CN109966805A - 基于纳米纤维素材质的污水净化系统及滤芯材料制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于纳米纤维素材质的污水净化系统及滤芯材料制备工艺,包括沉淀罐,沉淀罐的内腔上端固联有出水座,出水座上下两端分别设有出水腔和进水腔,进水腔连有进水管,进水管下端连有滤芯管,滤芯管内装填有纳米纤维素材质的滤芯;进水腔内设有由电机驱动旋转的斜面柱,进水腔与出水腔之间经由若干环形分布的竖向通孔连通,竖向通孔下端滑动穿设有推动柱,推动柱底部与斜面柱的斜面抵接,推动柱内设有上端与竖向通孔连通的通水孔,通水孔的下端侧壁环设有与进水腔相通的径向吸水孔,通水孔的上端和竖向通孔的上端均设单向阀。本发明利用纳米纤维素材料的吸附特性,将沉淀、过滤吸附、水流驱动环节集成设计,不仅节约空间,而且净化效果好。
Description
基于纳米纤维素材质的污水净化系统及滤芯材料制备工艺
技术领域:
本发明涉及一种基于纳米纤维素材质的污水净化系统及滤芯材料制备工艺。
背景技术:
污水处理是为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。污水净化被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域,也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。污水净化系统中通常装有过滤吸附材质,将污水中的悬浮颗粒进行过滤分离,并且将有毒物质从污水中吸附分离。
纤维素经酸解后可得到粒径为纳米级别的棒状晶体状的纳米纤维素,它相比普通纤维素有诸多优点,如机械强度高、比表面积大、高的杨氏模量、有较强的亲水性等,作为纳米复合材料领域的增强剂应用于诸多领域。纳米纤维素材料的巨大的表面积使其广泛应用于污水处理领域,其丰富的表面羟基可以吸附水中的重金属离子,且可通过接枝共聚等改性赋予其更多优异的性能。
有的污水净化系统,普遍将沉淀环节、过滤吸附环节、抽水系统独立设计,占地面积大并且操作方法繁杂,假如设计一种基于纳米纤维素材质的污水净化系统,充分利用纳米纤维素材料的吸附特性,将沉淀、过滤吸附、水流驱动环节集成设计,这会将污水净化系统的占地面积压缩到最小,极大方便污水净化系统的操作便捷性,减少水流的路径长度,并且尽可能的将成本降低,对于推动纳米纤维素材料的研究和传统污水净化系统的改良,促进水资源短缺问题的尽快解决等具有重要意义。
发明内容:
本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进,即本发明所要解决的技术问题是提供一种基于纳米纤维素材质的污水净化系统,设计合理、操作方便,将沉淀、过滤吸附、水流驱动环节集成为一体,节约空间和净化成本;
还提供一种基于纳米纤维素材质的污水净化系统滤芯材料制备工艺。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种基于纳米纤维素材质的污水净化系统,包括沉淀罐,所述沉淀罐的前侧面中部连接有以利于污水流入沉淀罐内腔的污水管,所述内腔的上端固联有出水座,所述出水座的上、下两端分别设有出水腔和进水腔,所述进水腔的右侧壁连接有以利于内腔内的污水流入进水腔的进水管,所述进水管的进水端固联有滤芯管,所述滤芯管内装填有纳米纤维素材质的滤芯;所述进水腔内设有由电机驱动旋转的斜面柱,进水腔的顶面与出水腔的底面之间经由若干环形分布的竖向通孔连通,所述竖向通孔的下端滑动穿设有推动柱,所述推动柱的底部与斜面柱的顶部斜面相抵接,推动柱的中部设有上端与竖向通孔相连通的竖向通水孔,所述通水孔的下端侧壁环设有若干个与进水腔相通的径向吸水孔,通水孔的上端和竖向通孔的上端均设有以利于水体从下往上流动的单向阀。
进一步的,所述出水座的右端外侧壁设有控制柱,所述控制柱的内部沿其轴向设有上大下小的阶梯状导孔,所述导孔的下端开口与内腔相通,导孔内滑动穿设有一活塞杆,所述活塞杆伸入导孔的上端并固联有与导孔滑动连接的活塞,所述活塞的顶面与导孔的顶面之间设有用以驱动电机工作的触碰开关,所述活塞杆的下端伸出导孔并固联有浮板;所述控制柱的顶面设有与导孔相通的气孔。
进一步的,所述触碰开关包括触片A和触片B,所述触片A固联在活塞的顶面,所述触片B固联在导孔的顶面,触片A与触片B经一控制单元与电机的驱动电源电性连接,当触片A与触片B相接触时,控制单元控制驱动电源为电机供电,驱使电机工作。
进一步的,所述进水腔包括从下往上依次设置的且直径依次减小的端部轴承孔部、斜面柱腔室以及内部轴承孔部,所述端部轴承孔部内安装有端部轴承,所述内部轴承孔部内安装有内部轴承,所述斜面柱腔室与进水管连通,所述斜面柱的上端伸入斜面柱腔室内并与斜面柱腔室转动连接,斜面柱的下端与端部轴承的内圈固联;所述电机固定安装在出水座的底面,电机的电机轴沿竖向固定贯穿斜面柱的中部并与内部轴承的内圈固联。
进一步的,所述竖向通孔包括从上往下依次相通的单向阀孔部A、连接孔以及推动柱孔部,所述单向阀孔部A用于安装单向阀;所述连接孔的孔径小于推动柱孔部的孔径,所述推动柱伸入推动柱孔部内并与推动柱孔部滑动连接,推动柱的顶面与推动柱孔部的顶面之间抵接有阻力弹簧。
进一步的,所述通水孔的上端设有与单向阀孔部A的结构相同的单向阀孔部B,所述单向阀孔部A和单向阀孔部B的下端均呈锥形状;所述单向阀包括从上往下依次设置的固定板、连接弹簧以及堵头,所述固定板螺纹固定在单向阀孔部A或单向阀孔部B的上端,固定板的中部设有以利于水利流过的过水孔,所述堵头呈锥形状,用以堵住单向阀孔部A或单向阀孔部B的下端,堵头的顶面与固定板的底面之间抵接有连接弹簧。
进一步的,所述推动柱的底面设有半球形状的滚珠腔,所述滚珠腔内容置有一滚珠,所述滚珠的下端与斜面柱的顶部斜面相抵接。
进一步的,所述出水腔的上端螺接有环状的顶盖,所述顶盖的中部连接有与出水腔相连通的并以利于水体流出的出水管。
进一步的,所述沉淀罐为上端具有开口的且截面为直槽口形的柱状结构,沉淀罐的内腔前后侧面上端分别固联有弧形状的连接板,沉淀罐的后侧面下端连接有废水管;所述出水座为圆柱状且上端伸出沉淀罐的内腔,出水座的下端前后侧壁分别经螺钉与连接板固定连接。
本发明采用的另一种技术方案是:一种基于纳米纤维素材质的污水净化系统滤芯材料制备工艺,包含如下步骤:
步骤S1:将15克棉纤维分散在250克质量百分浓度为65%的硫酸水溶液中,在45℃条件下进行单模聚焦微波辐射水解,单模聚焦微波辐射的功率为90~95W,辐射时间4~5分钟,得到水解液;
步骤S2:所得到的水解液中加入蒸馏水,使水解液稀释至10倍体积,再将稀释后的水解液在95000~9800rpm转速条件下离心分离4次;
步骤S3:取沉淀物进行透析3天,所用透析膜的截留分子量为8000;透析后经孔径为0.45微米的滤膜过滤,滤液经过200W的超声分散50分钟,得到稳定的棒状纳米纤维素纤维悬浮液,其中纳米纤维素纤维直径为6~9纳米,长度为120~280纳米;
步骤S4:纳米纤维素纤维悬浮液转移到透析袋中,并置于去离子水中浸泡,让硫酸分子透过,隔一段时间换水,检查水pH值,直到中性,获得白色和象牙黄的胶体;
步骤S5:在100~105℃的温度下烘干胶体,填充进柱状过滤纸内并密封。
与现有技术相比,本发明具有以下效果:本发明设计合理,充分利用纳米纤维素材料的吸附特性,将沉淀、过滤吸附、水流驱动环节集成设计,这会将污水净化系统的占地面积压缩到最小,极大方便污水净化系统的操作便捷性,减少水流的路径长度,并且尽可能的将成本降低。
附图说明:
图1是本发明实施例的前侧装配结构示意图;
图2是本发明实施例的后侧装配结构示意图;
图3是沉淀罐在竖直剖开时的内部装配结构示意图;
图4是沉淀罐的立体构造示意图;
图5是出水座的立体构造示意图;
图6是出水座竖直剖开时的推动柱的装配位置示意图;
图7是出水座竖直剖开时的推动柱、滚珠、斜面柱的装配结构示意图;
图8是出水座竖直剖开时的内部轴承、斜面柱、端部轴承、电机的装配结构示意图;
图9是出水座竖直剖开时的出水管与壳体的装配结构示意图;
图10是出水管的构造示意图;
图11是出水座竖直剖开时的单向阀与出水座的装配结构示意图;
图12是出水座和推动柱竖直剖开时的两个单向阀和阻力弹簧的装配结构示意图;
图13是出水座竖直剖开时的活塞与导孔的装配结构示意图;
图14是推动柱竖直剖开时的单向阀、滚珠与推动柱的装配结构示意图;
图15是出水座的立体结构示意图一;
图16是出水座的立体结构示意图二;
图17是出水座的立体结构示意图三;
图18是出水座竖直剖开时的结构示意图一;
图19是出水座竖直剖开时的结构示意图二;
图20是推动柱的立体构造示意图一;
图21是推动柱的立体构造示意图二;
图22是推动柱竖直剖开时的内部结构示意图;
图23是单向阀的立体构造示意图一;
图24是单向阀的立体构造示意图二;
图25是斜面柱、端部轴承、电机的装配结构示意图;
图26是斜面柱的立体构造示意图;
图27是电机的立体构造示意图;
图28是滤芯管的立体构造示意图。
图中:
1-沉淀罐;101-内腔;102-污水管;103-废水管;104-连接板;2-出水座;201-控制柱;202-导孔;203-开口;204-气孔;205-端部轴承孔部;206-斜面柱腔室;207-推动柱孔部;208-内部轴承孔部;209-单向阀孔部A;210-出水腔;211-进水管;212-螺钉孔;213-连接孔;3-单向阀; 301-连接弹簧;302-固定板;303-过水孔;304-堵头;4-阻力弹簧;5-推动柱;501-滚珠腔;502-吸水孔;503-通水孔;504-单向阀孔部B;6-滚珠;7-斜面柱;701-电机轴孔;702-键槽;8-端部轴承;9-电机;901-电机轴;902-传动键;10-内部轴承;11-出水管;1101-顶盖;12-浮板、1201-活塞杆;1202-活塞;13-滤芯管;1301-纳米纤维素滤芯;1302-挡片;14-螺钉。
具体实施方式:
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。方向描述上污水管侧为前侧,废水管侧为后侧,控制柱为左侧,进水管侧为右侧。
如图1~28所示,本发明一种基于纳米纤维素材质的污水净化系统,包括沉淀罐1,所述沉淀罐1的前侧面中部连接污水管102,污水管102与沉淀罐1的内腔101相连通,以利于污水流入沉淀罐1的内腔101;所述内腔101的上端固联有向上伸出内腔的出水座2,所述出水座的上、下两端分别设有圆柱状的出水腔210和进水腔,所述进水腔的右侧壁连接有以利于内腔101内的污水流入进水腔的进水管211,所述进水管211的进水端固联有滤芯管13,所述滤芯管13内装填有纳米纤维素材质的滤芯1301,滤芯1301对内腔101内的污水进行过滤,且过滤后的水体沿着进水管211进入进水腔内;所述进水腔内设有由电机9驱动旋转的斜面柱7,进水腔的顶面与出水腔210的底面之间经由五个环形分布的竖向通孔连通,所述竖向通孔的下端滑动穿设有推动柱5,所述推动柱5的底部与斜面柱7的顶部斜面相抵接,推动柱5的中部设有上端与竖向通孔相连通的竖向通水孔503,所述通水孔503的下端侧壁环设有四个与进水腔相通的径向吸水孔502,吸水孔502将进水腔内的水体吸至通水孔内,通水孔503的上端和竖向通孔的上端均设有以利于水体从下往上流动的单向阀3。
本实施例中,如图5、6、7以及8所示,所述出水座2的右端外侧壁设有控制柱201,所述控制柱201从出水座2的中部延伸至底端,控制柱201与出水座2一体成型;所述控制柱201的内部沿其轴向设有上大下小的阶梯状导孔202,所述导孔202的下端圆形开口203与内腔101相通,导孔202内滑动穿设有一活塞杆1201,所述活塞杆1201穿过圆形开口203伸入导孔202的上端并固联有与导孔202滑动连接的活塞1202,所述活塞1202的顶面与导孔202的顶面之间设有用以驱动电机9工作的触碰开关,所述活塞杆1201的下端伸出导孔202并固联有浮板12,浮板12位于沉淀罐1的内腔101中,并随着内腔101中污水水位的上升而上升,进而浮板12在上升过程中通过活塞杆1201带动活塞1202沿着导孔202上下滑动;所述控制柱201的顶面设有与导孔202相通的气孔204,以便于在活塞1202移动过程中进行排气和或吸气。优选的,所述活塞杆的直径与开口的孔径相同,所述活塞的直径与导孔上端的孔径相同。
本实施例中,所述触碰开关包括触片A和触片B,所述触片A粘结固定在在活塞1202的顶面,所述触片B粘结固定在导孔202的顶面,触片A与触片B经一控制单元与电机的驱动电源电性连接,当触片A与触片B相接触时,控制单元控制驱动电源为电机供电,驱使电机工作。由于触片A是固定在活塞的顶面,故触片A可随着活塞一起运动,进而实现触片A和触片B的接触与分离,实现根据水位对电机的工作进行控制。
本实施例中,如图18、19所示,所述进水腔包括从下往上依次设置的且直径依次减小的端部轴承孔部205、斜面柱腔室206以及内部轴承孔部208,端部轴承孔部205、斜面柱腔室206以及内部轴承孔部208三者同轴设置且均为圆柱状,所述端部轴承孔部205内安装有端部轴承8,所述内部轴承孔208部内安装有内部轴承10,所述斜面柱腔室206与进水管211连通,所述斜面柱7的上端伸入斜面柱腔室203内并与斜面柱腔室203转动连接,斜面柱7的下端与端部轴承8的内圈固联;所述电机9通过螺钉固定安装在出水座2的底面,电机9的电机轴沿竖向固定贯穿斜面柱7的中部并与内部轴承10的内圈固联。
如图25、26以及27所示,所述斜面柱7为顶面与中心轴线不垂直的圆柱体,斜面柱7的顶面为斜面,斜面柱7的中部沿设有沿其轴线方向惯出的电机轴孔701,所述电机轴孔701的内壁环设有四个键槽702,所述键槽702沿竖向延伸,四个键槽702呈十字状分布;所述电机9的电机轴901外壁固联有与四个键槽的位置一一对应的四个传动键902,电机的电机轴贯穿电机轴孔时,四个传动键分别与四个键槽相配合,实现传动连接,便于电机通过电机轴带动斜面柱旋转。
为了提高密封性,所述电机9与出水座2的底面之间设有密封圈,防止气体或液体从电机与出水座之间窜出。
本实施例中,如图21、22所示,所述竖向通孔包括从上往下依次相通的单向阀孔部A209、连接孔以及推动柱孔部207,单向阀孔部A209、连接孔以及推动柱孔部207同轴设置且均为圆孔,所述单向阀孔部A209用于安装单向阀3;所述连接孔的孔径小于推动柱孔部207的孔径,所述推动柱5伸入推动柱孔部207内并与推动柱孔部207滑动连接,推动柱5的顶面与推动柱孔部207的顶面之间抵接有阻力弹簧4,阻力弹簧4始终处于被压缩状态,阻力弹簧4产生的弹力会对推动柱5产生向下的阻力,确保推动柱5的下端始终与斜面柱7的顶部斜面相抵接。
本实施例中,如图17所示,所述通水孔503的上端设有与单向阀孔部A209的结构相同的单向阀孔部B504,单向阀孔部B504也与推动柱孔部207同轴设置,所述单向阀孔部A209和单向阀孔部B504的下端均呈锥形状。
本实施例中,如图23、24所示,所述单向阀3包括从上往下依次设置的固定板302、连接弹簧301以及堵头304,所述固定板302的外圆周面设置外螺纹,单向阀孔部A209和单向阀孔部B504的上端内壁设有内螺纹,固定板302通过螺纹连接的方式固定在单向阀孔部A或单向阀孔部B的上端,固定板302的中部设有以利于水利流过的过水孔303,所述堵头304呈锥形状,堵头304的外形与单向阀孔部A209或单向阀孔部B504的下端锥形相是适应,用以堵住单向阀孔部A或单向阀孔部B的下端,堵头304的顶面与固定板302的底面之间抵接有连接弹簧301,连接弹簧301始终处于被压缩状态,连接弹簧301产生的弹力会对堵头产生向下的推力,确保堵头304始终堵住单向阀孔部A或单向阀孔部B的下端,实现密封。优选的,所述堵头的材质为橡胶。
本实施例中,所述推动柱5的底面设有半球形状的滚珠腔501,所述滚珠腔501内容置有一滚珠6,所述滚珠6的下端与斜面柱7的顶部斜面相抵接。
本实施例中,所述推动柱5由弹性材料制成,在未受挤压状态下推动柱5的外径略大于推动柱孔部207的孔径,以保证推动柱5与推动柱孔部207之间的密闭性。
本实施例中,所述出水腔210的上端螺接有环状的顶盖1101,所述顶盖1101的中部连接有与出水腔210相连通的并以利于水体流出的出水管11,所述出水管11为直角状。为了保证顶盖与出水座之间的密闭性,所述顶盖与出水腔之间装有螺纹密封带。
本实施例中,如图1~4所示,所述沉淀罐1为上端具有开口的且截面为直槽口形的柱状结构,沉淀罐1的内腔101前后侧面上端分别固联有弧形状的连接板104,所述出水座2为圆柱状且上端伸出沉淀罐1的内腔101,出水座2的下端前后侧壁分别开有螺钉孔212,出水座与连接板之间通过螺钉连接固定。
本实施例中,如图2所示,所述沉淀罐1的后侧面下端连接有废水管103,以便于排出沉淀在沉淀罐底部的杂质沉淀。
本实施例中,如图3、5、28所示,所述进水管211为先水平向右再向下弯折的直角状,进水管211与斜面柱腔室206相连通;所述滤芯管13为圆管,滤芯管13填装纳米纤维素材质的滤芯1301,滤芯管13的内圆周面上,在滤芯1301的上方设有十字形的挡片1302,以阻止滤芯向上窜动,所述滤芯管13的顶部螺接在进水管211的底端(进水端)。优选的,为了提高密封效果,所述滤芯管与进水管的连接处装有密封圈。
本发明的工作原理为:
(1)污水经由污水管102缓慢流入沉淀罐1的内腔101,内腔101中的污水在沉淀的过程中,水位不断上升;而浮板12始终漂浮在水面,并随着水位的上升不断升高,当活塞1202在浮板12的带动下上升至其顶面的触片A与导孔202顶面的触片B相接触后,电机9启动,此时滤芯管13的最底端刚好伸入液面以下;
(2)所述电机9通过其电机轴901带动斜面柱7转动,由于阻力弹簧4的作用,推动柱5下端的滚珠6始终抵在斜面柱7的斜面上并不断滚动;当斜面柱7驱动推动柱5向上移动时,单向阀孔部A209中的单向阀3被推开,推动柱孔部207顶部的水利经过单向阀孔部A209,进入出水腔210内;当阻力弹簧4压迫推动柱5向下移动时,单向阀孔部A209中的单向阀3将推动柱孔部207的顶端堵住,阻力弹簧4处的推动柱孔部207的压力降低,推动柱5内的单向阀3向上移动,水体从斜面柱腔室206经由吸水孔502和通水孔503,被吸入推动柱孔部207的顶端;
(3)所述斜面柱7转动过程中,五个推动柱5往复上下移动,不断将斜面柱5腔室内的水体吸入推动柱5孔部的顶端,再压入出水腔210内;
(4)沉淀罐内腔101中的污水的上层液体,经过滤芯管13内纳米纤维素材质的过滤吸附,经由进水管211进入出水座2内,最终从出水管11中排出。
优选的,当沉淀罐的内腔中的污水经过一段时间的沉淀后,水中的杂质沉淀较多时,打开废水管,将沉淀后的下层液体排出沉淀罐。
优选的,一旦电机启动,沉淀罐的内腔中的液面就不再上升,确保最高液面接触不到电机;当内腔中的液面下降到一定深度时,所述浮板带动活塞杆及活塞向下移动,使得触片A和触片B分开,电机断电停止运转。
本发明的优点在于:(1)利用浮板随沉淀罐内污水液面移动的特性,控制电机的自动启动和关停,控制方便;(2)利用斜面柱与双单向阀结构,实现水体的自下而上流动;(3)利用纳米纤维素材质的吸附特性,将沉淀后的上层液体中的有害物质滤除。综上,这种基于纳米纤维素材质的污水净化系统,污水沉淀灌布置在系统底端,水流驱动机构向上吸水并且自动启停,利用纳米纤维素材料将沉淀后的污水进行净化处理;将污水净化系统的占地面积压缩到最小,极大方便污水净化系统的操作便捷性,减少水流的路径长度,并且尽可能的将成本降低,对于推动纳米纤维素材料的研究和传统污水净化系统的改良,促进水资源短缺问题的尽快解决等具有重要意义。
本发明采用的另一种技术方案是:一种基于纳米纤维素材质的污水净化系统滤芯材料制备工艺,包含如下步骤:
步骤S1:将15克棉纤维分散在250克质量百分浓度为65%的硫酸水溶液中,在45℃条件下进行单模聚焦微波辐射水解,单模聚焦微波辐射的功率为90~95W,辐射时间4~5分钟,得到水解液;
步骤S2:所得到的水解液中加入蒸馏水,使水解液稀释至10倍体积,再将稀释后的水解液在95000~9800rpm转速条件下离心分离4次;
步骤S3:取沉淀物进行透析3天,所用透析膜的截留分子量为8000;透析后经孔径为0.45微米的滤膜过滤,滤液经过200W的超声分散50分钟,得到稳定的棒状纳米纤维素纤维悬浮液,其中纳米纤维素纤维直径为6~9纳米,长度为120~280纳米;
步骤S4:纳米纤维素纤维悬浮液转移到透析袋中,并置于去离子水中浸泡,让硫酸分子透过,隔一段时间换水,检查水pH值,直到中性,获得白色和象牙黄的胶体;
步骤S5:在100~105℃的温度下烘干胶体,填充进柱状过滤纸内并密封。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种基于纳米纤维素材质的污水净化系统,其特征在于:包括沉淀罐,所述沉淀罐的前侧面中部连接有以利于污水流入沉淀罐内腔的污水管,所述内腔的上端固联有出水座,所述出水座的上、下两端分别设有出水腔和进水腔,所述进水腔的右侧壁连接有以利于内腔内的污水流入进水腔的进水管,所述进水管的进水端固联有滤芯管,所述滤芯管内装填有纳米纤维素材质的滤芯;所述进水腔内设有由电机驱动旋转的斜面柱,进水腔的顶面与出水腔的底面之间经由若干环形分布的竖向通孔连通,所述竖向通孔的下端滑动穿设有推动柱,所述推动柱的底部与斜面柱的顶部斜面相抵接,推动柱的中部设有上端与竖向通孔相连通的竖向通水孔,所述通水孔的下端侧壁环设有若干个与进水腔相通的径向吸水孔,通水孔的上端和竖向通孔的上端均设有以利于水体从下往上流动的单向阀。
2.根据权利要求1所述的基于纳米纤维素材质的污水净化系统,其特征在于:所述出水座的右端外侧壁设有控制柱,所述控制柱的内部沿其轴向设有上大下小的阶梯状导孔,所述导孔的下端开口与内腔相通,导孔内滑动穿设有一活塞杆,所述活塞杆伸入导孔的上端并固联有与导孔滑动连接的活塞,所述活塞的顶面与导孔的顶面之间设有用以驱动电机工作的触碰开关,所述活塞杆的下端伸出导孔并固联有浮板;所述控制柱的顶面设有与导孔相通的气孔。
3.根据权利要求2所述的基于纳米纤维素材质的污水净化系统,其特征在于:所述触碰开关包括触片A和触片B,所述触片A固联在活塞的顶面,所述触片B固联在导孔的顶面,触片A与触片B经一控制单元与电机的驱动电源电性连接,当触片A与触片B相接触时,控制单元控制驱动电源为电机供电,驱使电机工作。
4.根据权利要求1所述的基于纳米纤维素材质的污水净化系统,其特征在于:所述进水腔包括从下往上依次设置的且直径依次减小的端部轴承孔部、斜面柱腔室以及内部轴承孔部,所述端部轴承孔部内安装有端部轴承,所述内部轴承孔部内安装有内部轴承,所述斜面柱腔室与进水管连通,所述斜面柱的上端伸入斜面柱腔室内并与斜面柱腔室转动连接,斜面柱的下端与端部轴承的内圈固联;所述电机固定安装在出水座的底面,电机的电机轴沿竖向固定贯穿斜面柱的中部并与内部轴承的内圈固联。
5.根据权利要求1所述的基于纳米纤维素材质的污水净化系统,其特征在于:所述竖向通孔包括从上往下依次相通的单向阀孔部A、连接孔以及推动柱孔部,所述单向阀孔部A用于安装单向阀;所述连接孔的孔径小于推动柱孔部的孔径,所述推动柱伸入推动柱孔部内并与推动柱孔部滑动连接,推动柱的顶面与推动柱孔部的顶面之间抵接有阻力弹簧。
6.根据权利要求5所述的基于纳米纤维素材质的污水净化系统,其特征在于:所述通水孔的上端设有与单向阀孔部A的结构相同的单向阀孔部B,所述单向阀孔部A和单向阀孔部B的下端均呈锥形状;所述单向阀包括从上往下依次设置的固定板、连接弹簧以及堵头,所述固定板螺纹固定在单向阀孔部A或单向阀孔部B的上端,固定板的中部设有以利于水利流过的过水孔,所述堵头呈锥形状,用以堵住单向阀孔部A或单向阀孔部B的下端,堵头的顶面与固定板的底面之间抵接有连接弹簧。
7.根据权利要求1所述的基于纳米纤维素材质的污水净化系统,其特征在于:所述推动柱的底面设有半球形状的滚珠腔,所述滚珠腔内容置有一滚珠,所述滚珠的下端与斜面柱的顶部斜面相抵接。
8.根据权利要求1所述的基于纳米纤维素材质的污水净化系统,其特征在于:所述出水腔的上端螺接有环状的顶盖,所述顶盖的中部连接有与出水腔相连通的并以利于水体流出的出水管。
9.根据权利要求1所述的基于纳米纤维素材质的污水净化系统,其特征在于:所述沉淀罐为上端具有开口的且截面为直槽口形的柱状结构,沉淀罐的内腔前后侧面上端分别固联有弧形状的连接板,沉淀罐的后侧面下端连接有废水管;所述出水座为圆柱状且上端伸出沉淀罐的内腔,出水座的下端前后侧壁分别经螺钉与连接板固定连接。
10.一种基于纳米纤维素材质的污水净化系统滤芯材料制备工艺,其特征在于:包括采用权利要求1所述的纳米纤维素材质的滤芯,其制备步骤如下:
步骤S1:将15克棉纤维分散在250克质量百分浓度为65%的硫酸水溶液中,在45℃条件下进行单模聚焦微波辐射水解,单模聚焦微波辐射的功率为90~95W,辐射时间4~5分钟,得到水解液;
步骤S2:所得到的水解液中加入蒸馏水,使水解液稀释至10倍体积,再将稀释后的水解液在95000~9800rpm转速条件下离心分离4次;
步骤S3:取沉淀物进行透析3天,所用透析膜的截留分子量为8000;透析后经孔径为0.45微米的滤膜过滤,滤液经过200W的超声分散50分钟,得到稳定的棒状纳米纤维素纤维悬浮液,其中纳米纤维素纤维直径为6~9纳米,长度为120~280纳米;
步骤S4:纳米纤维素纤维悬浮液转移到透析袋中,并置于去离子水中浸泡,让硫酸分子透过,隔一段时间换水,检查水pH值,直到中性,获得白色和象牙黄的胶体;
步骤S5:在100~105℃的温度下烘干胶体,填充进柱状过滤纸内并密封。
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