專利名稱：太陽能凈化設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種用于處理地表水的太陽能凈化設備。
目前，凈化處理地表水有傳統(tǒng)凈化法和直接凈化法。受技術限制，我國一般采用傳統(tǒng)凈化法，它有截污和清淤兩種，這兩種傳統(tǒng)方法存在很大的局限性一方面截污后集中建設污水處理廠的費用和運行成本極高，且裝置龐大，能量消耗多，水處理效率低，不易推廣，致使我國城市的污水集中處理率只有10％多，要達到日本目前處理率60％的水平至少需要多年的努力，這一現(xiàn)狀決定了我國地表水嚴重污染的狀況在短期內還不能消除；另一方面，即使對地表水進行了徹底的截污和清淤，匯水區(qū)土壤中的有機污染物隨雨水的流入極易造成水體的二次污染；而且，截污和清淤不可能一勞永逸地解決地表水的污染問題。
在一些發(fā)達國家如日本國內，多采用比上述傳統(tǒng)方法更經(jīng)濟、有效的直接凈化法，它主要是把河床、湖泊當作天然的處理池，將填料和曝氣設備設置其中，就近凈化水體。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是這樣的本發(fā)明提供的凈化設備，包括抽水泵、太陽能光電轉換器、臭氧發(fā)生器、催化反應器。臭氧發(fā)生器通過導氣管連通文丘里管。文丘里管的兩端分別連通抽水泵、催化反應器。抽水泵和催化反應器分別裝有進水管、排水管，其下端伸入需凈化的地表水水體中。太陽能光電轉換器與固定在凈化設備外殼上的太陽能電池板連接。
本發(fā)明利用太陽能轉變的電能作為動力帶動上述凈化設備運行，對地表水進行催化氧化反應或光催化氧化反應，吸收尾氣，制得凈化水。
本發(fā)明具有如下主要優(yōu)點`其一.節(jié)能用太陽能替代電能，可減少運行成本。
其二.根據(jù)河床、湖泊、公園等處水質狀況，可靈活進行持續(xù)或間歇式工作。
其三.具有較好的普適性，適用于低濃度污染物的治理，對水體中難降解的有毒、有害、有機物的降解尤為有效，反應徹底，能完全礦化有機物，有效氧化有機物。在處理過程中，可阻止有機氯化物的生成，無二次污染。
其四.本設備處理效率高，可殺菌增氧，改善水的色度、味覺和嗅覺，提高水體質量。
其五.所使用的催化劑價廉，易得，且在許多介質中表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性。
其六.結構簡單，便于操作、維修和推廣。
其七.設備美觀新穎，可作景觀之用。


附圖是本發(fā)明的結構示意圖。
如圖所示太陽能凈化設備包括抽水泵6、太陽能光電轉換器7、臭氧發(fā)生器10、催化反應器11等裝置，這些裝置可安裝在凈化設備外殼5內，以增加整個設備的美觀。其中，臭氧裝置通過導氣管8連通文丘里管9，文丘里管的兩端分別連通抽水泵6、催化反應器11，抽水泵和催化反應器分別裝有進水管4、排水管13，其下端伸入需凈化的地表水水體1中，太陽能光電轉換器與固定在凈化設備外殼5上的太陽能電池板14連接。
上述進水管4下端的底閥3位于過濾網(wǎng)2內，過濾網(wǎng)位于地表水水體1中。太陽能光電轉換器7內，設有太陽能蓄電池和光電轉換控制柜。催化反應器11是催化氧化反應器或光催化氧化反應器。
本發(fā)明用太陽能轉變的電能驅動上述凈化設備，對河床、湖泊、公園等處地表水直接進行凈化，其步驟包括a.太陽能電池板14吸收太陽光光能，經(jīng)太陽能光電轉換器7進行光電轉換，形成凈化設備的工作電源。
b.臭氧發(fā)生器10工作，使臭氧經(jīng)導氣管8流入文丘里管9中。
c.同時，抽水泵6將流入過濾網(wǎng)2中的地表水與文丘里管9內的臭氧混合，并泵入催化反應器11中。
d.催化反應器11工作，將流入該反應器中的混合水進行催化氧化反應或光催化氧化應，吸收尾氣，制得凈化水。
f.凈化水經(jīng)排水管13排入地表水水體1中，重復上述步驟，直至將地表水水體1達到凈化的設計要求。
上述催化反應器11在進行催化氧化反應時所采用的高活性氧化劑是臭氧，其用量為3～15mg/l。所采用的催化劑12是具有催化作用的改性天然礦物，其成分為(重量％)天然錳礦50～65，改性劑1～10，粒狀活性碳25～45。改性劑由二氧化鈦和水玻璃組成，二者比例為2～1∶1～2，一般為2∶1或1∶1或1∶2。
下面舉出催化劑配方(重量百分比)的具體實施例NO. 1 2 3 4天然錳礦 50 5565 60改性劑5 5 10 1粒狀活性碳45 3525 39本發(fā)明中的太陽能光電轉換器7、臭氧發(fā)生器10、催化反應器11，其結構同現(xiàn)有技術。催化反應器11，可選用武漢科技學院環(huán)境科學研究所研制開發(fā)并申報了專利的設備，即光催化反應器(專利號98235517.3)或電化學反應器(專利號98235516.5)。
本發(fā)明太陽能凈化設備可安裝在船舶或島嶼15上。
本發(fā)明太陽能凈化設備的工作原理是首先利用太陽能電池板14和太陽能光電轉換器7將太陽能轉變?yōu)殡娔?，再由此電能帶動設備，使被污染的河床、湖泊、公園等處地表水經(jīng)抽水泵6、文丘里管9進入催化反應器11，在催化劑及臭氧的作用下，同時進行紫外光催化和氧化，并由粒狀活性碳吸收尾氣(殘余氣體)，從而制得凈化水，該凈化水經(jīng)排水管13排入地表水水體中。依此往復工作，直至將地表水水體達到凈化的設計要求。
權利要求
1.一種太陽能凈化設備，其特征是所述的凈化設備，包括抽水泵(6)、太陽能光電轉換器(7)、臭氧發(fā)生器(10)、催化反應器(11)，其中，臭氧裝置通過導氣管(8)連通文丘里管(9)，文丘里管的兩端分別連通抽水泵(6)、催化反應器(11)，抽水泵和催化反應器分別裝有進水管(4)、排水管(13)，其下端伸入需凈化的地表水水體(1)中，太陽能光電轉換器與固定在凈化設備外殼(5)上的太陽能電池板(14)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的太陽能凈化設備，其特征是進水管(4)下端的底閥(3)位于過濾網(wǎng)(2)內，過濾網(wǎng)位于地表水水體(1)中。
3.根據(jù)權利要求1所述的太陽能凈化設備，其特征是催化反應器(11)是催化氧化反應器或光催化氧化反應器。
4.一種利用權利要求1或2或3所述的凈化設備對地表水進行凈化的方法，其特征是用太陽能轉變的電能驅動凈化設備，對地表水進行凈化，其步驟包括a.太陽能電池板(14)吸收太陽光光能，經(jīng)太陽能光電轉換器(7)進行光電轉換，形成凈化設備的工作電源，b.臭氧發(fā)生器(10)工作，使臭氧經(jīng)導氣管(8)流入文丘里管(9)中，c.同時，抽水泵(6)將流入過濾網(wǎng)(2)中的地表水與文丘里管(9)內的臭氧混合，并泵入催化反應器(11)中，d.催化反應器(11)工作，將流入該反應器中的混合水進行催化氧化反應或光催化氧化反應，吸收尾氣，制得凈化水，e.凈化水經(jīng)排水管(13)排入地表水水體(1)中，重復上述步驟，直至將地表水水體達到凈化的設計要求。
5.根據(jù)權利要求4所述的對地表水進行凈化的方法，其特征是催化反應器(11)在進行催化氧化反應時所采用的催化劑(12)，其成分為(重量％)天然錳礦50～60，改性劑1～10，粒狀活性碳30～40。
6.根據(jù)權利要求5所述的對地表水進行凈化的方法，其特征是改性劑由二氧化鈦和水玻璃組成，二者比例為2～1∶1～2。
7.根據(jù)權利要求5所述的對地表水進行凈化的方法，其特征是二氧化鈦和水玻璃之比為2∶1或1∶1或1∶2。
8.根據(jù)權利要求4所述的對地表水進行凈化的方法，其特征是臭氧的用量為3～15mg/l。
全文摘要
本發(fā)明是一種太陽能凈化設備，其包括抽水泵(6)、太陽能光電轉換器(7)、臭氧發(fā)生器(10)、催化反應器(11)，其中，臭氧裝置通過導氣管(8)連通文丘里管(9)，文丘里管的兩端分別連通抽水泵(6)、催化反應器(11)，抽水泵和催化反應器分別裝有進水管(4)、排水管(13)；其利用太陽能光電轉換器(7)和太陽能電池板(14)轉變的電能作為動力帶動設備，對被污染的河床、湖泊、公園等處地表水凈化，再返回地表水水體(1)中。木發(fā)明具有節(jié)能、運行成本低、水處理效率高、無二次污染、結構簡單和便于操作、維修、推廣等優(yōu)點。
文檔編號B01J23/34GK1436739SQ02147798
公開日2003年8月20日 申請日期2002年12月9日 優(yōu)先權日2002年12月9日
發(fā)明者曾慶福, 李海燕, 張躍武, 吳雨川, 魯敏, 施銀桃 申請人:武漢科技學院