CN113582469B - 一种地下水光催化处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种地下水光催化处理装置,涉及水环境治理技术流域。所述的地下水光催化处理装置包括支撑平台、输水系统、轴承、过滤器、伞状支架、螺旋光催化通道、光催化灯、集水槽、太阳能发电系统、光电传感器和种植单元。本发明中设置了光电传感器和光催化灯,通过光电传感器和光催化灯,有效解决了阴雨天光线不足导致光催化剂无法有效降解的问题。本发明结构简单、全自动连续运行,操作方便,并且在运行的过程中采用清洁能源太阳能发电,无污染,对环境极为友好,具有较高的生态效益。
Description
技术领域
本发明涉及水环境治理技术流域,尤其是一种地下水光催化处理装置。
背景技术
随着科学和经济的发展,工业废水未达标排放,各种大气污染物通过降水进入地表,以及农作物种植过程中农药化肥的使用,造成了地下水严重的污染。地下水污染已成为制约和困扰我国可持续发展的一大障碍。
现有的污染地下水处理的方法主要有物理法、化学法、生物法等修复方法,每种方法都有优点和长处,也存在不足和缺陷。中国专利《一种地下水处理装置》(申请号:201920788465.6)公开了一种地下水处理装置,包括过滤网、絮凝剂板、牵引装置。解决了杂质凝结后不易从地下井中取出、导致对水质处理不彻底的技术问题,具有对水净化处理更加干净的优点。但该专利不具备去除水中有机物的功能,且该装置需要手动操作,效率较低。
中国专利《一种流域水体净化光催化装置》(申请号:201820965684.2)公开了一种流域水体净化光催化装置。其中,所述一种流域水体净化光催化装置是由栅格拦沙框架、固定浮台、光催化单元组成,主要用于流域水体净化,利用TiO2催化高级氧化技术将流域水体内有机物分解,从而净化水质。中国专利《一种微波紫外TiO2光催化装置》(申请号:201910001051.9)公开了一种微波紫外TiO2光催化装置,它包括微波发射结构、水腔室、微波紫外无极灯、曝气管道和排气管道,水腔室的外周设有微波发射结构,水腔室的一侧上部设有水流入口管路,水腔室的另一侧下部设有水流排出管路,水腔室的外侧下部设有曝气管道,曝气管道通过分支气管与水腔室的内部相通,水腔室的上部设有排气管道;所述水腔室的内部均布有非波材料支撑骨架,非波材料支撑骨架的外表面设有载TiO2的吸附性材料;所述水流入口管路上设有试剂加料管路,试剂加料管路与水流入口管路相通;该结构通过微波、紫外光和催化剂的协同作用,对于难降解有机物具有快速高效降解的处理效果。但是上述专利中的光催化剂都不能在可见光下发挥作用,需要人为制造紫外光源,在一定程度上限制了光催化剂的应用,操作也比较麻烦,并且会造成能源的浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:为克服上述专利存在的缺陷,本发明提供一种操作简单、投资较少的地下水光催化处理装置,适用于有机物含量较高的地下水处理。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种地下水光催化处理装置,其特征在于,包括支撑平台1、输水系统2、轴承3、过滤器4、伞状支架5、螺旋光催化通道6、光催化灯7、集水槽8、太阳能发电系统9、光电传感器10和种植单元11。
所述支撑平台1设置在地下水井的正上方,包括支撑板1-1,支腿1-2和固定支架1-3;所述支撑板1-1为矩形且支撑板1-1的正中心位置和其他位置开设有孔洞,正中心位置孔洞直径和竖直进水管2-2外直径相同,其他位置孔洞的孔径为1~5mm;所述支腿1-2固定于支撑板1-1背面;所述固定支架1-3设有若干根,固定支架1-3由角钢制成,固定支架1-3一端与支撑板1-1的边缘连接,并与支撑板1-1成45°夹角,另一端与竖直出水管2-3连接。
所述输水系统2包括变频泵2-1,竖直进水管2-2,竖直出水管2-3;所述变频泵2-1设置在支撑板1-1上,变频泵2-1通过导线与蓄电池9-2连接;所述竖直进水管2-2底端延伸至地下水井水面以下,上端穿过支撑板1-1正中心位置的孔洞并与变频泵2-1进水口连通;所述竖直出水管2-3底端与变频泵2-1出水口连通,竖直出水管2-3顶部向任意一侧折弯。
所述轴承3包括电机轴承3-1和从动轴承3-2;所述电机轴承3-1嵌套在竖直出水管2-3的中下部,通过导线与蓄电池9-2连接;所述从动轴承3-2嵌套在竖直出水管2-3的上部。
所述过滤器4设置在竖直进水管2-2底端并与竖直进水管2-2密封连接,包括粗滤层4-1、细滤层4-2和隔网;所述粗滤层4-1设置在过滤器4的底部,粗滤层4-1内填充有粗滤料,粗滤料粒径为5~10毫米;所述细滤层4-2设置在粗滤层4-1上方,细滤层4-2内填充有细滤料,细滤料粒径为1~5毫米;所述隔网设置在粗滤层4-1的底部、细滤层4-2的顶部和底部,隔网的孔径小于细滤料粒径。
所述伞状支架5设置在支撑平台1的上方,包括骨架5-1和斜撑5-2;所述骨架5-1的上端固定于从动轴承3-2的侧面,骨架5-1的中下部与对应斜撑5-2的一端连接;所述斜撑5-2的数量与骨架5-1的数量相匹配,斜撑5-2的一端固定在电机轴承3-1的侧面,另一端与对应骨架5-1的中下部连接。电机轴承3-1转动带动斜撑5-2转动,进而带动骨架5-1转动,整个伞状支架5转动继而带动从动轴承3-2转动。
所述螺旋光催化通道6固定在伞状支架5的骨架5-1上,包括台阶6-1、挡板6-2和回流管6-3;所述台阶6-1由高到低,螺旋连续环绕在伞状支架的骨架5-1上,台阶6-1设有若干级,包括踏面6-1-1和踢面6-1-2;所述台阶6-1的踏面6-1-1的设置与水平地面平行,踏面6-1-1上密集交替设有凹槽和滴水孔,凹槽内敷设有光催化剂,滴水孔采用流量为4L/h的滴头;所述台阶6-1的踢面的设置与水平地面垂直,踢面6-1-2上布设有凹槽,凹槽内敷设有光催化剂;所述挡板6-2为梯形,竖直设置在台阶6-1踏面6-1-1的两侧并与台阶6-1相连接,挡板6-2的高和踏面6-1-1短边相等并与踏面6-1-1的短边相互连接,挡板6-2的下底略高度于踢面6-1-2的短边并与踢面6-1-2的短边相连接;所述回流管6-3设置在螺旋光催化通道6的末端,回流管6-3一端与螺旋光催化通道6末端的台阶6-1连接,另一端延伸至地下水井的上方。
所述光催化灯7设置在伞状支架5的内部,固定在竖直出水管2-3的周围,包括灯架7-1和灯管7-2;所述灯架7-1为圆柱体结构,灯架7-1的上底面和下底面的四周以及上底面和下底面的中心开设有孔洞,四周孔洞的数量与灯管7-2数相等,中心孔洞孔径大小与竖直出水管2-3直径相等,四周孔洞孔径与灯管7-2直径相等;所述灯管7-2设置在灯架7-1上底面和下底面四周对应的孔洞内,灯管7-2通过导线与蓄电池9-2连接。
所述集水槽8固定在伞状支架5和从动轴承3-2的上部,且集水槽底部与从动轴承3-2连接,集水槽8为倒轮台状结构,集水槽8上方无盖,底部中心设有孔洞,孔径大小与竖直出水管2-3直径相等,集水槽8的底部还设有出水口8-1,出水口8-1与螺旋光催化通道6的首端的台阶6-1相连。
所述太阳能发电系统9设置在集水槽8的外壁,包括太阳能板9-1和蓄电池9-2;所述太阳能板9-1设置在集水槽8的外壁;所述蓄电池9-2设置在支撑平台1上。
所述光电传感器10设置在集水槽8的顶端,通过导线与光催化灯7连接;
所述种植单元11设置在地下水井的四周,包括土壤层11-1和种植层11-2;所述土壤层11-1设置在种植单元11的底部;所述种植层11-2与土壤层11-1相连接且位于土壤层11-1的上方,种植层11-2内设有多个通孔11-2-1用于固定植物。
所述的光催化剂制备步骤如下:
步骤一、MIL-101(Fe)的合成:将4mmol FeCl3·6H2O溶于80mL二甲基甲酰胺中并搅拌30min,然后加入4mmol对苯二甲酸搅拌10min。再向混合液中加入1mL乙酸搅拌1h,最后将混合物倒入100mL聚四氟乙烯衬里的高压釜中,在温度为110℃条件下加热20h。加热完成待高压反应釜自然冷却至室温后,过滤高压反应釜溶液,得到棕色固体。然后依次用热二甲基甲酰胺在4000r/min条件下和甲醇在3500r/min条件下将棕色固体分别离心洗涤3次,每次离心时间为5分钟,最后在60℃真空干燥箱中干燥12h得到MIL-101(Fe)。
步骤二、BiOI/MIL-101(Fe)的合成将1.25mmol Bi(NO3)3·5H2O和4.45g乙酸加入到40mL去离子水中称为混合物A。再将0.0303g MIL-101(Fe)和0.71mmol KI分散到25mL去离子水中,称为混合物B。随后将混合物A和混合物B混合后,在强磁力搅拌的条件下搅拌2h,然后将混合液倒入100mL聚四氟乙烯衬里的高压釜中,在温度为180℃条件下加热6h,待反应釜冷却至室温后,将沉淀物用去离子水和乙醇各洗涤3次,每次离心时间为5分钟,最后将样品在80℃烘箱中干燥12h后得到光催化剂。
采用上述地下水光催化处理装置进行水处理的方法的具体步骤是:
①首先,在太阳光照射下,太阳能发电系统9开始发电;
②电机轴承3-1通电后,电机轴承3-1带动伞状支架5转动,伞状支架5带动从动轴承3-2转动,然后从动轴承3-2带动集水槽8同步转动;
③变频泵2-1通电工作,地下水通过过滤器4对地下水进行过滤;
④过滤后的地下水被变频泵2-1从竖直进水管2-2中吸出地下水井,然后经过竖直出水管2-3进入集水槽8;
⑤然后地下水从集水槽8的出水口8-1流出进入螺旋光催化通道6;
⑥地下水依次流过螺旋光催化通道6内台阶6-1的踏面6-1-1和踢面6-1-2,踏面6-1-1和踢面6-1-2上凹槽内的光催化剂对下水中的有机物进行降解;
⑦一部分被净化的地下水从踏面上的6-1-1滴水孔流出,另一部分地下水则继续往下端的台阶6-1进一步被降解,未能及时从滴水孔流出的地下水通过回流管6-3回流至地下水井;
⑧从滴水孔留下的水到达种植单元11,种植单元11中的植物根系进一步对水中残余的有机物进行吸收,净化后的水渗透至地下。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
1.本发明中设置了光电传感器和光催化灯,通过光电传感器和光催化灯,有效解决了阴雨天光线不足导致光催化剂无法有效降解的问题。
2.本发明结构简单、全自动连续运行,操作方便,并且在运行的过程中采用清洁能源太阳能发电,无污染,对环境极为友好,具有较高的生态效益。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的具体实施例的结构示意图;
图2是本发明支撑平台的结构示意图;
图3是本发明过滤器的结构示意图;
图4是本发明螺旋光催化通道的结构示意图
图5是本发明光催化灯的结构示意图;
图6是本发明种植单元的结构示意图;
图1~图4中:1支撑平台,1-1支撑板,1-2支腿,1-3固定支架,2输水系统,2-1变频泵,2-2竖直进水管,2-3竖直出水管,3轴承,3-1电机轴承,3-2从动轴承,4过滤器,4-1粗滤层,4-2细滤层,5伞状支架,5-1骨架,5-2斜撑,6螺旋光催化通道,6-1台阶,6-1-1踏面,6-1-2踢面,6-2挡板,6-3回流管,7光催化灯,7-1灯架,7-2灯管,8集水槽,8-1出水口,9太阳能发电系统,9-1太阳能板,9-2蓄电池,10光电传感器,11种植单元,11-1土壤层,11-2种植层,11-2-1通孔。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例
如图1~图6所示,本发明的地下水光催化处理装置包括支撑平台1、输水系统2、轴承3、过滤器4、伞状支架5、螺旋光催化通道6、光催化灯7、集水槽8、太阳能发电系统9、光电传感器10和种植单元11。
所述支撑平台1设置在地下水井的正上方,包括支撑板1-1,支腿1-2和固定支架1-3;所述支撑板1-1由不锈钢板制成,支撑板1-1为矩形且支撑板1-1的中心位置开设有一个孔洞,孔洞直径和竖直进水管2-2外直径相同;所述支腿1-2设有四根,分别固定于支撑板1-1背面各个端点;所述固定支架1-3设有若干根,固定支架1-3由角钢制成,固定支架1-3一端与支撑板1-1的边缘连接,并与支撑板1-1成45°夹角,另一端与竖直出水管2-3连接。
所述输水系统2包括变频泵2-1,竖直进水管2-2,竖直出水管2-3;所述变频泵2-1设置在支撑板1-1上,变频泵2-1通过导线与蓄电池9-2连接;所述竖直进水管2-2底端延伸至地下水井水面以下,上端穿过支撑板1-1的孔洞并与变频泵2-1进水口连通;所述竖直出水管2-3底端与变频泵2-1出水口连通,竖直出水管2-3顶部向任意一侧折弯。
所述轴承3包括电机轴承3-1和从动轴承3-2;所述电机轴承3-1嵌套在竖直出水管2-3的中下部,通过导线与蓄电池9-2连接;所述从动轴承3-2嵌套在竖直出水管2-3的上部。
所述过滤器4设置在竖直进水管2-2底端并与竖直进水管2-2密封连接,包括粗滤层4-1、细滤层4-2和隔网;所述粗滤层4-1设置在过滤器4的底部,粗滤层4-1内填充有粗滤料,粗滤料粒径为5~10毫米;所述细滤层4-2设置在粗滤层4-1上方,细滤层4-2内填充有细滤料,细滤料粒径为1~5毫米;所述隔网设置在粗滤层4-1的底部、细滤层4-2的顶部和底部,隔网的孔径小于细滤料粒径。
所述伞状支架5设置在支撑平台1的上方,包括骨架5-1和斜撑5-2;所述骨架5-1由不锈钢管制成,设有若干根,骨架5-1的上端固定于从动轴承3-2的侧面;所述斜撑5-2由不锈钢管制成,斜撑5-2的数量与骨架5-1的数量相匹配,斜撑5-2的一端固定在电机轴承3-1的侧面,另一端与对应骨架5-1的中下部连接。
所述螺旋光催化通道6固定在伞状支架5的骨架5-1上,包括台阶6-1、挡板6-2和回流管6-3;所述台阶6-1由高到低,螺旋连续环绕在散装支架的骨架5-1上,台阶6-1设有若干级,包括踏面6-1-1和踢面6-1-2;所述台阶6-1的踏面6-1-1为矩形,踏面6-1-1的设置与水平地面平行,踏面6-1-1由有机玻璃制成,踏面6-1-1上密集交替设有凹槽和滴水孔,凹槽内敷设有光催化剂,滴水孔采用流量为4L/h的滴头;所述台阶6-1的踢面6-1-2为矩形,踢面6-1-2的设置与水平地面垂直,踢面6-1-2由有机玻璃制成,踢面6-1-2上布设有凹槽,凹槽内敷设有光催化剂;所述挡板6-2为梯形,设置在台阶6-1踏面6-1-1的两侧,挡板6-2由有机玻璃制成,挡板6-2的高和踏面6-1-1短边相等并踏面6-1-1的短边相互连接,挡板6-2的下底略高度于踢面6-1-2的短边并与踢面6-1-2的短边相连接;所述回流管6-3设置在螺旋光催化通道6的末端,回流管6-3一端与螺旋光催化末端连接,另一端延伸至地下水井的上方。
所述的光催化剂制备步骤如下:
步骤一、MIL-101(Fe)的合成:将4mmol FeCl3·6H2O溶于80mL二甲基甲酰胺中并搅拌30min,然后加入4mmol对苯二甲酸搅拌10min。再向混合液中加入1mL乙酸搅拌1h,最后将混合物倒入100mL聚四氟乙烯衬里的高压釜中,在温度为110℃条件下加热20h。加热完成待高压反应釜自然冷却至室温后,过滤高压反应釜溶液,得到棕色固体。然后依次用热二甲基甲酰胺在4000r/min条件下和甲醇在3500r/min条件下将棕色固体分别离心洗涤3次,每次离心时间为5分钟,最后在60℃真空干燥箱中干燥12h得到MIL-101(Fe)。
步骤二、BiOI/MIL-101(Fe)的合成将1.25mmol Bi(NO3)3·5H2O和4.45g乙酸加入到40mL去离子水中称为混合物A。再将0.0303g MIL-101(Fe)和0.71mmol KI分散到25mL去离子水中,称为混合物B。随后将混合物A和混合物B混合后,在强磁力搅拌的条件下搅拌2h,然后将混合液倒入100mL聚四氟乙烯衬里的高压釜中,在温度为180℃条件下加热6h,待反应釜冷却至室温后,将沉淀物用去离子水和乙醇各洗涤3次,每次离心时间为5分钟,最后将样品在80℃烘箱中干燥12h后得到光催化剂。
所述光催化灯7设置在伞状支架5的内部,固定竖直出水管2-3的周围,包括灯架7-1和灯管7-2;所述灯架7-1为圆柱体结构,灯架7-1的侧面由有玻璃制成,灯架7-1的上底面和下底面由不锈钢薄板制成,上底面和下底面的四周以及上底面和下底面的中心开设有孔洞,四周孔洞的数量与灯管7-2数相等,中心孔洞孔径大小与竖直出水管2-3直径相等,四周孔洞孔径与灯管7-2直径相等;所述灯管7-2设置在灯架7-1上底面和下底面四周对应的孔洞内,灯管7-2通过导线与蓄电池9-2连接。
所述集水槽8固定在伞状支架5和电机轴承3-1的上部,为倒轮台状结构,集水槽8由不锈钢板制成,集水槽8上方无盖,底部中心设有孔洞,孔径大小与竖直出水管2-3直径相等,集水槽8的底部还设有出水口8-1,出水口8-1与螺旋光催化通道6的首端相连。
所述太阳能发电系统9设置在集水槽8的外壁,包括太阳能板9-1和蓄电池9-2;所述太阳能板9-1设置在集水槽8的外壁;所述蓄电池9-2设置在支撑平台1上。
所述光电传感器10设置在集水槽8的顶端,通过导线与光催化灯7连接;
所述种植单元11设置在地下水井的四周,包括土壤层11-1和种植层11-2;所述土壤层11-1设置在种植单元11的底部;所述种植层11-2与土壤层11-1相连接且位于土壤层11-1的上方,种植层11-2内设有多个通孔11-2-1用于固定植物,通孔11-2-1由橡胶材料制成。
采用上述地下水光催化处理装置进行水处理的方法的具体步骤是:
①首先,在太阳光照射下,太阳能发电系统9开始发电;
②电机轴承3-1通电后,伞状支架5和集水槽8一起转动;
③变频泵2-1通电工作,地下水通过过滤器4对地下水进行过滤;
④过滤后的地下水被变频泵2-1从竖直进水管2-2中吸出地下水井,然后经过竖直出水管2-3进入集水槽8;
⑤然后地下水从集水槽8的出水口8-1流出进入螺旋光催化通道6;
⑥地下水依次流过螺旋光催化通道6内台阶6-1的踏面6-1-1和踢面6-1-2,踏面6-1-1和踢面6-1-2上凹槽内的光催化剂对下水中的有机物进行降解;
⑦一部分被净化的地下水从踏面上的6-1-1滴水孔流出,另一部分地下水则继续往下端的台阶6-1进一步被降解,未能及时从滴水孔流出的地下水通过回流管6-3回流至地下水井;
⑧从滴水孔留下的水到达种植单元11,种植单元11中的植物根系进一步对水中残余的有机物进行吸收,净化后的水渗透至地下。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (2)
1.一种地下水光催化处理装置,其特征在于,包括支撑平台(1)、输水系统(2)、轴承(3)、过滤器(4)、伞状支架(5)、螺旋光催化通道(6)、光催化灯(7)、集水槽(8)、太阳能发电系统(9)、光电传感器(10)和种植单元(11);
所述支撑平台(1)设置在地下水井的正上方,包括支撑板(1-1),支腿(1-2)和固定支架(1-3);所述支撑板(1-1)为矩形且支撑板(1-1)的正中心位置和其他位置开设有孔洞,正中心位置孔洞直径和竖直进水管(2-2)外直径相同,其他位置孔洞孔径为1-5mm;所述支腿(1-2)固定于支撑板(1-1)背面;所述固定支架(1-3)设有若干根,固定支架(1-3)由角钢制成,固定支架(1-3)一端与支撑板(1-1)的边缘连接,并与支撑板(1-1)成45°夹角,另一端与竖直出水管(2-3)连接;
所述输水系统(2)包括变频泵(2-1),竖直进水管(2-2),竖直出水管(2-3);所述变频泵(2-1)设置在支撑板(1-1)上,变频泵(2-1)通过导线与蓄电池(9-2)连接;所述竖直进水管(2-2)底端延伸至地下水井水面以下,上端穿过支撑板(1-1)正中心位置的孔洞并与变频泵(2-1)进水口连通;所述竖直出水管(2-3)底端与变频泵(2-1)出水口(8-1)连通,竖直出水管(2-3)顶部向任意一侧折弯;
所述轴承(3)包括电机轴承(3-1)和从动轴承(3-2);所述电机轴承(3-1)嵌套在竖直出水管(2-3)的中下部,通过导线与蓄电池(9-2)连接;所述从动轴承(3-2)嵌套在竖直出水管(2-3)的上部;
所述过滤器(4)设置在竖直进水管(2-2)底端并与竖直进水管(2-2)密封连接,包括粗滤层(4-1)、细滤层(4-2)和隔网;所述粗滤层(4-1)设置在过滤器(4)的底部,粗滤层(4-1)内填充有粗滤料,粗滤料粒径为5~10毫米;所述细滤层(4-2)设置在粗滤层(4-1)上方,细滤层(4-2)内填充有细滤料,细滤料粒径为1~5毫米;所述隔网设置在粗滤层(4-1)的底部、细滤层(4-2)的顶部和底部,隔网的孔径小于细滤料粒径;
所述伞状支架(5)设置在支撑平台(1)的上方,包括骨架(5-1)和斜撑(5-2);所述骨架(5-1)的上端固定于从动轴承(3-2)的侧面,骨架(5-1)的中下部与对应斜撑(5-2)的一端连接;所述斜撑(5-2)的数量与骨架(5-1)的数量相匹配,斜撑(5-2)的一端固定在电机轴承(3-1)的侧面,另一端与对应骨架(5-1)的中下部连接;
所述螺旋光催化通道(6)固定在伞状支架(5)的骨架(5-1)上,包括台阶(6-1)、挡板(6-2)和回流管(6-3);所述台阶(6-1)由高到低,螺旋连续环绕在伞状支架的骨架(5-1)上,台阶(6-1)设有若干级,包括踏面(6-1-1)和踢面(6-1-2);所述台阶(6-1)的踏面(6-1-1)的设置与水平地面平行,踏面(6-1-1)上密集交替设有凹槽和滴水孔,凹槽内敷设有光催化剂,滴水孔采用流量为4 L/h的滴头;所述台阶(6-1)的踢面(6-1-2)的设置与水平地面垂直,踢面(6-1-2)上布设有凹槽,凹槽内敷设有光催化剂;所述挡板(6-2)为梯形,竖直设置在台阶(6-1)踏面(6-1-1)的两侧并与台阶(6-1)相连接,挡板(6-2)的高和踏面(6-1-1)短边相等并与踏面(6-1-1)的短边相互连接,挡板(6-2)的下底略高度于踢面(6-1-2)的短边并与踢面(6-1-2)的短边相连接;所述回流管(6-3)设置在螺旋光催化通道(6)的末端,回流管(6-3)一端与螺旋光催化通道(6)末端的台阶(6-1)连接,另一端延伸至地下水井的上方;
所述光催化灯(7)设置在伞状支架(5)的内部,固定竖直出水管(2-3)的周围,包括灯架(7-1)和灯管(7-2);所述灯架(7-1)为圆柱体结构,灯架(7-1)的上底面和下底面的四周以及上底面和下底面的中心开设有孔洞,四周孔洞的数量与灯管(7-2)数相等,中心孔洞孔径大小与竖直出水管(2-3)直径相等,四周孔洞孔径与灯管(7-2)直径相等;所述灯管(7-2)设置在灯架(7-1)上底面和下底面四周对应的孔洞内,灯管(7-2)通过导线与蓄电池(9-2)连接;
所述集水槽(8)固定在伞状支架(5)和从动轴承(3-2)的上部,且集水槽底部与从动轴承连接,集水槽(8)为倒轮台状结构,集水槽(8)集水槽(8)上方无盖,底部中心设有孔洞,孔径大小与竖直出水管(2-3)直径相等,集水槽(8)的底部还设有出水口(8-1),出水口(8-1)与螺旋光催化通道(6)的首端的台阶(6-1)相连;
所述太阳能发电系统(9)设置在集水槽(8)的外壁,包括太阳能板(9-1)和蓄电池(9-2);所述太阳能板(9-1)设置在集水槽(8)的外壁;所述蓄电池(9-2)设置在支撑平台(1)上;
所述光电传感器(10)设置在集水槽(8)的顶端,通过导线与光催化灯(7)连接;
所述种植单元(11)设置在地下水井的四周,包括土壤层(11-1)和种植层(11-2);所述土壤层(11-1)设置在种植单元(11)的底部;所述种植层(11-2)与土壤层(11-1)相连接且位于土壤层(11-1)的上方,种植层(11-2)内设有多个通孔(11-2-1)用于固定植物。
2.根据权利要求1所述的一种地下水光催化处理装置,其特征在于,所述的光催化剂制备步骤如下:
步骤一、MIL-101(Fe)的合成:将4mmol FeCl3·6H2O溶于80mL二甲基甲酰胺中并搅拌30min,然后加入4mmol 对苯二甲酸搅拌10min;再向混合液中加入1mL乙酸搅拌1h,最后将混合物倒入100mL聚四氟乙烯衬里的高压反应釜中,在温度为110℃条件下加热20h;加热完成待高压反应釜自然冷却至室温后,过滤高压反应釜溶液,得到棕色固体;然后依次用热二甲基甲酰胺在4000r/min条件下和甲醇在3500r/min条件下将棕色固体分别离心洗涤3次,每次离心时间为5分钟,最后在60℃真空干燥箱中干燥12h得到MIL-101(Fe);
步骤二、BiOI/MIL-101(Fe)的合成将1.25mmol Bi(NO3)35H2O和4.45g乙酸加入到40mL去离子水中称为混合物A;再将0.0303g MIL-101(Fe)和0.71mmol KI分散到25mL去离子水中,称为混合物B;随后将混合物A和混合物B混合后,在强磁力搅拌的条件下搅拌2h,然后将混合液倒入100mL聚四氟乙烯衬里的高压反应釜中,在温度为180℃条件下加热6h,待反应釜冷却至室温后,将沉淀物用去离子水和乙醇各洗涤3次,每次离心时间为5分钟,最后将样品在80℃烘箱中干燥12h后得到光催化剂。
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