CN111138017A - 一种纳米材料光催化降解污染物分离装置 - Google Patents

一种纳米材料光催化降解污染物分离装置 Download PDF

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王也铭
王琨
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Abstract

本发明涉及环保技术领域，尤其是一种纳米材料光催化降解污染物分离装置，包括气体分离机构和固液分离机构，其特征在于：所述气体分离机构安装在所述固液分离机构顶部，所述固液分离机构包括分离管道，所述分离管道一端安装有驱动电机，所述分离管道端面上安装有轴承座，所述驱动电机的输出轴通过所述轴承座延伸至所述分离管道内部，所述分离管道内部安装有隔板，通过驱动电机反向驱动螺旋推进桨叶，分离管道内的絮状固体被推动，并顺着出料阀门排出，从而完成对污水的固、液和气的分离。

Description

一种纳米材料光催化降解污染物分离装置
技术领域
本发明涉及环保技术领域，尤其涉及一种纳米材料光催化降解污染物分离装置。
背景技术
快速的工业发展是地球环境污染与破坏的重要原因，如何实现生态经济，使环境与经济友好发展是全世界所面临及亟待解决的重大问题。源头污染控制及末端污染控制技术是工业污染的两种重要治理技术，20世纪70年代后兴起的光催化氧化技术正是其中的一种新型绿色环保技术，其具有效率高、无二次污染、无毒等优点。20世纪70年代，Fjishima等首次报道了半导体TiO2光致分解H2O产生H2和O2，这是多相光催化从基础研究到应用研究的始祖及起源。经过约10年发展，到70年低后期及80年代初期，Cary等首次利用TiO2悬浮液在紫外光照射下降解有机污染物获得成功，这是光催化剂及其氧化技术第一次用于降解有机污染物的研究。其后的30年，各国学者对光催化原理及光催化制备、其污染物降解性能进行了大量的研究，使得光催化氧化技术成为了环境污染治理领域中的新概念及研究热点。
纳米光催化材料在环境污染治理中的研究与应用在环境污染治理方面，光催化氧化技术多应用于有机物氧化分解领域，主要是利用催化剂的特殊结构在相应波长光照下所激发出的电子将有机物降解为二氧化碳和水，部分无法降解纤维素会残留，在水中聚集，形成絮状的固态物质，水生生物误食后会导致死亡。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述的缺点，而提出的一种纳米材料光催化降解污染物分离装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种纳米材料光催化降解污染物分离装置，包括气体分离机构和固液分离机构，其特征在于：所述气体分离机构安装在所述固液分离机构顶部，所述固液分离机构包括分离管道，所述分离管道一端安装有驱动电机，所述分离管道端面上安装有轴承座，所述驱动电机的输出轴通过所述轴承座延伸至所述分离管道内部，所述分离管道内部安装有隔板，所述隔板中部通过开孔可转动的插装有第一转轴，所述第一转轴与所述隔板之间衬有密封垫圈，所述第一转轴一端通过缓冲结构与所述驱动电机的输出轴连接，所述第一转轴轴身上安装有螺旋推进桨叶，所述分离管道另一端安装有过滤机构。
优选的，所述气体分离机构包括搅拌罐，所述搅拌罐顶部竖直安装有伺服电机，所述搅拌罐内部竖直安装有第二转轴，所述第二转轴顶端与所述伺服电机的输出轴同轴线连接，所述第二转轴轴身上安装有多个搅拌桨叶，所述搅拌罐一侧连通进料管，所述搅拌罐另一侧顶部水平连通有出气管，所述搅拌罐底部两侧安装有加热器，所述搅拌罐底部与所述分离管道连通，在所述搅拌罐和所述分离管道连接处安装有电磁阀。
优选的，所述缓冲结构包括第一安装板、第二安装板、缓冲弹簧、调节螺栓和调节螺母，所述第一安装板安装在所述驱动电机的输出轴上，所述第二安装板安装在所述第一转轴端部上，所述调节螺栓通过开孔插装在所述第一安装板和所述第二安装板两侧，所述缓冲弹簧套设在所述调节螺栓上，所述调节螺母螺接在所述调节螺栓端部。
优选的，所述缓冲弹簧位于所述第一安装板和所述第二安装板之间，且所述缓冲弹簧始终处于压缩状态。
优选的，所述过滤机构包括滤芯、挡板、排水口和立柱，所述滤芯可滑动的设置在所述分离管道端部内，所述挡板安装在所述分离管道端面上，所述立柱竖直安装在所述滤芯中部，所述立柱的顶端贯穿所述滤芯并延伸至所述分离管道内部，所述立柱顶端安装有过滤结构。
优选的，所述过滤结构包括第一夹板、第二夹板和填料，所述第一夹板和所述第二夹板可滑动的设置在所述分离管道内部，所述填料填充在所述第一夹板和所述第二夹板之间，所述第一夹板和所述第二夹板上均开设有排水孔，所述第二夹板底面与所述立柱顶端连接。
优选的，在所述第一夹板和所述第二夹板之间安装有复位结构，所述复位结构包括复位弹簧、支撑板、第一活动杆和第二活动杆，所述支撑板分别安装在所述第一夹板和所述第二夹板上，所述复位弹簧竖直安装在所述支撑板之间，所述第二活动杆两端与所述第一活动杆铰接在一起，所述第一活动杆铰接在所述支撑板上。
本发明提出的一种纳米材料光催化降解污染物分离装置，有益效果在于：光催化降解后污水在搅拌罐内经过搅拌、加热后排出所溶解的气体，开启电磁阀进入分离管道内，启动驱动电机，螺旋推进桨叶将气体分离后的污水向分离管道的一端推动，经过滤机构过滤后，絮状的固体会留在分离管道内部，水分会被螺旋推进桨叶持续作用力挤出，再次通过驱动电机反向驱动螺旋推进桨叶，分离管道内的絮状固体被推动，并顺着出料阀门排出，从而完成对污水的固、液和气的分离。
附图说明
图1为本发明提出的一种纳米材料光催化降解污染物分离装置的结构示意图。
图2为本发明提出的一种纳米材料光催化降解污染物分离装置的缓冲结构的结构示意图。
图3为本发明提出的一种纳米材料光催化降解污染物分离装置的过滤机构的结构示意图。
图4为本发明提出的一种纳米材料光催化降解污染物分离装置的复位结构的结构示意图。
图中：搅拌罐1、伺服电机101、第二转轴102、搅拌桨叶103、进料管104、出气管105、加热器106、电磁阀107、分离管道2、出料阀门201、隔板202、驱动电机203、轴承座204、第一转轴205、螺旋推进桨叶206、密封垫圈207、第一安装板3、第二安装板301、缓冲弹簧302、调节螺栓303、调节螺母304、滤芯4、挡板401、排水口402、立柱403、复位弹簧5、支撑板501、第一活动杆502、第二活动杆503。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
参照图1-2，一种纳米材料光催化降解污染物分离装置，包括气体分离机构和固液分离机构，气体分离机构包括搅拌罐1，搅拌罐1顶部竖直安装有伺服电机101，搅拌罐1内部竖直安装有第二转轴102，第二转轴102顶端与伺服电机101的输出轴同轴线连接，第二转轴102轴身上安装有多个搅拌桨叶103，搅拌罐1一侧连通进料管104，搅拌罐1另一侧顶部水平连通有出气管105，搅拌罐1底部两侧安装有加热器106，搅拌罐1底部与分离管道2连通，在搅拌罐1和分离管道2连接处安装有电磁阀107，气体分离机构安装在固液分离机构顶部，固液分离机构包括分离管道2，分离管道2一端安装有驱动电机203，分离管道2端面上安装有轴承座204，驱动电机203的输出轴通过轴承座204延伸至分离管道2内部，分离管道2内部安装有隔板202，隔板202中部通过开孔可转动的插装有第一转轴205，第一转轴205与隔板202之间衬有密封垫圈207，第一转轴205一端通过缓冲结构与驱动电机203的输出轴连接，第一转轴205轴身上安装有螺旋推进桨叶206，分离管道2底部安装有出料阀门201，分离管道2另一端安装有过滤机构。光催化降解后污水在搅拌罐1内经过搅拌、加热后排出所溶解的气体，开启电磁阀107进入分离管道2内，启动驱动电机203，螺旋推进桨叶206将气体分离后的污水向分离管道2的一端推动，经过滤机构过滤后，絮状的固体会留在分离管道2内部，水分会被螺旋推进桨叶206持续作用力挤出，再次通过驱动电机203反向驱动螺旋推进桨叶206，分离管道2内的絮状固体被推动，并顺着出料阀门201排出，从而完成对污水的固、液和气的分离。
实施例2
在上述实施例1的基础上，本实施例对缓冲结构进行了优化，如图2所示，其中缓冲结构包括第一安装板3、第二安装板301、缓冲弹簧302、调节螺栓303和调节螺母304，第一安装板3安装在驱动电机203的输出轴上，第二安装板301安装在第一转轴205端部上，调节螺栓303通过开孔插装在第一安装板3和第二安装板301两侧，缓冲弹簧302套设在调节螺栓303上，调节螺母304螺接在调节螺栓303端部，缓冲弹簧302位于第一安装板3和第二安装板301之间，且缓冲弹簧302始终处于压缩状态。螺旋推进桨叶206在持续对持续累积在分离管道2内的絮状固体挤压时，会受到反向作用力，缓冲结构保护能够对其进行缓冲保护。
实施例3
在实施例1或实施例2的基础上，本实施例对过滤机构进行了优化，如图3-4所示，过滤机构包括滤芯4、挡板401、排水口402和立柱403，滤芯403可滑动的设置在分离管道2端部内，挡板401安装在分离管道2端面上，立柱403竖直安装在滤芯4中部，立柱403的顶端贯穿滤芯4并延伸至分离管道2内部，立柱403顶端安装有过滤结构。过滤结构包括第一夹板404、第二夹板405和填料407，第一夹板404和第二夹板405可滑动的设置在分离管道2内部，填料407填充在第一夹板404和第二夹板405之间，第一夹板404和第二夹板405上均开设有排水孔406，第二夹板405底面与立柱403顶端连接，在第一夹板404和第二夹板405之间安装有复位结构，复位结构包括复位弹簧5、支撑板501、第一活动杆502和第二活动杆503，支撑板501分别安装在第一夹板404和第二夹板405上，复位弹簧501竖直安装在支撑板501之间，第二活动杆503两端与第一活动杆502铰接在一起，第一活动杆501铰接在支撑板501上，过滤结构用于对一次分离后的污水进行过滤，将污水中的固体截留在分离管道2内。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种纳米材料光催化降解污染物分离装置，包括气体分离机构和固液分离机构，其特征在于：所述气体分离机构安装在所述固液分离机构顶部，所述固液分离机构包括分离管道(2)，所述分离管道(2)一端安装有驱动电机(203)，所述分离管道(2)端面上安装有轴承座(204)，所述驱动电机(203)的输出轴通过所述轴承座(204)延伸至所述分离管道(2)内部，所述分离管道(2)内部安装有隔板(202)，所述隔板(202)中部通过开孔可转动的插装有第一转轴(205)，所述第一转轴(205)与所述隔板(202)之间衬有密封垫圈(207)，所述第一转轴(205)一端通过缓冲结构与所述驱动电机(203)的输出轴连接，所述第一转轴(205)轴身上安装有螺旋推进桨叶(206)，所述分离管道(2)另一端安装有过滤机构。
2.根据权利要求1所述的一种纳米材料光催化降解污染物分离装置，其特征在于，所述气体分离机构包括搅拌罐(1)，所述搅拌罐(1)顶部竖直安装有伺服电机(101)，所述搅拌罐(1)内部竖直安装有第二转轴(102)，所述第二转轴(102)顶端与所述伺服电机(101)的输出轴同轴线连接，所述第二转轴(102)轴身上安装有多个搅拌桨叶(103)，所述搅拌罐(1)一侧连通进料管(104)，所述搅拌罐(1)另一侧顶部水平连通有出气管(105)，所述搅拌罐(1)底部两侧安装有加热器(106)，所述搅拌罐(1)底部与所述分离管道(2)连通，在所述搅拌罐(1)和所述分离管道(2)连接处安装有电磁阀(107)。
3.根据权利要求1所述的一种纳米材料光催化降解污染物分离装置，其特征在于，所述缓冲结构包括第一安装板(3)、第二安装板(301)、缓冲弹簧(302)、调节螺栓(303)和调节螺母(304)，所述第一安装板(3)安装在所述驱动电机(203)的输出轴上，所述第二安装板(301)安装在所述第一转轴(205)端部上，所述调节螺栓(303)通过开孔插装在所述第一安装板(3)和所述第二安装板(301)两侧，所述缓冲弹簧(302)套设在所述调节螺栓(303)上，所述调节螺母(304)螺接在所述调节螺栓(303)端部。
4.根据权利要求3所述的一种纳米材料光催化降解污染物分离装置，其特征在于，所述缓冲弹簧(302)位于所述第一安装板(3)和所述第二安装板(301)之间，且所述缓冲弹簧(302)始终处于压缩状态。
5.根据权利要求1所述的一种纳米材料光催化降解污染物分离装置，其特征在于，所述过滤机构包括滤芯(4)、挡板(401)、排水口(402)和立柱(403)，所述滤芯(403)可滑动的设置在所述分离管道(2)端部内，所述挡板(401)安装在所述分离管道(2)端面上，所述立柱(403)竖直安装在所述滤芯(4)中部，所述立柱(403)的顶端贯穿所述滤芯(4)并延伸至所述分离管道(2)内部，所述立柱(403)顶端安装有过滤结构。
6.根据权利要求5所述的一种纳米材料光催化降解污染物分离装置，其特征在于，所述过滤结构包括第一夹板(404)、第二夹板(405)和填料(407)，所述第一夹板(404)和所述第二夹板(405)可滑动的设置在所述分离管道(2)内部，所述填料(407)填充在所述第一夹板(404)和所述第二夹板(405)之间，所述第一夹板(404)和所述第二夹板(405)上均开设有排水孔(406)，所述第二夹板(405)底面与所述立柱(403)顶端连接。
7.根据权利要求6所述的一种纳米材料光催化降解污染物分离装置，其特征在于，在所述第一夹板(404)和所述第二夹板(405)之间安装有复位结构，所述复位结构包括复位弹簧(5)、支撑板(501)、第一活动杆(502)和第二活动杆(503)，所述支撑板(501)分别安装在所述第一夹板(404)和所述第二夹板(405)上，所述复位弹簧(501)竖直安装在所述支撑板(501)之间，所述第二活动杆(503)两端与所述第一活动杆(502)铰接在一起，所述第一活动杆(501)铰接在所述支撑板(501)上。
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