一種適用于農(nóng)田排水溝渠的多層轉(zhuǎn)筒式光催化凈化池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種適用于農(nóng)田排水溝渠的多層轉(zhuǎn)筒式光催化凈化池，屬于農(nóng)田面源控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界工業(yè)化的飛速發(fā)展和農(nóng)業(yè)集約化程度的進(jìn)一步提高，農(nóng)業(yè)面源污染已成為全球水污染的重要來源之一，尤其以氮磷污染最為嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)面源污染已造成地下水的污染，硝酸鹽的超標(biāo)和地表水中氮磷的富集導(dǎo)致河流湖泊水體水質(zhì)的全面惡化和富營(yíng)養(yǎng)化，引發(fā)濕地退化、赤潮等一系列全球性的水環(huán)境治理難題。控制和降低面源污染已經(jīng)成為環(huán)境治理領(lǐng)域面臨的主要問題。我國作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，目前許多地區(qū)的農(nóng)田中普遍存在過量施用化肥和噴施高毒高殘留農(nóng)藥等現(xiàn)象，造成農(nóng)業(yè)面源污染加劇、水體富營(yíng)養(yǎng)化和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性減少等生態(tài)環(huán)境問題日益突出，以農(nóng)田為核心的農(nóng)業(yè)面源污染已成為影響下游河湖水質(zhì)的主要污染源，同時(shí)也危及到下游群眾的生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水安全，加劇了流域生態(tài)安全隱患。因此，控制由農(nóng)業(yè)面源污染引起的排水污染對(duì)保障河湖水質(zhì)安全及流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，具有現(xiàn)實(shí)迫切性和長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略意義。
[0003]目前正在使用的如化學(xué)氧化法、物理吸附法和生態(tài)凈化等方法，利用水流通過凈化裝置時(shí)發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng)來截留和降低污染物濃度，對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染的治理和修復(fù)起到了一定作用，但這些方法普遍存在效率低、成本高、維護(hù)困難、有時(shí)會(huì)由于維護(hù)不及時(shí)而造成植物腐敗后將污染物從新釋放到水體中，造成二次污染。因此，尋求高效、環(huán)境友好的污染物處理技術(shù)日益成為人們研宄的熱點(diǎn)。
[0004]納米1102粉末具有化學(xué)穩(wěn)定性高、耐光腐蝕、難溶于水和無毒性等優(yōu)點(diǎn)，水體中一些難以降解的化合物在光輻射條件下，可以通過T12的光催化作用降解為H 20和CO2，且可以反復(fù)使用，非常適合對(duì)重污染的農(nóng)業(yè)污水進(jìn)行凈化處理。但由于納米T12需要在紫外光條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，在水體內(nèi)部進(jìn)行污染治理具有一定難度。因此開發(fā)一種適用于農(nóng)田排水溝渠的光催化凈化裝置，對(duì)納米T12光催化材料在農(nóng)業(yè)面源治理中的推廣使用具有積極的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出了一種適用于農(nóng)田排水溝渠的多層轉(zhuǎn)筒式光催化凈化池，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、凈化效率高、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，可用于對(duì)重污染的農(nóng)業(yè)污水進(jìn)行處理。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:一種適用于農(nóng)田排水溝渠的多層轉(zhuǎn)筒式光催化凈化池，其特征在于:包括凈化池、支撐座、旋轉(zhuǎn)凈化籠、光催化陶瓷顆粒、紫外線燈管和同步驅(qū)動(dòng)裝置；其中旋轉(zhuǎn)凈化籠通過轉(zhuǎn)軸平行固定于支撐座，光催化陶瓷顆粒置于旋轉(zhuǎn)凈化籠內(nèi)，紫外線燈管固定于旋轉(zhuǎn)凈化籠之間，支撐座的頂部高于凈化池頂部10~20cm，旋轉(zhuǎn)凈化籠連接同步驅(qū)動(dòng)裝置。
[0007]本發(fā)明具有以下有益效果: 1)采用表面涂覆納米T12光催化薄膜的陶瓷顆粒作為填料，具有比表面積大，凈化效率高的優(yōu)點(diǎn)，且更換方便、成本低；
2)旋轉(zhuǎn)凈化籠一直處于緩慢旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，其內(nèi)部的光催化陶粒不斷的被攪拌和翻轉(zhuǎn)，有利于陶瓷顆粒表面的納米T12光催化薄膜充分接受紫外光照射并激活，有效的避免了內(nèi)部陶粒無法接受紫外光照射的問題，進(jìn)一步提高催化反應(yīng)效率；
3)光催化陶粒在水中翻動(dòng)過程中，沉積于陶粒表面的泥土等雜質(zhì)容易脫落分離，從而提高了納米T12光催化薄膜的有效暴露面積，延長(zhǎng)其使用時(shí)間，在使用中可免維護(hù)；
4)本發(fā)明由多個(gè)旋轉(zhuǎn)凈化籠組成立體整列結(jié)構(gòu)，空間利用率高，對(duì)凈化池內(nèi)各層的水均能達(dá)到較好的凈化效果；
5)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，適宜推廣。
【附圖說明】
[0008]附圖1是本發(fā)明的俯視圖；
附圖2是圖1的A-A截面視圖；
附圖3是圖1的B-B截面視圖；
附圖4是圖1的C-C截面視圖；
附圖5是旋轉(zhuǎn)凈化籠的示意圖。
[0009]圖中的I是池壁、2是凈化池、3是支撐座、4是減速箱、5是電機(jī)、6是同步輪、7是水流方向、8是田塊、9是旋轉(zhuǎn)凈化籠、10是轉(zhuǎn)軸、11是水渠邊坡、12是池內(nèi)水面、13是光催化陶瓷顆粒、14是紫外線燈管、15是皮帶輪、16是同步皮帶、17是分隔網(wǎng)、18是籠蓋、19是渠床、20是籠體。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。
[0011]如圖1~圖5所示，一種適用于農(nóng)田排水溝渠的多層轉(zhuǎn)筒式光催化凈化池，其結(jié)構(gòu)包括凈化池2、支撐座3、旋轉(zhuǎn)凈化籠9、光催化陶瓷顆粒13、紫外線燈管14和同步驅(qū)動(dòng)裝置；其中旋轉(zhuǎn)凈化籠9通過轉(zhuǎn)軸10平行固定于支撐座3，光催化陶瓷顆粒13置于旋轉(zhuǎn)凈化籠9內(nèi)，紫外線燈管14固定于旋轉(zhuǎn)凈化籠9之間，支撐座3的頂部高于凈化池2頂部10~20cm,旋轉(zhuǎn)凈化籠9連接同步驅(qū)動(dòng)裝置。
[0012]所述凈化池2開設(shè)在農(nóng)田排水溝渠中，并與農(nóng)田排水溝渠連通；形狀為長(zhǎng)方體，凈化池池壁I采用磚石混凝土結(jié)構(gòu)，凈化池2的深度與農(nóng)田排水溝渠的深度相同，寬度為農(nóng)田排水溝渠寬度的3~4倍。
[0013]所述支撐座3底部固定于渠床19上。
[0014]所述的旋轉(zhuǎn)凈化籠9為一圓柱形透水結(jié)構(gòu)，包括籠體20、籠蓋18和分隔網(wǎng)17，籠體20和籠蓋18均采用PVC管和尼龍網(wǎng)制成，籠蓋18可開啟或關(guān)閉，旋轉(zhuǎn)凈化籠9有多個(gè)，每個(gè)旋轉(zhuǎn)凈化籠9下方均安裝有兩根紫外線燈管14，燈管兩端分別固定于兩側(cè)的支撐座3上，紫外線燈管14外有透明防水套管。
[0015]所述分隔網(wǎng)17將旋轉(zhuǎn)凈化籠9內(nèi)部分隔為4個(gè)獨(dú)立的空間。
[0016]所述光催化陶瓷顆粒13為粒徑5~10mm的沸石顆粒，表面涂覆了納米Ti02涂層；光催化陶瓷顆粒13的裝入量為旋轉(zhuǎn)凈化籠9容積的1/3~1/2，并平均裝入獨(dú)立分隔空間中。
[0017]所述旋轉(zhuǎn)凈化籠9芯部與轉(zhuǎn)軸10連接，轉(zhuǎn)軸10兩端分別固定于一對(duì)支撐座3上，旋轉(zhuǎn)凈化籠9可繞轉(zhuǎn)軸10轉(zhuǎn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)凈化籠9的軸線垂直與水流方向7。
[0018]所述同步驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)5、減速箱4、皮帶輪15、同步輪6、同步皮帶16 ;電機(jī)5與減速箱4連接，并安裝于支撐座4頂部，減速箱4的輸出軸上安裝有皮帶輪15，同步輪6分別固定于轉(zhuǎn)軸10的一端，并通過同步皮帶16與上方的皮帶輪15連接；電機(jī)5可驅(qū)動(dòng)下方的旋轉(zhuǎn)凈化籠9緩慢同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0019]上述為本發(fā)明的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適用于農(nóng)田排水溝渠的多層轉(zhuǎn)筒式光催化凈化池，其特征在于:包括凈化池、支撐座、旋轉(zhuǎn)凈化籠、光催化陶瓷顆粒、紫外線燈管和同步驅(qū)動(dòng)裝置；其中旋轉(zhuǎn)凈化籠通過轉(zhuǎn)軸平行固定于支撐座，光催化陶瓷顆粒置于旋轉(zhuǎn)凈化籠內(nèi)，紫外線燈管固定于旋轉(zhuǎn)凈化籠之間，支撐座的頂部高于凈化池頂部10~20cm，旋轉(zhuǎn)凈化籠連接同步驅(qū)動(dòng)裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于農(nóng)田排水溝渠的多層轉(zhuǎn)筒式光催化凈化池，其特征在于:所述凈化池開設(shè)在農(nóng)田排水溝渠中，并與農(nóng)田排水溝渠連通；形狀為長(zhǎng)方體，凈化池的深度與農(nóng)田排水溝渠的深度相同，寬度為農(nóng)田排水溝渠寬度的3~4倍。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于農(nóng)田排水溝渠的多層轉(zhuǎn)筒式光催化凈化池，其特征在于:所述支撐座底部固定于渠床上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于農(nóng)田排水溝渠的多層轉(zhuǎn)筒式光催化凈化池，其特征在于:所述的旋轉(zhuǎn)凈化籠為一圓柱形透水結(jié)構(gòu)，包括籠體、籠蓋和分隔網(wǎng)，籠體和籠蓋均采用PVC管和尼龍網(wǎng)制成，籠蓋可開啟或關(guān)閉，旋轉(zhuǎn)凈化籠有多個(gè)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于農(nóng)田排水溝渠的多層轉(zhuǎn)筒式光催化凈化池，其特征在于:所述分隔網(wǎng)將旋轉(zhuǎn)凈化籠內(nèi)部分隔為4個(gè)獨(dú)立的空間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于農(nóng)田排水溝渠的多層轉(zhuǎn)筒式光催化凈化池，其特征在于:所述光催化陶瓷顆粒為粒徑5~10mm的沸石顆粒，表面涂覆了納米Ti02涂層；光催化陶瓷顆粒的裝入量為旋轉(zhuǎn)凈化籠容積的1/3~1/2，并平均裝入獨(dú)立分隔空間中。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于農(nóng)田排水溝渠的多層轉(zhuǎn)筒式光催化凈化池，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)凈化籠芯部與轉(zhuǎn)軸連接，轉(zhuǎn)軸兩端分別固定于一對(duì)支撐座上，旋轉(zhuǎn)凈化籠可繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)凈化籠的軸線垂直與水流方向。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于農(nóng)田排水溝渠的多層轉(zhuǎn)筒式光催化凈化池，其特征在于:每個(gè)旋轉(zhuǎn)凈化籠下方均安裝有兩根紫外線燈管，燈管兩端分別固定于兩側(cè)的支撐座上，紫外線燈管外有透明防水套管。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于農(nóng)田排水溝渠的多層轉(zhuǎn)筒式光催化凈化池，其特征在于:所述同步驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)、減速箱、皮帶輪、同步輪、同步皮帶；電機(jī)與減速箱連接，并安裝于支撐座頂部，減速箱的輸出軸上安裝有皮帶輪，同步輪分別固定于轉(zhuǎn)軸的一端，并通過同步皮帶與上方的皮帶輪連接；電機(jī)可驅(qū)動(dòng)下方的旋轉(zhuǎn)凈化籠緩慢同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
【專利摘要】本發(fā)明是一種適用于農(nóng)田排水溝渠的多層轉(zhuǎn)筒式光催化凈化池，其結(jié)構(gòu)包括凈化池、支撐座、旋轉(zhuǎn)凈化籠、光催化陶瓷顆粒、紫外線燈管和同步驅(qū)動(dòng)裝置；其中旋轉(zhuǎn)凈化籠通過轉(zhuǎn)軸平行固定于支撐座，光催化陶瓷顆粒置于旋轉(zhuǎn)凈化籠內(nèi)，紫外線燈管固定于旋轉(zhuǎn)凈化籠之間，支撐座的頂部高于凈化池頂部10~20cm，旋轉(zhuǎn)凈化籠連接同步驅(qū)動(dòng)裝置。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、凈化效率高、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，可用于對(duì)重污染的農(nóng)田排水進(jìn)行處理。
【IPC分類】C02F1/32
【公開號(hào)】CN104973650
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510461760
【發(fā)明人】王沛芳, 饒磊, 王超, 侯俊, 錢進(jìn), 敖燕輝
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)
【公開日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年7月31日