步骤：
第1步：按重量份计，在反应釜中加入电导率为0.009μS/cm～0.05μS/cm的超纯水600～
1050份，启动反应釜内搅拌器，转速为120rpm～180rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至50℃～70℃；依次加入3～13份的正丁醇铝、10～25份的正丁基硫醇、7～15份的佛波醇
12,13-二丁酸盐，搅拌至完全溶解，调节pH值为3.5～8.5，将搅拌器转速调至100rpm～
150rpm，温度为60℃～95℃，酯化反应3～12小时；
第2步：按重量份计，取6～17份的丁二酸二油酯磺酸钠（SDSS）、8～33份的环氧梓油酸丁酯，粉末粒径为400～7000目；加入15～40份的9,10-环氧十八酸丁酯混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为13mm~27mm，采用剂量为2.5kGy～5.5kGy、能量为6.0MeV～9.5MeV的α射线辐照20～45分钟，以及同等剂量的β射线辐照15～70分钟；
第3步：按重量份计，经第2步处理的混合粉末溶于500～700份浓度为25ppm～180ppm的
甘油单硬脂酸酯聚环氧乙烷中，加入反应釜，搅拌器转速为30rpm～85rpm，温度为85℃～95℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.03MPa～-0.05MPa，保持此状态反应5～13小时；
泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.008～0.050MPa，保温静置4～17小时；搅拌器转速提升至85rpm～180rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入 5～22份的硫代二丙酸二硬脂醇酯、10～18份乙酰氧基硬脂酸丁酯完全溶解后，加入2～12份的交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为3.5～9.0，保温静置3～8小时；
第4步：按重量份计，在搅拌器转速为95rpm～120rpm时，依次加入7～25份的聚氧乙烯
脂肪酸乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、4～16份的丙二醇单乙醚 、 9～22份的二丙二醇单甲醚和 10～35份的1,2,6-三磷酸肌醇 ，提升反应釜压力，使其达到0.06MPa～0.40MPa，温度为145℃～175℃，聚合反应2～8小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至35℃～45℃，出料，入压模机即可制得吸附反应球（2-3-1-1）；所述交联剂为二磷酸磷脂酰肌醇 、二磷酸肌醇磷脂 、磷脂酰肌醇3磷酸中的任意一种。
6.如权利要求1~4中任一所述湖泊水中氮、磷离子吸附装置的工作方法，其特征在于，
包括以下几个步骤：
S1：控制系统（9）启动输水装置（1）将湖泊水经反应罐（2）底部输入反应罐（2）内，使出水量控制在15m3/h～70m3/h，与此同时控制系统（9）启动进气管（3）对反应罐（2）内部的吸附反应管（2-3）底部进行供气，进气管（3）上的气体流量计对进气量进行实时监测，使进气量控制在20m3/h～80m3/h范围内；
第2步：所述气体使湖泊水与吸附反应层（2-3-1）混合均匀，湖泊水内的氮、磷离子与吸附反应层（2-3-1）反应生成结晶体，湖水与结晶体经吸附反应管（2-3）上檐进入稳流管（2-
2）中，进而经稳流管（2-2）底部流入反应罐（2）底部位置，结晶体等杂质顺着反应罐（2）管壁下沉并堆积在反应罐（2）的底部，清水升到反应罐（2）的上部；
第3步：与此同时，吸附反应管（2-3）内的氮、磷离子降解能力感应器（2-3-3）对氮磷离子的降解能力进行实时监测，当氮磷离子的降解能力低于20%～30%时，氮磷离子降解能力感应器（2-3-3）向控制系统（9）发送反馈信号，提示工作人员更换吸附反应球（2-3-1-1）；
第4步：初次运行15min～40min后，控制系统（9）依次开启排泥管（5）及清水管（4）上的电磁阀，将结晶体及清水分别排出反应罐（2）；
第5步：当运行水位位于反应罐（2）上檐6cm～12cm时，液位传感器（2-4）向控制系统（9）发出信号，控制系统（9）关闭所述输水装置（1）、清水管（4）及排泥管（5）上的电磁阀，使得整个系统停止工作，并发出音频报警。
一种湖泊水中氮、磷离子吸附装置及其吸附方法
技术领域
背景技术
发明内容
所述反应罐通过输水装置与湖泊连接；
所述反应罐底部与污泥槽之间设有排泥管；
反应罐的顶部设有所述进气管，侧壁设有清水管；进气管上设有气体流量计；输水装置、清水管和排泥管上均设有电磁阀；
所述反应罐包括：反应罐壳体，稳流管，吸附反应管，液位传感器，稳流管固定板及吸附反应管固定板；所述稳流管位于反应罐壳体内部中间位置，稳流管与反应罐壳体中轴线位置重合，稳流管外侧与稳流管固定板内侧无缝焊接，稳流管上端面距反应罐壳体顶部10~
30cm；稳流管固定板外圈与反应罐壳体内壁无缝焊接；
所述吸附反应管位于稳流管内部并与稳流管轴心线重合，吸附反应管外侧与吸附反应管固定板内壁无缝焊接，吸附反应管上端面距稳流管顶部20~40cm，所述吸附反应管底部与所述进气管相连通；
所述吸附反应管内设有吸附反应层，吸附反应层的上部设置吸附反应层防护板；
所述吸附反应管固定板中间为环形镂空结构，吸附反应管固定板外圈与反应罐壳体内壁无缝焊接；
所述液位传感器设置在距反应罐上端檐口5mm~20mm处；
所述吸附反应管的管壁上设有氮、磷离子降解能力感应器，氮、磷离子降解能力感应器距吸附反应管上端檐口5mm~20mm；
所述浮动平台上设有控制系统，输水装置中的水泵、气体流量计、液位传感器、氮、磷离子降解能力感应器及电磁阀均与控制系统控制连接。
1050份，启动反应釜内搅拌器，转速为120rpm～180rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至50℃～70℃；依次加入3～13份的正丁醇铝、10～25份的正丁基硫醇、7～15份的佛波醇
12,13-二丁酸盐，搅拌至完全溶解，调节pH值为3.5～8.5，将搅拌器转速调至100rpm～
150rpm，温度为60℃～95℃，酯化反应3～12小时；
第2步：按重量份计，取6～17份的丁二酸二油酯磺酸钠（SDSS）、8～33份的环氧梓油酸丁酯，粉末粒径为400～7000目；加入15～40份的9,10-环氧十八酸丁酯混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为13mm~27mm，采用剂量为2.5kGy～5.5kGy、能量为6.0MeV～9.5MeV的α射线辐照20～45分钟，以及同等剂量的β射线辐照15～70分钟；
第3步：按重量份计，经第2步处理的混合粉末溶于500～700份浓度为25ppm～180ppm的甘油单硬脂酸酯聚环氧乙烷中，加入反应釜，搅拌器转速为30rpm～85rpm，温度为85℃～
95℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.03MPa～-0.05MPa，保持此状态反应5～13小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.008～0.050MPa，保温静置4～17小时；搅拌器转速提升至85rpm～180rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入 5～22份的硫代二丙酸二硬脂醇酯、10～18份乙酰氧基硬脂酸丁酯完全溶解后，加入2～12份的交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为3.5～9.0，保温静置3～8小时；
第4步：按重量份计，在搅拌器转速为95rpm～120rpm时，依次加入7～25份的聚氧乙烯脂肪酸乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、4～16份的丙二醇单乙醚 、 9～22份的二丙二醇单甲醚和 10～35份的1,2,6-三磷酸肌醇 ，提升反应釜压力，使其达到0.06MPa～0.40MPa，温度为145℃～175℃，聚合反应2～8小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至35℃～45℃，出料，入压模机即可制得吸附反应球；所述交联剂为二磷酸磷脂酰肌醇 、二磷酸肌醇磷脂 、磷脂酰肌醇3磷酸中的任意一种。
15m3/h～70m3/h，与此同时控制系统启动进气管对反应罐内部的吸附反应管底部进行供气，
3 3
进气管上的气体流量计对进气量进行实时监测，使进气量控制在20m/h～80m/h范围内；
第2步：所述气体使湖泊水与吸附反应层混合均匀，湖泊水内的氮、磷离子与吸附反应层反应生成结晶体，湖水与结晶体经吸附反应管上檐进入稳流管中，进而经稳流管底部流入反应罐底部位置，结晶体等杂质顺着反应罐管壁下沉并堆积在反应罐的底部，清水升到反应罐的上部；
第3步：与此同时，吸附反应管内的氮、磷离子降解能力感应器对氮磷离子的降解能力进行实时监测，当氮磷离子的降解能力低于20%～30%时，氮磷离子降解能力感应器向控制系统（9）发送反馈信号，提示工作人员更换吸附反应球；
第4步：初次运行15min～40min后，控制系统依次开启排泥管及清水管上的电磁阀，将结晶体及清水分别排出反应罐；
第5步：当运行水位位于反应罐上檐6cm～12cm时，液位传感器向控制系统发出信号，控制系统关闭所述输水装置、清水管及排泥管上的电磁阀，使得整个系统停止工作，并发出音频报警。
图3是本发明中所述的吸附反应管内部结构示意图；
图4是本发明中所述的吸附反应层示意图；
图5是本发明所述的吸附反应球对氮、磷离子的总转化量；
以上图1～图4中，输水装置1，反应罐2，反应罐壳体2-1，稳流管2-2，吸附反应管2-3，吸附反应层2-3-1，吸附反应球2-3-1-1，吸附反应球间隙2-3-1-2，吸附反应层防护板2-3-2，氮磷离子降解能力感应器2-3-3，液位传感器2-4，稳流管固定板2-5，吸附反应管固定板2-
6，进气管3，清水管4，排泥管5，污泥槽6，浮动装置7，支架8，控制系统9。
具体实施方式
第1步：控制系统9启动输水装置1将湖泊水经底部输入反应罐2内，使出水量控制在
15m3/h～70m3/h，与此同时控制系统9启动进气管3对反应罐2内部的吸附反应管2-3底部进行供气，进气管3上的气体流量计对进气量进行实时监测，使进气量控制在20m3/h～80m3/h范围内；
第2步：所述气体使湖泊水与吸附反应球2-3-1-1混合均匀，湖泊水内的氮、磷离子与吸附反应球2-3-1-1反应生成结晶体，湖水与结晶体经吸附反应管2-3上檐进入稳流管2-2中，进而经稳流管2-2底部流入反应罐2底部位置，结晶体等杂质顺着反应罐2锥壁堆积在反应罐2的底部，清水升到反应罐2的上部；
第3步：与此同时，吸附反应管2-3内的氮磷离子降解能力感应器2-3-3对氮磷离子的降解能力进行实时监测，当氮磷离子的降解能力低于20%～30%时，氮磷离子降解能力感应器
2-3-3向控制系统9发送反馈信号，提示工作人员更换吸附反应球2-3-1-1；
第4步：初次运行15min～40min后，控制系统9依次开启排泥管5及清水管4上的电磁阀，将结晶体及清水分别排出反应罐2；
第5步：位反应罐2顶部的液位传感器2-4，对反应罐2水位运行安全实时监测，设定水位传感器当运行水位位于反应罐2上檐6cm～12cm时，液位传感器2-4向控制系统9发出信号，控制系统9将关闭所述输水装置1、清水管4上的电磁阀及排泥管5上的电磁阀，使得整个系统停止工作，并发出音频报警。
第1步：按重量份计，在反应釜中加入电导率为0.009μS/cm的超纯水600份，启动反应釜内搅拌器，转速为120rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至50℃；依次加入正丁醇铝3份、正丁基硫醇10份、佛波醇12,13-二丁酸盐7份，搅拌至完全溶解，调节pH值为3.5，将搅拌器转速调至100rpm，温度为60℃，酯化反应3小时；
第2步：按重量份计，取丁二酸二油酯磺酸钠（SDSS）6份、环氧梓油酸丁酯8份，粉末粒径为400目；加入9,10-环氧十八酸丁酯15份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为13mm，采用剂量为2.5kGy、能量为6.0MeV的α射线辐照20分钟，以及同等剂量的β射线辐照15分钟；
第3步：按重量份计，经第2步处理的混合粉末溶于甘油单硬脂酸酯聚环氧乙烷500份中，加入反应釜，搅拌器转速为30rpm，温度为85℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-
0.03MPa，保持此状态反应5小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.008MPa，保温静置4小时；搅拌器转速提升至85rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入硫代二丙酸二硬脂醇酯5份、乙酰氧基硬脂酸丁酯10份完全溶解后，加入交联剂2份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为3.5，保温静置3小时；
第4步：按重量份计，在搅拌器转速为95rpm时，依次加入聚氧乙烯脂肪酸乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠7份、丙二醇单乙醚4份、 二丙二醇单甲醚9份和1,2,6-三磷酸肌醇10份，提升反应釜压力，使其达到0.06MPa，温度为145℃，聚合反应2小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至35℃，出料，入压模机即可制得吸附反应球2-3-1-1。
第1步：按重量份计，在反应釜中加入电导率为0.05μS/cm的超纯水800份，启动反应釜内搅拌器，转速为180rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至70℃；依次加入正丁醇铝8份、正丁基硫醇17份、佛波醇12,13-二丁酸盐11份，搅拌至完全溶解，调节pH值为8.5，将搅拌器转速调至150rpm，温度为95℃，酯化反应12小时；
第2步：按重量份计，取丁二酸二油酯磺酸钠（SDSS）12份、环氧梓油酸丁酯20份，粉末粒径为7000目；加入9,10-环氧十八酸丁酯27份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为27mm，采用剂量为5.5kGy、能量为9.5MeV的α射线辐照45分钟，以及同等剂量的β射线辐照70分钟；
第3步：按重量份计，经第2步处理的混合粉末溶于甘油单硬脂酸酯聚环氧乙烷600份中，加入反应釜，搅拌器转速为85rpm，温度为95℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-
0.05MPa，保持此状态反应13小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.050MPa，保温静置
17小时；搅拌器转速提升至180rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入硫代二丙酸二硬脂醇酯14份、乙酰氧基硬脂酸丁酯14份完全溶解后，加入交联剂7份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为9.0，保温静置8小时；
第4步：按重量份计，在搅拌器转速为120rpm时，依次加入聚氧乙烯脂肪酸乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠16份、丙二醇单乙醚10份、 二丙二醇单甲醚16份和1,2,6-三磷酸肌醇22份，提升反应釜压力，使其达到0.40MPa，温度为175℃，聚合反应8小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至45℃，出料，入压模机即可制得吸附反应球2-3-1-1。
第1步：按重量份计，在反应釜中加入电导率为0.03μS/cm的超纯水1050份，启动反应釜内搅拌器，转速为150rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至60℃；依次加入正丁醇铝13份、正丁基硫醇25份、佛波醇12,13-二丁酸盐15份，搅拌至完全溶解，调节pH值为6.5，将搅拌器转速调至120rpm，温度为75℃，酯化反应9小时；
第2步：按重量份计，取丁二酸二油酯磺酸钠（SDSS）17份、环氧梓油酸丁酯33份，粉末粒径为800目；加入9,10-环氧十八酸丁酯40份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为20mm，采用剂量为4.5kGy、能量为7.5MeV的α射线辐照35分钟，以及同等剂量的β射线辐照50分钟；
第3步：按重量份计，经第2步处理的混合粉末溶于甘油单硬脂酸酯聚环氧乙烷700份中，加入反应釜，搅拌器转速为55rpm，温度为90℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-
0.04MPa，保持此状态反应10小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.020MPa，保温静置
10小时；搅拌器转速提升至130rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入硫代二丙酸二硬脂醇酯22份、乙酰氧基硬脂酸丁酯18份完全溶解后，加入交联剂12份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为6.0，保温静置5小时；
第4步：按重量份计，在搅拌器转速为100rpm时，依次加入聚氧乙烯脂肪酸乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠25份、丙二醇单乙醚22份、 二丙二醇单甲醚22份和1,2,6-三磷酸肌醇35份，提升反应釜压力，使其达到0.20MPa，温度为155℃，聚合反应5小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至40℃，出料，入压模机即可制得吸附反应球2-3-1-1。
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
