[發明專利]一種農田首級退水水質滲濾凈化裝置

有效

• 申請號: 201810058628.5
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN107986539B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 陳娟;王沛芳;王超;孫勝浩
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

1.一種農田首級退水水質滲濾凈化裝置，其特征是包括固定支架、滲濾凈化箱、排水擋板、納米凈化網、阻水塊、納米復合材料；其中，固定支架固定安裝在農田排水口處，固定支架兩側設有三排凹槽，分別為凈化網安裝槽、擋板安裝槽和凈化箱安裝槽；凈化網安裝槽、擋板安裝槽和凈化箱安裝槽依次用于對應安裝納米凈化網、排水擋板和滲濾凈化箱，安裝時保證凈化網安裝槽在農田排水來水一側；農田非排水期，在擋板安裝槽內插入排水擋板，農田排水口附近水體污染物被納米凈化網降解去除；在農田排水時，取下排水擋板，并根據田間水位要求在凈化箱安裝槽內安裝阻水塊后再疊加放入若干個滲濾凈化箱，形成一列滲濾墻；所述滲濾凈化箱內填充納米復合材料，滲濾凈化箱為可開啟式；

所述固定支架兩側下部各有一個固著底板，所述固定支架材質為不銹鋼，尺寸與農田排水口吻合，使用時固定支架兩側下部的固著底板插入土壤中以便將固定支架固定在農田排水口處，所述固定支架兩側的三排凹槽大小分別根據納米凈化網、排水擋板、滲濾凈化箱的寬度確定；固定支架厚度整體均勻，以保證機械強度；

所述阻水塊為不透水塑料塊，根據排水時田間需保持的水位確定阻水塊的個數N，1≤N≤3；在滲濾凈化箱安裝前，阻水塊嵌合安裝在固定支架上的凈化箱安裝槽中，阻水塊位于裝置底部用于維持田間水位；

所述滲濾凈化箱材質為PVC塑料，其內填充納米復合材料，所述滲濾凈化箱為多孔凈化箱，多孔凈化箱箱體上的孔徑小于納米復合材料的粒徑，多孔凈化箱箱體上的孔徑范圍為10目～30目，多孔凈化箱有可開啟式上蓋，方便更換回收納米復合材料；

所述滲濾凈化箱在固定支架中安放的個數為M，M根據農田排水時農田水位高度確定，1≤M≤6，疊加安裝后形成一列水質凈化滲濾墻；

所述納米凈化網安裝在凈化網安裝槽處，在農田非排水期對排水口附近水體進行凈化；所述納米凈化網包括凈化網載體和在凈化網載體上負載的納米光催化劑；納米光催化劑為納米二氧化鈦，凈化網載體材質為綿、滌綸、玻璃纖維、碳纖維中的一種；

所述納米凈化網的具體制備方法為包括：

（1）采用溶膠-凝膠法制備納米光催化劑溶膠；

（2）凈化網載體的預處理：具體為將凈化網在開水中煮沸 10 min后用冷水徹底清洗，在室溫下晾干；

（3）浸軋液的準備，具體為向步驟（1）制備的納米光催化劑溶膠中加入終濃度為30 g/L的有機硅添加劑和2 g/L 的脂肪醇聚氧乙烯醚，以提高后續浸軋步驟中光催化劑與凈化網強度；所述終濃度為各自在最終形成的浸漬液中的濃度；

（4）負載納米光催化劑的網格簾制備，具體為首先將經步驟（2）處理后的凈化網浸漬在步驟（3）制備的浸軋液中，浸漬15-20分鐘后取出過軋車，軋液率為70%；重復以上浸漬-軋液步驟兩次，使凈化網帶液均勻，最后將凈化網經100℃預烘 2分鐘，150℃焙烘 1分鐘；

所述排水擋板材質為PVC塑料板，安裝在固定支架的擋板安裝槽內，在農田非排水期在擋板安裝槽中嵌合插入排水擋板，當農田排水時將排水擋板抽出放水通行；

所述納米復合材料包括納米光催化劑和載體材料；所述納米復合材料的制備方法為浸漬-提拉法，納米光催化劑為納米二氧化鈦，載體材料為多孔陶粒、多孔玻璃球、玻璃纖維中的一種；

所述納米復合材料的制備步驟包括：

（1）采用溶膠-凝膠法制備納米光催化劑溶膠；

（2）納米光催化劑-載體負載，具體為用坩鍋鉗或其他起到加持作用的工具固定裝有載體材料的過濾器，浸入銳鈦礦型納米TiO₂負載液中5 min后提出液體表面靜置15 min，重復4～5次后用純水漂洗10 min以去除未緊密附著的銳鈦礦型納米TiO₂；室溫干燥24h后用焙燒2 h，即可獲得負載有銳鈦礦型納米TiO₂負載層的納米復合材料6。