[發明專利]一種用于無土栽培營養液的消毒凈化系統及其凈化方法

有效

• 申請號: 201410524562.6
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104353090B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 甘慧慧;張科峰;靳慧霞;陳靳曦
• 申請（專利權）人: 浙江大學寧波理工學院
• 主分類號: A61L2/04
• 分類號: A61L2/04;A61L2/10
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙)33228
• 代理人: 代忠炯

技術領域

本發明涉及設施農業工程無土栽培技術領域，尤其涉及無土栽培營養液凈化的光催化處理技術，屬于光催化材料與農業廢水凈化領域，具體為一種用于無土栽培營養液的消毒凈化系統及其凈化方法。?

背景技術

無土栽培使用營養液或營養液與基質栽培作物，無需天然土壤，不受土地質量的限制，可實現人為控制條件下作物對水分、養分、氣體的充分要求，是一種集約高效的蔬菜生產方式。無土栽培作為一種清潔高效的栽培技術在設施園藝中占有重要地位，歐盟各國設施園藝生產中約90％采用無土栽培，而我國對于無土栽培技術也極為重視，并得到了迅速發展。然而，植物在生長發育過程中，根系及植物殘體分解會釋放植物自毒物質。封閉式無土栽培中營養液常年循環使用產生自毒物質的累積，同時增大了病原菌的接觸傳播，嚴重危害作物的生長。?

近年來，營養液的消毒殺菌及自毒物質的去除問題引起了國內外學者的廣泛關注。關于營養液的消毒殺菌方法主要有臭氧消毒、紫外線消毒等，而營養液中自毒物質如水楊酸、乙酸等去除主要采用吸附法如活性炭吸附，但活性炭吸附去除為物理吸附，存在吸附易飽和且并難以重復利用。二氧化鈦光催化氧化技術具有反應條件溫和、催化分解有機物徹底、廣譜殺菌，且無毒、無二次污染、可重復使用等優勢，該技術并已延伸至設施園藝領域。但在實際應用中其氧化活性不足仍是普遍問題。?

發明內容

本發明針對現有技術的上述不足，提供一種利用光熱耦合的作用原理，可對營養液進行消毒殺菌，同時還可以有效降解去除營養液中的毒性物質，且吸附不易飽和并可以重復利用用于，氧化活性足的無土栽培營養液的消毒凈化系統。?

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為，一種用于無土栽培營養液的消毒凈化系統，包括依次管道連接的營養液儲蓄池、柱形過濾器(該結構水力阻力小，反應均勻)、太陽能加熱裝置，曝氣池和光催化反應器；所述的營養液儲蓄池與柱形過濾器之間的管道于柱形過濾器上的進口位于柱形過濾器的底部，所述的柱形過濾器與太陽能加熱裝置之間的管道于柱形過濾器上的出口位于柱形過濾器的上部；所述的柱形過濾器內設有濾料；所述的太陽能加熱裝置包括太陽能集熱裝置和儲水裝置，所述的柱形過濾器的出口通過管道與儲水裝置連接；所述的光催化反應器包括不透光箱體，設置于不透光箱體上部的紫外燈；設置于不?透光箱體中部的折流式反應槽；所述的不透光箱體兩側壁設有進水管和第一出水管，所述的進水管于不透光箱體內的出口端連接有橫向與之垂直的平衡布水管，進水管的另一端與曝氣池連通。?

作為優選，所述的折流式反應槽包括設置于槽體內的若干平行排列的反應隔板，相鄰兩反應隔板分別固定于相對的槽體側壁上、且反應隔板的自由端與相近槽體側壁之間設有間隙；反應隔板與槽體內壁之間形成的空間內填充有包覆二氧化鈦的陶粒。采用上述結構，可以擴大營養液與包覆二氧化鈦的陶粒的接觸面積，并延長營養液在折流槽內的流程，以充分保證營養液在折流式反應槽中的光催化效果，有效去除自毒性物質和病原菌等雜質。?

本發明所述的太陽能集熱裝置包括太陽能電池板與太陽能電池板連接的太陽能控制器，與太陽能控制器連接的蓄電池，蓄電池輸出端連接有置于儲水裝置內的電熱器、以對營養液進行加熱；采用該結構可以實現太陽能對營養液的加熱處理，為后一步光催化提供更好的光-熱耦合效果，也更加安全、潔凈、環保。?

作為優選，所述的折流式反應槽的底板可轉動連接于不透光箱體內，且折流式反應槽與紫外燈箱之間設有連動桿；采用該結構可以根據流速需要，調節傾斜角度，使水流至上而下平緩流過，實現均勻、優選殺菌、消毒；同時連動桿的設置可以實現在調節反應槽時，紫外燈罩也一起調整角度，最大效率的利用紫外光能照射于折流式反應槽上，維持穩定的光照條件。?

作為優選，所述的紫外燈箱外罩設有石英燈罩，防止營養液流動過程飛濺到紫外燈箱9上對紫外燈造成破壞等。?

作為優選，所述的折流式反應槽出水端的下方設有接水槽，接水槽出水管與第一出水管連接，第一出水管的出水端與冷卻池，采用該結構接水槽可以使得從折流式反應槽出水端流出的營養液具有導流作用從第一出水管流出，而冷卻池的設置則可將殺菌、消毒后的營養液進行自然冷卻后循環利用，保證資源的充分利用。?

作為優選，所述的不透光箱體8的底部設有第二出水管13，采用該結構，預防折流反應槽底部損壞而漏水不能及時回收。?