[發(fā)明專利]帶有金剛石電催化反應(yīng)器和納米光催化反應(yīng)器的多級凈水設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010004466.0
• 申請日: 2010-01-12
• 公開（公告）號: CN101723535A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧忠澤;張春永;朱紀(jì)軍;戎非
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F1/461;C02F1/32
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于凈水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶有金剛石電催化反應(yīng)器和納米光催化反應(yīng)器的多級凈水設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代社會的快速發(fā)展，人口與環(huán)境問題日益成為制約經(jīng)濟發(fā)展的因素。其中，飲用水的安全問題是關(guān)系人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，在當(dāng)前嚴(yán)峻的水污染的大環(huán)境下，如何保證供給符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的飲用水成為擺在世界各國水質(zhì)工作者面前的任務(wù)。飲用水的安全問題是由微生物、化學(xué)物質(zhì)和物理等因素導(dǎo)致的污染引起的，其中微生物污染被認為是危害最大和最基本的問題。生活中經(jīng)常存在微生物對飲用水污染的危害，在發(fā)生地震等大災(zāi)害時尤其如此。針對我國近年來地震的次數(shù)有所增加，而受災(zāi)地區(qū)的飲用水安全問題成為影響抗震救災(zāi)工作成敗的關(guān)鍵。一般來說地震災(zāi)區(qū)的水源非常容易遭受物理、化學(xué)和微生物的污染，為保證廣大群眾和救災(zāi)工作人員的身體健康和正常生活，必須提供凈化措施，使用化學(xué)消毒法有很多弊病，比較好的對策是使用凈水器。但目前市場上現(xiàn)有凈水器一般僅為單純的物理過濾與吸附過程，污染物沒有真正被去除，特別是細菌和病毒可以在凈水器中繁衍滋生，極易造成二次污染。

金剛石電催化工藝屬于水處理的電化學(xué)氧化技術(shù)，其中使用摻硼金剛石(BDD)電極作為陽極，在一定的電場作用下產(chǎn)生大量活性自由基和氧化物種(如羥基自由基，臭氧和過氧化氫等)，對于水中的有機污染物具有快速降解效果，而且對細菌病毒具有強烈的殺滅作用，但在污染物濃度很低的時候能耗比較大。納米二氧化鈦(TiO₂)光催化工藝的基本原理是：納米TiO₂在紫外光的激發(fā)下會產(chǎn)生大量的電子空穴對，在水中可誘發(fā)產(chǎn)生具有極強氧化能力的羥自由基，能夠使幾乎所有有機污染物發(fā)生有效的深度氧化，同時對水體中細菌也有強殺滅作用。二氧化鈦光催化劑可分為銳鈦礦相、金紅石相和板鈦礦相，其中以銳鈦礦相活性最高。本發(fā)明人在中國專利ZL200510039171.6中公開了一種用于制備光催化材料的銳鈦礦型二氧化鈦溶膠的制備方法，其特征在于按鈦化合物與醇的摩爾比為1∶1.42～12的比例，將鈦化合物與醇配置成鈦化合物的醇溶液，在攪拌下、將鈦化合物的醇溶液滴加到pH＝1.0～4.0的酸的水溶液中水解且鈦化合物與酸的水溶液中的水之摩爾比為1∶76～151，在65～85℃條件下回流6～48小時后，將所得的溶膠在50～55℃下蒸發(fā)除去醇類，得到銳鈦礦型二氧化鈦溶膠。該低溫制備的銳鈦礦相二氧化鈦光催化劑活性較高。本發(fā)明由此而來。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種帶有金剛石電催化反應(yīng)器和納米光催化反應(yīng)器的多級凈水設(shè)備，解決了現(xiàn)有技術(shù)中凈水器的污染物難以真正被去除，特別是細菌和病毒可以在凈水器中繁衍滋生，極易造成二次污染等問題。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

一種帶有金剛石電催化反應(yīng)器和納米光催化反應(yīng)器的多級凈水設(shè)備，包括進水口和出水口，所述進水口和出水口間設(shè)置過濾裝置，其特征在于所述過濾裝置包括依次連接的前端過濾器、設(shè)置有金剛石電催化反應(yīng)器的電催化反應(yīng)過濾器、設(shè)置有納米光催化反應(yīng)器的光催化反應(yīng)過濾器和后端過濾器。

優(yōu)選的，所述前端過濾器輸入端連接進水口；所述后端過濾器輸出端連接出水口；所述過濾器之間通過水管連接。

優(yōu)選的，所述前端過濾器包括對進水進行預(yù)處理的一級過濾器和與一級過濾器輸出端連通的二級過濾器；所述后端過濾器包括截留光催化反應(yīng)過濾器的細菌尸體或微小懸浮物的五級過濾器和與五級過濾器輸出端連通的六級過濾器。

優(yōu)選的，所述電催化反應(yīng)過濾器包括串聯(lián)連接的多級電催化模塊，所述電催化模塊外側(cè)設(shè)置供電的鋰電池。

優(yōu)選的，所述電催化模塊包括有機玻璃和不銹鋼板密封構(gòu)成的殼體，所述殼體內(nèi)相向設(shè)置陰、陽電極；所述陽極選用摻硼金剛石電極；所述陰極選用拋光不銹鋼片。

優(yōu)選的，所述殼體內(nèi)還設(shè)置用于水道控制的分水塊結(jié)構(gòu)，所述分水塊結(jié)構(gòu)設(shè)置陰陽電極間；所述電催化模塊的兩端為輸入口和輸出口。

優(yōu)選的，所述分水塊結(jié)構(gòu)選用硅橡膠球體或硅橡膠橢圓體。

優(yōu)選的，光催化反應(yīng)過濾器包括串聯(lián)連接的多級光催化模塊。

優(yōu)選的，所述光催化模塊包括石英玻璃圓筒分割的進水區(qū)和催化區(qū)；所述進水區(qū)和催化區(qū)的底端設(shè)置溝通的進水槽，所述催化區(qū)內(nèi)設(shè)紫外燈，所述催化區(qū)上端設(shè)置出水槽。

優(yōu)選的，所述多級凈水設(shè)備還包括殼體，所述殼體上設(shè)置拉桿形成便攜型凈水設(shè)備。