[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液的消毒凈化系統(tǒng)及其凈化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410524562.6
• 申請(qǐng)日: 2014-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104353090B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 甘慧慧;張科峰;靳慧霞;陳靳曦
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): A61L2/04
• 分類(lèi)號(hào): A61L2/04;A61L2/10
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙)33228
• 代理人: 代忠炯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及設(shè)施農(nóng)業(yè)工程無(wú)土栽培技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液凈化的光催化處理技術(shù)，屬于光催化材料與農(nóng)業(yè)廢水凈化領(lǐng)域，具體為一種用于無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液的消毒凈化系統(tǒng)及其凈化方法。?

背景技術(shù)

無(wú)土栽培使用營(yíng)養(yǎng)液或營(yíng)養(yǎng)液與基質(zhì)栽培作物，無(wú)需天然土壤，不受土地質(zhì)量的限制，可實(shí)現(xiàn)人為控制條件下作物對(duì)水分、養(yǎng)分、氣體的充分要求，是一種集約高效的蔬菜生產(chǎn)方式。無(wú)土栽培作為一種清潔高效的栽培技術(shù)在設(shè)施園藝中占有重要地位，歐盟各國(guó)設(shè)施園藝生產(chǎn)中約90％采用無(wú)土栽培，而我國(guó)對(duì)于無(wú)土栽培技術(shù)也極為重視，并得到了迅速發(fā)展。然而，植物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，根系及植物殘?bào)w分解會(huì)釋放植物自毒物質(zhì)。封閉式無(wú)土栽培中營(yíng)養(yǎng)液常年循環(huán)使用產(chǎn)生自毒物質(zhì)的累積，同時(shí)增大了病原菌的接觸傳播，嚴(yán)重危害作物的生長(zhǎng)。?

近年來(lái)，營(yíng)養(yǎng)液的消毒殺菌及自毒物質(zhì)的去除問(wèn)題引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。關(guān)于營(yíng)養(yǎng)液的消毒殺菌方法主要有臭氧消毒、紫外線消毒等，而營(yíng)養(yǎng)液中自毒物質(zhì)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(fù)利用。二氧化鈦光催化氧化技術(shù)具有反應(yīng)條件溫和、催化分解有機(jī)物徹底、廣譜殺菌，且無(wú)毒、無(wú)二次污染、可重復(fù)使用等優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)并已延伸至設(shè)施園藝領(lǐng)域。但在實(shí)際應(yīng)用中其氧化活性不足仍是普遍問(wèn)題。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種利用光熱耦合的作用原理，可對(duì)營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行消毒殺菌，同時(shí)還可以有效降解去除營(yíng)養(yǎng)液中的毒性物質(zhì)，且吸附不易飽和并可以重復(fù)利用用于，氧化活性足的無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液的消毒凈化系統(tǒng)。?

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為，一種用于無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液的消毒凈化系統(tǒng)，包括依次管道連接的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄池、柱形過(guò)濾器(該結(jié)構(gòu)水力阻力小，反應(yīng)均勻)、太陽(yáng)能加熱裝置，曝氣池和光催化反應(yīng)器；所述的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄池與柱形過(guò)濾器之間的管道于柱形過(guò)濾器上的進(jìn)口位于柱形過(guò)濾器的底部，所述的柱形過(guò)濾器與太陽(yáng)能加熱裝置之間的管道于柱形過(guò)濾器上的出口位于柱形過(guò)濾器的上部；所述的柱形過(guò)濾器內(nèi)設(shè)有濾料；所述的太陽(yáng)能加熱裝置包括太陽(yáng)能集熱裝置和儲(chǔ)水裝置，所述的柱形過(guò)濾器的出口通過(guò)管道與儲(chǔ)水裝置連接；所述的光催化反應(yīng)器包括不透光箱體，設(shè)置于不透光箱體上部的紫外燈；設(shè)置于不?透光箱體中部的折流式反應(yīng)槽；所述的不透光箱體兩側(cè)壁設(shè)有進(jìn)水管和第一出水管，所述的進(jìn)水管于不透光箱體內(nèi)的出口端連接有橫向與之垂直的平衡布水管，進(jìn)水管的另一端與曝氣池連通。?

作為優(yōu)選，所述的折流式反應(yīng)槽包括設(shè)置于槽體內(nèi)的若干平行排列的反應(yīng)隔板，相鄰兩反應(yīng)隔板分別固定于相對(duì)的槽體側(cè)壁上、且反應(yīng)隔板的自由端與相近槽體側(cè)壁之間設(shè)有間隙；反應(yīng)隔板與槽體內(nèi)壁之間形成的空間內(nèi)填充有包覆二氧化鈦的陶粒。采用上述結(jié)構(gòu)，可以擴(kuò)大營(yíng)養(yǎng)液與包覆二氧化鈦的陶粒的接觸面積，并延長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)液在折流槽內(nèi)的流程，以充分保證營(yíng)養(yǎng)液在折流式反應(yīng)槽中的光催化效果，有效去除自毒性物質(zhì)和病原菌等雜質(zhì)。?

本發(fā)明所述的太陽(yáng)能集熱裝置包括太陽(yáng)能電池板與太陽(yáng)能電池板連接的太陽(yáng)能控制器，與太陽(yáng)能控制器連接的蓄電池，蓄電池輸出端連接有置于儲(chǔ)水裝置內(nèi)的電熱器、以對(duì)營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行加熱；采用該結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能對(duì)營(yíng)養(yǎng)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(huán)保。?

作為優(yōu)選，所述的折流式反應(yīng)槽的底板可轉(zhuǎn)動(dòng)連接于不透光箱體內(nèi)，且折流式反應(yīng)槽與紫外燈箱之間設(shè)有連動(dòng)桿；采用該結(jié)構(gòu)可以根據(jù)流速需要，調(diào)節(jié)傾斜角度，使水流至上而下平緩流過(guò)，實(shí)現(xiàn)均勻、優(yōu)選殺菌、消毒；同時(shí)連動(dòng)桿的設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)在調(diào)節(jié)反應(yīng)槽時(shí)，紫外燈罩也一起調(diào)整角度，最大效率的利用紫外光能照射于折流式反應(yīng)槽上，維持穩(wěn)定的光照條件。?

作為優(yōu)選，所述的紫外燈箱外罩設(shè)有石英燈罩，防止?fàn)I養(yǎng)液流動(dòng)過(guò)程飛濺到紫外燈箱9上對(duì)紫外燈造成破壞等。?

作為優(yōu)選，所述的折流式反應(yīng)槽出水端的下方設(shè)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(jié)構(gòu)接水槽可以使得從折流式反應(yīng)槽出水端流出的營(yíng)養(yǎng)液具有導(dǎo)流作用從第一出水管流出，而冷卻池的設(shè)置則可將殺菌、消毒后的營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行自然冷卻后循環(huán)利用，保證資源的充分利用。?

作為優(yōu)選，所述的不透光箱體8的底部設(shè)有第二出水管13，采用該結(jié)構(gòu)，預(yù)防折流反應(yīng)槽底部損壞而漏水不能及時(shí)回收。?