[發明專利]一種便攜式太陽能光熱轉換水處理凈化裝置

在審

• 申請號: 201810022342.1
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108558100A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 張進;劉衛國;楊鵬飛;寇佳銘;雷嘉興;金雨晴
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F1/30;C02F1/14;C02F103/04;C02F101/30
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

本發明涉及太陽能光熱轉換蒸發污水凈化處理技術領域，具體涉及一種便攜式太陽能光熱轉換水處理凈化裝置。本發明采用太陽能聚光鏡有效提高了入射太陽光的利用率，進而提高了水的熱蒸發速率；采用多孔濾膜對待處理水初步進行大顆粒污染物的過濾；采用半導體納米材料作為光熱轉換載體，一方面提高光熱轉換效率，加速水的蒸發，另一方面半導體材料的光催化效應可有效去除水中的有機污染物，此外，考慮到弱光照地區和夜間的使用，本發明采用了電熱輔助蒸發技術。經過本裝置的處理，可去除原有水中絕大部分的雜質，最終得到的水質可達到去離子水級別。本發明將有效解決水源污染地以及海島兵站等淡水缺乏環境中的生存用水問題。

技術領域

本發明涉及太陽能光熱轉換蒸發污水凈化處理技術領域，具體涉及一種便攜式太陽能光熱轉換水處理凈化裝置。

背景技術

人口、資源和環境，是當今世界所面臨的三項重大發展問題，而在資源問題中，水資源是各種資源中人類最不可或缺、無法替代的資源之一，水資源問題，已經成為今天全世界最為關注和迫切需要尋找解決途徑的重要問題之一。人類真正可以利用的淡水資源是江河湖泊和地下水中的一部分，僅占地球總水量的0.26%。目前，全世界約有10億多人面臨著水資源短缺的問題，據有關專家估計，大約至2025年，世界將有近一半人口生活在嚴重缺水的地區，水資源危機已經成為嚴重制約人類可持續發展的重要因素之一。因此，面臨日益嚴峻的全球化水危機形勢，作為淡水資源增量與替代技術的海水淡化技術及相關產業應運而生。

目前，太陽能作為可再生能源首要發展方向之一，已受到了越來越多的重視，將太陽能產生的熱能引入水處理工藝，一方面可利用太陽能產生的熱能使水蒸發起到去除雜質效果；另一方面，利用太陽能可以大大減少投加藥劑的成本、以及后續帶來二次污染。現如今，中國采用海水淡化技術僅僅只是海水淡化廠這種大規模工廠進行使用，像自帶中水（生活污水）或海水凈化功能的水杯在市場上基本沒有，當人處于特殊惡劣的條件下，例如：水源污染地以及海島兵站等淡水缺乏環境，如何凈化水質和海水淡化成為人類如何在惡劣環境下生存最核心的問題。

目前，采用傳統太陽能污水處理或海水淡化的效率較低，約為3-4kg/m²/d。而采用輔助蒸發材料的太陽能凈水系統的效率可達到8-10 kg/m²/d。市面上通常采用黑色的有機或無機顆粒狀物質（黑色萘胺等）與待處理水進行混合，來增加水的吸熱效果，從而加快水的蒸發。然而，此類物質一方面難以回收，另一方面帶來了二次污染。近年來，一種新型的太陽能輔助蒸發海水淡化的方法引起了學界的廣泛關注，其采用黑色碳材料（石墨烯、碳納米管和氧化石墨烯）或納米金屬顆粒懸浮于液面，使其充分浸潤于待處理水，在太陽能光照射下，黑色材料吸收太陽光中的大部分熱量，并將熱量局限于液面表層，大大提高了水的蒸發效率，蒸發速率可達1.5kg/m²/h，如果再采用太陽能聚光系統其蒸發速率可高達8-10 kg/m²/h。這種方法只是將輔助材料平鋪于液面，既便于再次回收利用，也不會產生二次污染。但是這種輔助蒸發方法只能將水中的金屬離子過濾掉，并不能將水中的有機污染物也一并降解掉。

發明內容

本發明為解決上述技術問題，提供一種便攜式太陽能光熱轉換水處理凈化裝置。

為解決現有技術存在的問題，本發明的技術方案是：一種便攜式太陽能光熱轉換水處理凈化裝置，其特征在于：包括純水收集裝置、待處理儲水裝置和上蓋，所述的上蓋設置于純水收集裝置的上部開口處，純水收集裝置的上開口處扣設有錐形導流蓋，錐形導流蓋設置于上蓋內，上蓋的頂部設置有太陽能聚光鏡，所述的純水收集裝置內設置有待處理儲水裝置，待處理儲水裝置的內壁上設置有由導水材料形成的導水器，導水器的頂部下端設置有隔熱材料層，頂部上端設置有多孔電熱輔助蒸發層，所述的多孔電熱輔助蒸發層的上端面設置有多孔濾膜，多孔濾膜的上端面設置有輔助蒸發催化層，所述的純水收集裝置、待處理儲水裝置和上蓋均為無色透明材質；