【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于環境工程廢水處理，特別涉及一種螺旋狀碳氈協同鎂金屬板資源化治理磷酸鐵廢水的裝置。
技術介紹
1、在全球氣候變化、傳統能源面臨枯竭、碳達峰碳中和有序推進的背景下，以鋰離子電池為載體的新能源進入高速發展階段，鋰離子電池由于具有能量密度高、單體電壓高、沒有記憶性、循環壽命長的特點，成為發展最快的新能源電池。磷酸鐵是鋰電池中磷酸鐵鋰的前驅體，而磷酸鐵合成工藝會產生大量的高氮、高磷、高鹽磷酸鐵的廢水，對環境造成較大威脅和水處理的巨大壓力。由于磷酸鐵廢水中含有高濃度的磷酸鹽和氨氮，因此有關磷酸鐵廢水的處理，目前集中在中和沉淀、mvr蒸發、膜分離工藝等多種傳統工藝。其中，化學沉淀技術因其在去除磷和氮污染物的同時生成緩釋肥料鳥糞石而具有明顯優勢，其生成的鳥糞石作為緩釋肥料在農業領域被應用，從而降低廢水處理的成本。磷酸鐵廢水中的氮磷和鐵等營養物質具有環境污染和潛在能源載體的雙重屬性，采用高效低耗處理技術將其轉化回收再利用是有效應對氣候變化，是實現碳中和的重要措施之一。從廢物流中回收磷被視為延緩世界范圍內磷儲量枯竭的重要手段，因此近年來，大量學者致力于科學環保的處理磷酸鐵廢水，以謀求資源的可持續化發展。然而，目前的研究始終無法做到工業化應用和生產，主要是由于鳥糞石回收效率低且回收過程用到的鎂金屬板及鈦板等極板材料造價高昂，無法實現經濟化可持續發展。
2、隨著時代的進步和發展，太陽能出現并得到傳播和應用。太陽能作為21世紀最具有發展潛力的可再生新能源，僅受轉換成本和時間間歇的限制，并且具有長壽命、模塊化、低維護、低噪音、與負
3、目前，已有不少關于碳氈改性方面的研究，以期實現碳氈作陰極應用于各領域，提高效率，降低成本。通過電芬頓技術改性，通過電化學反應生成具有強氧化性的活性自由基引入到碳氈表面，從而起到催化電極反應，減小電化學極化損失的作用，可以有效提高碳氈的使用壽命和處理效率。如何進一步提高改性碳氈的使用壽命，提高資源循環利用效率，需要進一步改進和設計。
技術實現思路
1、本專利技術提供一種螺旋狀碳氈協同鎂金屬板資源化治理磷酸鐵廢水的裝置，利用改性碳氈做陰極，代替傳統的鈦板或石墨板，將改性碳氈與螺旋器相結合，采用廢舊塑料與廢舊碳氈通過微波輔助裂解技術制成螺旋器，進一步降低設計成本，實現高效回收鳥糞石和降低回收成本。
2、為解決上述問題，本專利技術提供的技術方案如下：
3、本專利技術實施例提供一種螺旋狀碳氈協同鎂金屬板資源化治理磷酸鐵廢水的裝置，包括電解反應裝置和太陽能供電系統，所述電解反應裝置包括磷酸鐵廢水容器和置入所述磷酸鐵廢水容器內的螺旋裝置，所述螺旋裝置包括螺旋器和纏繞在所述螺旋器上的改性碳氈，且所述改性碳氈從所述螺旋器外壁底端開始，繞所述螺旋器的螺旋結構順時針纏繞而上，并用固定器沿著纏繞方向等距離固定改性碳氈，纏繞至所述螺旋器頂端；所述螺旋裝置的內孔設置有鎂金屬板，所述螺旋裝置對應所述鎂金屬板底部設置有沉淀器；
4、所述太陽能供電系統包括光伏板，所述光伏板連接有轉換控制器，所述轉換控制器連接有蓄電池，所述轉換控制器通過逆變器連接有直流電源，所述直流電源的正極與所述鎂金屬板電性連接，所述直流電源的負極與所述改性碳氈電性連接。
5、根據本專利技術一可選實施例，所述固定器為圓錐形結構，該圓錐形結構的底面直徑為1～5mm，所述固定器的材料為實木。
6、根據本專利技術一可選實施例，所述螺旋器外壁是多孔狀結構，所述固定器通過多個孔狀結構將所述改性碳氈固定到所述螺旋器上。
7、根據本專利技術一可選實施例，所述磷酸鐵廢水容器連接有曝氣裝置，所述曝氣裝置以預設曝氣速率將氧氣輸送到所述磷酸鐵廢水容器的電解液中，磷酸鐵廢水作電解液，所述改性碳氈通過多孔狀結構而易吸附曝氣的氣體，從而加快氧化還原反應的速率，從而加速鳥糞石的生成。
8、根據本專利技術一可選實施例，所述鎂金屬板的面積為25～100cm2，所述電解液的溶液體積和所述鎂金屬板的面積的比值在10～20之間。
9、根據本專利技術一可選實施例，所述螺旋器的材料為廢舊塑料與廢舊碳氈，所述改性碳氈經過電芬頓技術處理的方式改性處理而成的，所述曝氣裝置為曝氣增氧泵。
10、根據本專利技術一可選實施例，所述螺旋器的內孔壁為光滑結構，所述光滑結構避免所述鎂金屬板表面生成的鳥糞石被所述改性碳氈吸附。
11、與現有技術相比，本專利技術實施例提供了一種螺旋狀碳氈協同鎂金屬板資源化治理磷酸鐵廢水的裝置，具有以下有益效果：
12、(1)、該裝置采用廉價易獲取的改性碳氈代替傳統陰極材料鈦板或石墨板，并對碳氈做改性研究，促進鎂金屬板腐蝕反應的進行；其次螺旋器由廢舊碳氈與廢舊塑料通過微波輔助裂解技術制成固體狀螺旋器，完全實現綠色生產，降低鳥糞石回收成本；并且螺旋裝置的結構特征可以實現鳥糞石的單獨收集，防止鳥糞石被改性碳氈吸附，造成不必要的損失；螺旋狀的改性碳氈使用次數增加，螺旋結構有助于改性碳氈的使用壽命。
13、(2)、本專利技術提出以廢舊塑料與廢舊碳氈混合制成的螺旋器，不僅可允許電子自由進出，還可以為氧氣及電子提供附著位點，促進裝置中電子傳遞，并且以廢制材的形式可以緩解環境中塑料垃圾堆積的壓力很大程度上降低了鳥糞石回收的成本，達到保護環境并獲得能源的目的。
14、(3)、本專利技術提供由綠色新能源代替傳統能源資源，由太陽能光伏板發電為反應裝置提供全部電源，降低該廢水處理成本，促進新能源行業的綠色、低碳及高質量發展。
15、(4)、本專利技術利用改性碳氈、曝氣及攪拌促進鎂金屬板腐蝕反應，具有操作方便、制備方法簡單，且所需成本低，從而實現低成本處理磷酸鐵廢水，回收鳥糞石。通過改性碳氈的反復利用研究，進一步提高該方法的經濟實用性。將磷酸鐵廢液的氮磷進行資源化回收，氮磷回收率高達95％以上，且生成的鳥糞石時空產率極高，同時可節約電能的消耗和成本，由此極大地降低了磷酸鐵廢液的資源化治理成本。
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1.一種螺旋狀碳氈協同鎂金屬板資源化治理磷酸鐵廢水的裝置，其特征在于，包括電解反應裝置和太陽能供電系統，所述電解反應裝置包括磷酸鐵廢水容器和置入所述磷酸鐵廢水容器內的螺旋裝置，所述螺旋裝置包括螺旋器和纏繞在所述螺旋器上的改性碳氈，且所述改性碳氈從所述螺旋器外壁底端開始，繞所述螺旋器的螺旋結構順時針纏繞而上，并用固定器沿著纏繞方向等距離固定改性碳氈，纏繞至所述螺旋器頂端；所述螺旋裝置的內孔設置有鎂金屬板，所述螺旋裝置對應所述鎂金屬板底部設置有沉淀器；
2.根據權利要求1所述的一種螺旋狀碳氈協同鎂金屬板資源化治理磷酸鐵廢水的裝置，其特征在于，所述固定器為圓錐形結構，該圓錐形結構的底面直徑為1～5mm，所述固定器的材料為實木。
3.根據權利要求2所述的一種螺旋狀碳氈協同鎂金屬板資源化治理磷酸鐵廢水的裝置，其特征在于，所述螺旋器外壁是多孔狀結構，所述固定器通過多個孔狀結構將所述改性碳氈固定到所述螺旋器上。
4.根據權利要求3所述的一種螺旋狀碳氈協同鎂金屬板資源化治理磷酸鐵廢水的裝置，其特征在于，所述磷酸鐵廢水容器連接有曝氣裝置，所述曝氣裝置以預設曝氣速
5.根據權利要求4所述的一種螺旋狀碳氈協同鎂金屬板資源化治理磷酸鐵廢水的裝置，其特征在于，所述鎂金屬板的面積為25～100cm2，所述電解液的溶液體積和所述鎂金屬板的面積的比值在10～20之間。
6.根據權利要求4所述的一種螺旋狀碳氈協同鎂金屬板資源化治理磷酸鐵廢水的裝置，其特征在于，所述螺旋器的材料為廢舊塑料與廢舊碳氈，所述改性碳氈是碳氈經過電芬頓技術處理的方式改性處理而成的，所述曝氣裝置為曝氣增氧泵。
7.根據權利要求1所述的一種螺旋狀碳氈協同鎂金屬板資源化治理磷酸鐵廢水的裝置，其特征在于，所述螺旋器的內孔壁為光滑結構，所述光滑結構避免所述鎂金屬板表面生成的鳥糞石被所述改性碳氈吸附。
...【技術特征摘要】
1.一種螺旋狀碳氈協同鎂金屬板資源化治理磷酸鐵廢水的裝置，其特征在于，包括電解反應裝置和太陽能供電系統，所述電解反應裝置包括磷酸鐵廢水容器和置入所述磷酸鐵廢水容器內的螺旋裝置，所述螺旋裝置包括螺旋器和纏繞在所述螺旋器上的改性碳氈，且所述改性碳氈從所述螺旋器外壁底端開始，繞所述螺旋器的螺旋結構順時針纏繞而上，并用固定器沿著纏繞方向等距離固定改性碳氈，纏繞至所述螺旋器頂端；所述螺旋裝置的內孔設置有鎂金屬板，所述螺旋裝置對應所述鎂金屬板底部設置有沉淀器；
2.根據權利要求1所述的一種螺旋狀碳氈協同鎂金屬板資源化治理磷酸鐵廢水的裝置，其特征在于，所述固定器為圓錐形結構，該圓錐形結構的底面直徑為1～5mm，所述固定器的材料為實木。
3.根據權利要求2所述的一種螺旋狀碳氈協同鎂金屬板資源化治理磷酸鐵廢水的裝置，其特征在于，所述螺旋器外壁是多孔狀結構，所述固定器通過多個孔狀結構將所述改性碳氈固定到所述螺旋器上。
4.根據權利要求3所述的一種螺旋狀碳氈協同鎂金屬...
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