申请日2014.07.31
公开(公告)日2014.10.15
IPC分类号C02F1/32; B63B35/00; C02F1/50; C02F1/72
摘要
本发明公开了一种水乡文化特色的纳米催化水处理船，由纳米材料水处理系统、供电系统和船体结构三部分组成。所述纳米纤维水处理系统储水缓存区和水净化处理区两个部分，所述储水缓存区包括高水位控制器和进水泵;水净化处理区包括纳米光催化净水材料、浸没式紫外线灯、低水位控制器、定时器、排水泵;纳米光催化净水材料为Ag/TiO2纳米纤维。船体结构包括上船舱和下船舱。本发明使用光催化氧化法，相比传统水处理技术更为安全、适用范围更广泛、价格更为低廉。
权利要求书
1.一种水乡文化特色的纳米催化水处理船，由纳米材料水处理系统、供电系统和船体结构三部分组成，所述船体结构包括上船舱(2)和下船舱(1)，所述上船舱(2)固定在下船舱(1)上;供电系统安装在上船舱(2)，纳米材料水处理系统安装在下船舱(1);其特征在于，所述纳米材料水处理系统包括水槽、高水位控制器(11)、进水泵(12)、纳米光催化净水材料(13)、浸没式紫外线灯(14)、低水位控制器(16)、定时器(17)、排水泵(15);水槽分为储水缓存区和水净化处理区两个部分，高水位控制器(11)和进水泵(12)安装在储水缓存区，其中，高水位控制器(11)安装在水槽高度的9/10处;纳米光催化净水材料(13)、浸没式紫外线灯(14)、低水位控制器(16)、定时器(17)、排水泵(15)安装在水净化处理区，其中低水位控制器(16)安装在水槽高度的1/10处;纳米光催化净水材料(13)安装在浸没式紫外线灯(14)的前、后、左、右、上、下侧;高水位控制器(11)分别与进水泵(12)、浸没式紫外线灯(14)和定时器(17)相连，并控制进水泵(12)的关闭、浸没式紫外线灯(14)和定时器(17)的开启;定时器(17)与浸没式紫外线灯(14)、排水泵(15)相连，控制浸没式紫外线灯(14)的关闭以及排水泵(15)的开启;低水位控制器(16)与进水泵(12)相连，并控制进水泵(12)的开启;进水泵(12)、浸没式紫外线灯(14)、定时器(17)、排水泵(15)通过供电系统供电;所述纳米光催化净水材料(13)为Ag/TiO2纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的水乡文化特色的纳米催化水处理船，其特征在于，所述供电系统包括智能控制器、太阳能电池板和蓄电池;所述太阳能电池板和蓄电池均与智能控制器相连。
3.根据权利要求1所述的水乡文化特色的纳米催化水处理船，其特征在于，所述纳米材料水处理系统的工作过程为：待处理的水从进水泵(12)进入纳米纤维水处理系统，高水位控制器(11)检测注入水量，当注入水量达到水槽高度的9/10时，高水位控制器(11)控制进水泵(12)关闭，浸没式紫外线灯(14)和定时器(17)开启;定时器(17)开始计时，并在预定时间后控制浸没式紫外线灯(14)关闭，排水泵(15)开启，结束污水的净化处理过程;净化处理后的水从排水泵(15)排出;低水位控制器(16)检测水槽内的含水量，当水槽内含水量低于水槽高度的1/10时，低水位控制器(16)控制进水泵(12)开启，待处理的水从进水泵(12)进入纳米纤维水处理系统，重新开始水的净化处理。
说明书
水乡文化特色的纳米催化水处理船
技术领域
本发明涉及一种水乡文化特色的纳米催化水处理船。
背景技术
随着人口增加和经济的增长，工业、农业生产废水以及城镇生活污水带来污染物的种类和排污总量持续走高，污染源也在不断的扩大。其中，特别是有机污染物，如氮、磷等有机物，造成水体“营养过剩”、富营养化，频频藻类的爆发，严重影响了水域的生态环境，危害人类和其他生物的安全。现今水污染问题已成了世界性的头号环境治理难题。中国是一个水资源短缺、水灾害频繁的国家，人均占有量在世界排第110位，已被联合国列为13个贫水国家之一。中国水环境的前景令人担忧。
目前对河道、湖泊等水污染处理的常见的方法有：循环过滤法、化学药剂法、气浮法和生态系统净化法等。循环过滤法是依据物理原理，对水体中的杂质与水体进行分离，保持水质的清洁。这种方式对处理含有较多悬浮固体(SS)或泥沙的水体,效果尚好;缺点是水质不能保证，对于藻类、有机污染物等无法有效清除。气浮生化法是气浮技术通过向水中加压充氧，产生微小气泡沾附在藻类颗粒和其他水体悬浮物上，并投加絮凝剂絮凝，使藻类颗粒和悬浮物浮至水面，然后用刮板刮去，实现治水目的;化学药剂法是依据化学原理，向水中投放化学药剂，主要为硝化细菌和絮凝剂，短期见效。这两种方法可能造成二次污染以及鱼类的死亡，效果容易出现反复，常用会产生抗药性。用生物方法来处理水体就是模拟生态系统的结构，对食物链中的生物进行合理配置，从而使食物链中各个生物之间能相辅相成, 使整个生态系统越来越稳定，最终达到净化水质的目的。运用生物方法来处理污水的优点是：适用范围广，大小面积水体都可以运用，系统稳定，无需更换，耗电量低，长期保持清澈;缺点是要求水体污染物含量不能太高，否则会因为水体缺氧而使植物根部腐烂而失去水净化的作用。而且受季节影响，试验研究结果表明生态浮岛夏季抑制植物性浮游生物、COD的效果突出，大约能削减50%，但是入冬以后抑制效果很小。
二氧化钛(化学式：TiO2)的粘附力强，无毒，不易起化学变化。半导体二氧化钛的光化学性能已使其可用于许多领域，如空气、水和流体的净化。早期日本和英国的科学家将二氧化钛涂覆在城市马路的铺路石表面，用以清洗路面空气，尤其可以清洁车辆排放物中25%到45%的氮氧化物。与此同时，因为TiO2光催化氧化技术具有无毒、广谱性杀菌的特点，将其应用于水污染处理的研究也正日趋受到人们的重视。研究表明，污水中的酸、碱、氧化剂，以及铜、镉、汞、砷等化合物，苯、酚、二氯乙烷、乙二醇等有机毒物是几种最典型的污染物，而TiO2可以对这些污染物起到很好的清除分解作用，因而对人们的生产生活有着举足轻重的作用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种水乡文化特色的纳米催化水处理船。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种水乡文化特色的纳米催化水处理船，由纳米材料水处理系统、供电系统和船体结构三部分组成，所述船体结构包括上船舱和下船舱，所述上船舱固定在下船舱上;供电系统安装在上船舱，纳米材料水处理系统安装在下船舱。所述纳米材料水处理系统包括水槽、高水位控制器、进水泵、纳米光催化净水材料、浸没式紫外线灯、低水位控制器、定时器、排水泵;水槽分为储水缓存区和水净化处理区两个部分，高水位控制器和进水泵安装在储水缓存区，其中，高水位控制器安装在水槽高度的9/10处;纳米光催化净水材料、浸没式紫外线灯、低水位控制器、定时器、排水泵安装在水净化处理区，其中低水位控制器安装在水槽高度的1/10处;其中纳米光催化净水材料安装在浸没式紫外线灯的前、后、左、右、上、下侧;高水位控制器分别与进水泵、浸没式紫外线灯和定时器相连，并控制进水泵的关闭、浸没式紫外线灯和定时器的开启;定时器与浸没式紫外线灯、排水泵相连，控制浸没式紫外线灯的关闭以及排水泵的开启;低水位控制器与进水泵相连，并控制进水泵的开启;进水泵、浸没式紫外线灯、定时器、排水泵通过供电系统供电。
进一步地，所述纳米光催化净水材料为Ag/TiO2纳米纤维。
进一步地，所述供电系统包括智能控制器、太阳能电池板和蓄电池;所述太阳能电池板和蓄电池均与智能控制器相连。
纳米材料水处理系统的工作过程为：待处理的水从进水泵(12)进入纳米纤维水处理系统，高水位控制器(11)检测注入水量，当注入水量达到水槽高度的9/10时，高水位控制器(11)控制进水泵(12)关闭，浸没式紫外线灯(14)和定时器(17)开启;定时器(17)开始计时，并在预定时间后控制浸没式紫外线灯(14)关闭，排水泵(15)开启，结束污水的净化处理过程;净化处理后的水从排水泵(15)排出;低水位控制器(16)检测水槽内的含水量，当水槽内含水量低于水槽高度的1/10时，低水位控制器(16)控制进水泵(12)开启，待处理的水从进水泵(12)进入纳米纤维水处理系统，重新开始水的净化处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：二氧化钛作为一种重要的半导体，在紫外光的照射下，TiO2纳米纤维表面会产生强氧化性的?OH-，?O2-，可以快速杀灭微生物并可以快速降解迅速上千种有机化合物，特别是当水中有机污染物浓度很高或用其他方法很难降解时，TiO2纳米纤维薄膜有着明显的优势;利用种子诱导方法接枝金属粒子合成银粒子/氧化钛纳米纤维异质结构纳米纤维催化薄膜，该异质纳米膜表现出稳定、过滤和自支撑的属性，有效解决了回收和高活性的问题;同时，纳米TiO2对一些有毒无机物具有光化学活性。本发明的水乡文化特色的纳米催化水处理船，既可以作为景观，又可以净化水质，一举两得，相比传统水处理技术更为安全、适用范围更广泛、价格更为低廉。