CN103803750A - 一种简易净水装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种简易净水装置，包括结构主体、净水系统、取水系统和用水系统。结构主体包括底座、支柱、固定架；净水装置包括净水桶、过滤网、沙漏式积水器、上层海泡石、下层海泡石；取水系统包括吸水泵、水管；用水系统包括载银活性炭净水装置和太阳能加热器。本发明将铝离子、二氧化钛、海泡石纤维三者有机结合，实现了絮凝、吸附、光催化降解、离子交换等水处理方法的优化整合，卫生环保、无二次污染且制作工艺简单，可行性强，适应国内外市场需求。

Description

一种简易净水装置
技术领域
本发明涉及简易净水装置领域，特别是一种利用Al/TiO2海泡石复合水处理材料的简易净水装置。
背景技术
随着世界工业化的脚步，水污染问题日趋严重和复杂，污水中的污染物呈现多样性，因此，仅仅用类似单一或两者复合的材料已不能使处理过的水源满足国家的水质量标准。目前国内大部分水处理系统体系庞大，耗资过高，达不到及时治理的目的。
为实现集多种方法于一体的净化装置，海泡石净水开始被广泛的研究。对海泡石进行铝离子交换改性扩大了晶体中的通道且结构框架不变,比表面积增加、表面活性提高。二氧化钛通过改性并搭载于海泡石纤维上，在可见光下即可光催化降解水中的有机污染物。美国、俄罗斯、西班牙等国家在海泡石纤维的活化改性、金属离子置换、光催化降解方面进行了大量较深入的试验研究，取得了很多具有实际意义的研究成果，并初步应用于废水处理。而我国对复合海泡石纤维材料的研究起步较晚，近年来复合海泡石纤维材料已引起科研人员的重视，湖南大学、武汉大学及南昌大学等作了较多的研究工作。海泡石的Al3+改性研究促进了水处理领域的进展，改善海泡石纤维的吸附性能、比表面积等物化性能，复合海泡石纤维材料在水中污染物的处理上有了进展,并将吸附、絮凝、离子交换的水处理方法优化整合，对有毒重金属和有毒污染物又独特的处理能力，从而使水处理的效果更明显。但目前国内外市场上对海泡石初级加工产品和低附加值产品占的比例较高,造成一种隐性的资源浪费，这与我国积极倡导的节能减排不相符，因此,积极开发海泡石高附加值产品是未来几年此领域科研工作者的主要研究方向。
本发明基于当前研究程度，本着填补水处理复合剂的目的，合成制备了Al/TiO2海泡石复合水处理材料，有效的将三种水处理纤维复合材料优化结合，不仅满足了开发海泡石高附加值产品的要求，而且可对水中多种污染物起到处理作用，解决了当前世界水污染日趋复杂等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种以Al/TiO2海泡石复合水处理材料为主要原料的便携式简易净水装置，具有卫生环保、无二次污染且制作工艺简单，可行性强等特点。
本发明采用的技术方案是：一种便携式简易净水装置，包括结构主体、净水系统、取水系统和用水系统。结构主体包括底座、支柱、固定架；净水装置包括净水桶、过滤网、沙漏式积水器、上层海泡石、下层海泡石；取水系统包括吸水泵、水管；用水系统包括载银活性炭净水装置和太阳能加热器。
支架和净水桶固定在一起，支架通过两根支柱固定在底座上，底座采用铸造金属结构。
净水桶上层是毛细滤网、滤网过滤后的水滴到上层海泡石进行水质的第一次净化，经上层海泡石净化后的水通过沙漏式集水器被收集起来，沙漏式收集器将收集的水又均匀的滴洒到下层海泡石上，水经过下层海泡石后存入净化桶的积水区。
上层海泡石、毛细过滤网、下层海泡石、沙漏式集水器都通过搁板固定在净水桶内。
手摇式吸水泵固定在支架上，吸水管为软管，可根据需要通入要净化的水域，吸水泵的出水管直接通向净水桶的毛细过滤网。
载银活性炭净水器位于净水桶的下方，通过支杆一固定，保证经过载银活性炭净水器处理后的水可以达到饮用水标准。
太阳能热水器通过支杆二固定在载银活性炭净水器的下方，利用光能为使用者提供热水。
海泡石材料的制备方法是：海泡石纤维250℃加热活化2h , 在5%的 Al2(SO4)3溶液中浸泡2h，抽滤制得铝复合海泡石纤维。将原位改性的二氧化钛与铝复合海泡石纤维混合，滴加粘合剂、机械搅拌、抽滤、压模后，热压、烘干得样品。
本发明涉及的复合材料处理污水的主要原理是：热活化使海泡石的Si-OH基转变为Si-O四面体结构，扩大了晶体内部通道的横截面积, 提高了表面活性, 吸附力增强。研究表明，使铝离子进入海泡石晶格取代镁离子，提高了与重金属离子的交换能力，且铝盐的絮凝作用，能高效去除污水中悬浮颗粒物。实验表明， 铝改性海泡石对5 mg/L的高氟水的去氟率达86.5%,且与臭氧氧化技术比，不引起二次污染。二氧化钛的光催化降解是新兴水处理技术。且通过对二氧化钛原位改性可克服耗能大，活性成分损失大，回收难等问题，使二氧化钛具有良好的化学稳定性，大大节约了成本。且优良的载体-海泡石具有较大的比表面积，可提高二氧化钛的利用率，将两者结合，作为光催化活性材料使用，达到高效降解污水的目的。与传统水处理材料相比，将铝离子、二氧化钛、海泡石纤维三者有机结合，实现了絮凝、吸附、光催化降解、离子交换等水处理方法的优化整合，将物理化学手段联合，集多种水处理方法于一体，解决了要求处理程度各异问题，扩大了在水处理方面的应用范围。
本发明的主要技术指标是：通过该材料处理过的水高于国家中水水质标准GB/T18920-2002
本发明要实现的技术优势是：将新型复合水处理材料，将铝离子、 二氧化钛、海泡石纤维三者有机结合，实现了絮凝、吸附、光催化降解、离子交换等水处理方法的优化整合，复合水处理材料联合物理和化学手段，可深度处理多种污染物，且成本低廉，效果显著，为环保行业及其它行业奠定技术基础，实现水处理材料的更新换代，同时不会对水体产生二次污染，可回收利用，避免了材料的浪费，可行性强，适应国内外市场需求。
 
附图说明
图1是 装置前视图
图2是 装置后视图
其中：1.底座 2.水管 3.载银活性炭净水器 4.净水桶出水管 5.净水桶 6.下层海泡石 7.沙漏式集水器 8.上层海泡石 9.吸水泵出水管 10.太阳能板 11.固定架 12.取水机 13.热水龙头 14.冷水龙头 15.支杆二 16.支杆一 17.吸水泵进水管 18.支柱 19.固定架 20.手摇式吸水泵 21.毛细过滤网 22.摇柄
具体实施方式
如图所示：本发明包括结构主体、净水系统、取水系统和用水系统。结构主体包括底座1、支柱18、固定架19；净水装置包括净水桶5、过滤网21、沙漏式积水器7、上层海泡石8、下层海泡石6；取水系统包括吸水泵20、进水管17、出水管9；用水系统包括载银活性炭净水装置3，取水机12和太阳能加热器10。
固定架19和净水桶5固定在一起，支架19通过两根支柱18固定在底座1上，底座1采用铸造金属结构。
净水桶5上层是毛细滤网21、滤网21过滤后的水滴到上层海泡石6进行水质的第一次净化，经上层海泡石6净化后的水通过沙漏式集水器7被收集起来，沙漏式收集器7将收集的水又均匀的滴洒到下层海泡石8上，水经过下层海泡石8后存入净化桶5的积水区。
上层海泡石6、毛细过滤网21、下层海泡石8、沙漏式集水器7都通过搁板固定在净水桶5内。
手摇式吸水泵20固定在支架19上，吸水管17为软管，可根据需要通入要净化的水域，吸水泵20的出水管9直接通向净水桶5的毛细过滤网21。
载银活性炭净水器3位于净水桶5的下方，通过支杆一16固定，保证经过载银活性炭净水器3处理后的水可以达到饮用水标准。
太阳能热水器12通过支杆二15固定在载银活性炭净水器3的下方，利用光能为使用者提供热水。
使用时将污水倒入该污水处理装置中，使之与材料充分接触，经过吸附、离子交换、絮凝和光催化降解作用，达到净水目的。     该装置净水材料成本低廉，原料来源广泛，可处理多种污水，效果显著，易于操作和实现，在实际推广和应用中具有较大社会经济效益。据理论计算，该材料制作成本2.3万元/吨，一经投产，主要费用为硫酸铝的投入，每吨污水硫酸铝投资成本0.31元，若污水日处理量100万吨，排污费每吨水0.8元，每年将会盈利1.34亿元，为我国经济发展起到推动作用。

Claims (8)

1.一种简易净化水装置，包括结构主体、净水系统、取水系统和用水系统；
其中，结构主体包括底座（1）、支柱（18）、固定架（19）；净水装置包括净水桶（5）、过滤网（21）、沙漏式积水器（7）、上层海泡石（8）、下层海泡石（6）；取水系统包括吸水泵（20）、进水管（17）、出水管（9）；用水系统包括载银活性炭净水装置（3），取水机（12）和太阳能加热器（10）。
2.根据权利要求1所述的简易净化水装置，其特征在于：固定架（19）和净水桶（5）固定在一起，支架（19）通过两根支柱（18）固定在底座（1）上，其中，底座（1）采用铸造金属结构。
3.根据权利要求2所述的简易净化水装置，其特征在于：净水桶（5）上层是毛细滤网（21），其过滤后的水滴到上层海泡石（6）进行水质的第一次净化，经上层海泡石（6）净化后的水通过沙漏式集水器（7）被收集起来，沙漏式收集器（7）将收集的水又均匀的滴洒到下层海泡石（8）上，水经过下层海泡石（8）后存入净化桶（5）的积水区。
4.根据权利要求3所述的简易净化水装置，其特征在于：上层海泡石（6）、毛细过滤网（21）、下层海泡石（8）、沙漏式集水器（7）都通过搁板固定在净水桶（5）内。
5.根据权利要求4所述的简易净化水装置，其特征在于：手摇式吸水泵（20）固定在支架（19）上，吸水管（17）为软管，可根据需要通入要净化的水域，吸水泵（20）的出水管（9）直接通向净水桶（5）的毛细过滤网（21）。
6.根据权利要求5所述的简易净化水装置，其特征在于：载银活性炭净水器（3）位于净水桶（5）的下方，通过支杆一（16）固定，保证经过载银活性炭净水器（3）处理后的水可以达到饮用水标准。
7.根据权利要求6所述的简易净化水装置，其特征在于：太阳能热水器（12）通过支杆二（15）固定在载银活性炭净水器（3）的下方，利用光能为使用者提供热水。
8.根据权利要求1-7任一项所述的简易净化水装置，其特征在于：其中所使用的海泡石材料的制备方法是：
海泡石纤维250℃加热活化2h , 在5%的 Al2(SO4)3溶液中浸泡2h，抽滤制得铝复合海泡石纤维；
将原位改性的二氧化钛与铝复合海泡石纤维混合，滴加粘合剂、机械搅拌、抽滤、压模后，热压、烘干得样品。
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