一种新型光催化净水装置制造方法及图纸

一种新型光催化净水装置，包括风力旋转系统、过滤段、光催化段以及管路系统，浊水经管路系统依次经过过滤段和光催化段实现净化，所述风力旋转系统带动过滤段和光催化段旋转，所述过滤段位于光催化段上方，浊水经管路系统先注入过滤段的上部，通过重力作用流经过滤段和光催化段，在过滤段去除水中的混浊物、金属离子以及有毒化合物，并消除异味；在光催化段完成光化分解过程，去除病原微生物以及大分子有机物；完成上述过滤、消毒过程的净水能够达到《生活饮用水卫生标准》，该装置无需电源，利用自然条件作为净化水质的能量来源，适合为偏远地区居民和野外作业人员提供安全、廉价、连续的个人饮用水来源。

A new type of photocatalytic water purification device

A new type of photocatalytic water purification device, including wind rotation system, filtering section, photocatalytic and pipeline system, the water piping system passes through the filter section and the photocatalytic purification section, the wind rotation system drives the filter section and photocatalytic section rotation, the filter rank in the photocatalytic above, turbid water the pipeline system first into the upper filter section, flows through the filter section Duan Heguang catalyzed by gravity, removal of turbidity, water in the filter section of metal ions and toxic compounds, and eliminate odor; complete photochemical separation process in photocatalysis, removal of pathogenic microorganisms and organic matter; the filtration and disinfection of water the process can achieve the \drinking water health standards\, the device without power, the use of natural water purification conditions as energy source, suitable for Residents in remote areas and field workers provide a safe, cheap and continuous source of personal drinking water.

【技术实现步骤摘要】
一种新型光催化净水装置
本技术属于饮用水净化
，特别涉及一种新型光催化净水装置。
技术介绍
偏远地区和野外条件下日常饮用水主要来源于雨水收集、地表水和地下水，这些水源的安全性得不到保证，可能含有病原微生物、化学性污染物、重金属和毒性物质，直接饮用存在卫生风险，是造成地方病的主要原因，必须处理后才能成为饮用水。当前的饮用水主要处理方式及其应用的局限性综述如有：(1)传统工艺：按照自来水处理工艺，进行混凝、沉淀、过滤、加氯消毒，可以除去水中的浊度、悬浮物、胶体、色度、微生物等，处理效率高，适合大量供应饮用水的应用场景。但该工艺复杂，自动化程度低，对处理场所要求较高，需要有专业人员进行，不适合为偏远地区提供个人饮用水的净化需求。(2)过滤吸附的方法：采用活性炭、多孔陶瓷、PP棉以及其他其他材料制成的过滤板，可以拦截水中的可见悬浮物，降低水的浊度，吸附金属离子、有毒化合物和异味分子，可以满足少量饮用水的净化需求。但该技术不能杀灭水中的病原微生物，尤其是对细胞形态较少的病毒、芽孢、虫卵等拦截和吸附的效果较差，因此经过滤材过滤的饮用水，仍然存在病原微生物污染风险。另外，为了提高过滤效果，必然增加滤材厚度、减少滤材孔径，这样以来就需要提供额外动力以产生足够的压差，还需要频繁更换滤材，显然不适用于山区农村等偏远、无电源等情境的需要。(3)反渗透(RO)净水技术：最新出现的这种技术是以高于渗透压的压力作为推动力，利用选择膜只能透过水而不能透过溶质的原理，从水体中将水分子与溶质相分离。优点是处理能力非常强大，RO处理过的水质可以达到纯水的级别。但RO技术对能源和耗材要求高，还需要对水源进行预处理，适用于科研、医药、城市家庭等对水质要求很高的场合，不适合作为偏远和野外场合个人应用水来源。综上所述，对于广大的偏远山区和野外作业场所，现有的水处理和净化技术都不适用，需要提供一种不要电源、无需复杂人工干预、经济廉价、可持续供应的净水技术和装置，为当地居民和作业人员供应安全达标的应用水。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种新型光催化净水装置，可将收集的雨水、地表水、地下水等来源的可疑浊水净化为可饮用水，该装置无需电源，充分利用风力、太阳光等自然条件，达到净化水质的目的，适合为偏远地区和野外作业场合提供安全、廉价、连续的个人饮用水来源。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种新型光催化净水装置，包括风力旋转系统100、过滤段200、光催化段300以及管路系统400，浊水经管路系统400依次经过过滤段200和光催化段300实现净化，所述风力旋转系统100带动过滤段200和光催化段300旋转。所述过滤段200位于光催化段300上方，浊水经管路系统400先注入过滤段200的上部，通过重力作用流经过滤段200和光催化段300，在过滤段200去除水中的混浊物、金属离子以及有毒化合物，并消除异味；在光催化段300完成光化分解过程，去除病原微生物以及大分子有机物。所述风力旋转系统100的风叶110为轴流型3片或4片结构，半径为0.6～1.0米，在轴向气流作用下，旋转带动旋转轴130同时转动，在旋转轴130外侧安装有主动锥齿轮120，与下方安装在过滤段200顶盖的从动锥齿轮160相交咬合，从而带动过滤段200旋转，过滤段200转速公式如下：n＝r/R其中，n为过滤段200的转速，单位为转/分钟；r为风叶110转速，单位为转/分钟；R为从动锥齿轮160齿数与主动锥齿轮120齿数之比。取R为30，则在三级风或以下的气象条件下，过滤段200转速为0.5～1转/分钟。所述旋转轴130内侧与设备的立管140通过轴承相连，允许旋转轴130顺畅转动，立管140从过滤段200和光催化段300穿过，立管140与过滤段200的接触轴，加装上旋转密封件151和中旋转密封件152，既保证过滤段200转动，又起到密封的作用；立管140与光催化段300的接触轴，加装下旋转密封件153。所述过滤段200主要包括水位指示器210、储水罐220以及复合滤材层230，水位指示器210在储水罐220中，用于指示水位，复合滤材层230在储水罐220中，由上下两层PP棉和中间的活性炭滤材构成。所述水位指示器210包括竖向的中空带孔的顶杆213，顶杆213设置在储水罐220中，其顶端为标识盖211，下方为空心的浮球214，标识盖211位于储水罐220外，注水后水位上升，水位指示器210被抬高，通过顶杆213管壁的气孔排出储水罐220内的空气，顶杆213中部偏上位置设置档杆212，作用是防止标识盖211上升过高，从而阻挡做平面圆周运动的旋转轴130。所述光催化段300有两层结构，外周为锥形玻璃筒310，内层为镜面不锈钢材质的反光板330，中间填充负载光催化剂的多孔陶瓷珠320，下方通过不锈钢阻隔网340托住填充物。所述多孔陶瓷珠320是光催化剂的载体，由海泡石磨粉高温烧结而成，通过浸渍法负载纳米级半导体态的TiO2和FeCl3，形成TiO2-Fe3+纳米半导体光催化剂涂层。所述管路系统400包括立管140，立管140中有排气管410、注水管420和出水管430，注水管420下端至离地约30cm，末端设置注水阀门442，向上走行至距顶部20cm处，开口在储水罐220内，通过手动压水机将收集的浊水注入到过滤段200；出水管430下端至离地约60cm处，末端设置出水阀门441，向上走行至光催化段300底部，开口在光催化段300，排气管410用于排出光催化段300的空气，其下端开口在光催化段300内，上端开口高于立管140，末端为弯管，避免雨水进入。本技术还提供了基于所述新型光催化净水装置的净水方法，通过管路系统400将要处理的浊水注入过滤段200，浊水向下经过过滤，消除异味，去除水中的混浊物、金属离子以及有毒化合物，然后缓慢流经光催化段300，太阳光照射使光催化剂产生电子-空穴从而形成自由基，对周边和渗透到其内部的水中病原微生物、有机物发挥氧化分解作用，达到消毒的目的；消毒后的净水通输送至地面，过滤段200和光催化段300在风力旋转系统100的带动下进行转动，使光催化剂均匀接收光照，提高光催化效率。与现有技术相比，本技术通过复合滤材的过滤，消除异味、去除混浊物、金属离子和有毒化合物，再经过纳米半导体光催化剂的光化作用，去除病原微生物、大分子有机物等，使最终产生的净水达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)。附图说明图1是本技术结构示意图。图2是本技术风力旋转系统的结构示意图。图3是本技术过滤段的结构示意图。图4是本技术光催化段的结构示意图。图5是本技术管路系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本技术的实施方式。如图1所示，本技术包括风力旋转系统100、过滤段200、光催化段300、管路系统400四大部分。通过管路系统400将浊水注入过滤段200，向下经过复合滤材的过滤，去除水中的混浊物、金属离子、有毒化合物等，并消除异味；然后缓慢流经载有纳米半导体光催化剂的陶瓷珠，在光催化段300完成光化分解过程，去除病原微生物、大分子有机物等；风力旋转系统100通过风叶提供动力，带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型光催化净水装置，其特征在于，包括风力旋转系统(100)、过滤段(200)、光催化段(300)以及管路系统(400)，浊水经管路系统(400)依次经过过滤段(200)和光催化段(300)实现净化，所述风力旋转系统(100)带动过滤段(200)和光催化段(300)旋转。

【技术特征摘要】
1.一种新型光催化净水装置，其特征在于，包括风力旋转系统(100)、过滤段(200)、光催化段(300)以及管路系统(400)，浊水经管路系统(400)依次经过过滤段(200)和光催化段(300)实现净化，所述风力旋转系统(100)带动过滤段(200)和光催化段(300)旋转。2.根据权利要求1所述新型光催化净水装置，其特征在于，所述过滤段(200)位于光催化段(300)上方，浊水经管路系统(400)先注入过滤段(200)的上部，通过重力作用流经过滤段(200)和光催化段(300)，在过滤段(200)去除水中的混浊物、金属离子以及有毒化合物，并消除异味；在光催化段(300)完成光化分解过程，去除病原微生物以及大分子有机物。3.根据权利要求1所述新型光催化净水装置，其特征在于，风力旋转系统(100)的风叶(110)为轴流型3片或4片结构，半径为0.6～1.0米，在轴向气流作用下，旋转带动旋转轴(130)同时转动，在旋转轴(130)外侧安装有主动锥齿轮(120)，与下方安装在过滤段(200)顶盖的从动锥齿轮(160)相交咬合，从而带动过滤段(200)旋转。4.根据权利要求3所述新型光催化净水装置，其特征在于，所述旋转轴(130)内侧与设备的立管(140)通过轴承相连，允许旋转轴(130)顺畅转动，立管(140)从过滤段(200)和光催化段(300)穿过，立管(140)与过滤段(200)的接触轴，加装上旋转密封件(151)和中旋转密封件(152)，既保证过滤段(200)转动，又起到密封的作用；立管(140)与光催化段(300)的接触轴，加装下旋转密封件(153)。5.根据权利要求1所述新型光催化净水装置，其特征在于，所述过滤段(200)主要包括水位指示器(210)、储水罐(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，孟姣，黄昕玥，余宏，刘佳，刘倩妮，
申请(专利权)人：西安培华学院，
类型：新型
国别省市：陕西,61