CN214263210U - 一种光催化降解土壤中抗生素的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及土壤修复技术领域，具体来说是一种光催化降解土壤中抗生素的装置，包括依次设置的预处理工作区和降解反应区，预处理工作区内设有切割室，切割室的底部设有筛网，筛网的下侧设有传送装置；降解反应区内设有喷撒设备。本实用新型同现有技术相比，其优点在于：土壤首先进入预处理工作区切割室中，高速旋转的转刀和定刀形成切割面，使得土壤粉碎，而后过200目筛网，并通过传送皮带进入降解反应区的弹簧振荡板；所述降解反应区内壁底部的所述弹簧振荡板可将样品、酸和催化剂混合均匀，所述紫外灯安装于弹簧振荡板上方10cm处，能有效实现对抗生素的去除，且本装置实用性能强，适用于推广使用。

Description

一种光催化降解土壤中抗生素的装置

技术领域

本实用新型涉及土壤修复技术领域，具体来说是一种光催化降解土壤中抗生素的装置。

背景技术

抗生素是由微生物(包括细菌、真菌等)或高等动植物在生命过程中产生的具有抵抗病原体功能的代谢产物，是可以干扰破坏微生物细胞的生长发育过程的化学物质。20世纪90年代后，科学家们将抗生素的范围扩大，主要用于治疗各种细菌感染和致病微生物感染类疾病，在人类健康及畜牧养殖等方面做出无可代替的作用。于此同时，抗生素的滥用造成的环境问题层出不穷，逐渐引起了国内外研究者的广泛关注。有研究表明，40％～90％的抗生素会以原药、代谢产物等形式排出体外，最后通过多种途径进入环境中，目前临床上使用的抗生素超过数百种，一般按照药物的结构式和基本原理将其归结为7大类：β-内酰胺类、磺胺类、大环内酯类、氨基糖苷类、喹诺酮类、和氯霉素类。

由于频繁不断的向环境中排放抗生素，会导致抗生素浓度在短时间内维持一定的浓度，营造出“假持久性”现象，而土壤环境是抗生素富集的一个重要场所。残留抗生素对生态环境和人体健康有着不容忽视的影响，而目前关于抗生素污染机理的研究尚未成熟，导致对环境中抗生素风险评估结果具有一定偏差，因此当下抗生素的降解仍是研究的重点。

目前，常常通过将待处理介质中的抗生素转移到另一种介质中来去除待处理介质中的抗生素，抗生素并未得到行之有效的去除，耗费成本高，且二次污染的风险高，需要加以改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，提供一种光催化降解土壤中抗生素的装置，对土壤中的抗生素进行去除。

为了实现上述目的，设计一种光催化降解土壤中抗生素的装置，包括依次设置的预处理工作区和降解反应区，所述的预处理工作区内设有切割室以用于对进入的土壤进行切割粉碎，所述的切割室的底部设有筛网，所述的筛网的下侧设有传送装置，以将所述的土壤输送至降解反应区；所述的降解反应区内设有喷撒设备，用于向土壤喷撒酸类物质和催化剂，以将土壤反应条件调整成酸性，且所述的降解反应区内设有紫外灯，用于提供光照。

优选地，所述预处理反应区远于所述的降解反应区的顶部设有进土口，所述的进土口的下侧设有所述的切割室。

优选地，所述切割室内设有切割机构，所述切割机构包括切割刀，所述的切割刀包括定刀和转刀，所述的转刀与驱动机构相连并能在驱动机构的驱动下旋转。

优选地，所述的定刀为三角形，所述的转刀为月牙形。

优选地，相邻的两片所述的转刀相互垂直。

优选地，所述的筛网的孔径为200目。

优选地，所述的降解反应区内在所述的传送装置的后侧设有弹簧振荡板，用于承载和振动由传送装置输入的土壤。

优选地，所述的紫外灯设置于所述的弹簧振荡板的上方，所述的降解反应区内涂有反光材料。

优选地，在所述的降解反应区内沿着所述的土壤的前进方向设有所述的喷撒设备，所述的喷撒设备包括若干酸类喷头和若干催化剂喷头，所述的酸类喷头与酸桶连接，所述的催化剂喷头与催化桶连接，以向预处理后的土壤喷洒酸类物质和催化剂。

优选地，所述的酸类喷头为圆形喷头，所述的催化剂喷头为三角形喷头。

实用新型的有益效果

本实用新型同现有技术相比，组合结构简单可行，易于安装与拆卸，其优点在于：便于制作，装置占地面积小，处理高效，反应条件温和，且无二次污染，操作简便易行，装置包括预处理工作区和降解反应区，土壤首先进入预处理工作区切割室中，高速旋转的转刀和定刀形成切割面，使得土壤粉碎，而后过200目筛网，并通过传送皮带进入降解反应区的弹簧振荡板；所述降解反应区内壁底部的所述弹簧振荡板可将样品、酸和催化剂混合均匀，所述紫外灯安装于弹簧振荡板上方10cm处，能有效实现对抗生素的去除，且本装置实用性能强，适用于推广使用。

附图说明

图1示例性示出一种光催化降解土壤中抗生素的装置的剖面图。

图2示例性示出一种光催化降解土壤中抗生素的装置的俯视图。

图中：1-进土口，2-定刀，3-转刀，4-筛网，5-传送皮带，6-弹簧振荡板， 7-催化剂喷头，8-酸类喷头，9-催化桶，10-紫外灯，11-酸桶，12-微型泵，13- 电机，14-出土口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施方式提供一种光催化降解土壤中抗生素的装置，包括预处理工作区和降解反应区，预处理工作区与降解反应区前后依次连接，以下结合附图对其做进一步的示例说明。

参见图1和图2所示，本实施方式中设有以密闭的处理空间，所述的处理空间的分为前后依次设置的预处理工作区和降解反应区，在所述预处理反应区远于所述的降解反应区的顶部设有进土口，所述的进土口的下侧设有切割室，所述切割室内连接有切割机构，以通过高速旋转的切割机构形成切割面，完成对土壤的切割粉碎，并且，在所述的切割室的底部安设有筛网，并在所述的筛网的下方安设有传送皮带，以将切割后的土壤向降解反应区运送。

在一个优选地实施方式中，所述切割机构包括切割刀，所述的切割刀包括定刀和转刀，所述的转刀与驱动机构，如电机，相连接并能在驱动机构的驱动下高速旋转。例如，在本实施方式中，切割室内设有两片定刀和四片可高速旋转的转刀，转刀和定刀形成切割面以完成对土壤的切割破碎，并且所述定刀位于转刀后侧，两种类型的刀片之间的间距不超过0.02mm。进一步地，所述两片定刀对称设置，例如对称设置于切割刀固定轴的左上侧和右下侧，所述的定刀优选为三角形，所述的转刀优选为月牙形，相邻的两片转刀相互垂直，即沿周向均匀的设有所述的四片转刀。

在一个优选地实施方式中，所述的切割室底部所设置的筛网的孔径为200 目，预处理后的土壤经过所述的200目筛网后下落至传送皮带。

经过切割粉碎的土壤由传送皮带运输至降解反应区，在所述的传送皮带的后侧设有的所述降解反应区的内壁底部安装弹簧振荡板，所述的弹簧振荡板的后侧设有出土口，所述的土壤能通过传送皮带被依次向前推送至弹簧振荡板上，并在后续土壤的推动下使得前侧的土壤继续向前运动并从出土口离开降解反应区。在本实施方式中，所述的弹簧振荡板包括振动板、与所述的振动板相连的振动电机和若干弹簧，所述的弹簧连接于所述的振动板和所述的降解反应区的底部内壁之间，所述的振动电机能驱动所述的振动板振动以将样品、酸类以及催化剂振荡混合均匀。

在一个优先的实施方式中，在所述的弹簧振荡板上方处安装有紫外灯，用于反应时提供光照，所述的紫外灯固定于降解反应区内壁，约在弹簧振荡板上方10cm处。并且，在所述的降解反应区的内壁还涂有反光材料。

同时，在所述的降解反应区内沿着所述的土壤的前进方向设有喷撒设备，用于喷洒酸类物质和催化剂，以将土壤反应条件调整成酸性。例如，所述降解反应区的外壁安装酸桶和催化桶，分别内置酸类物质和催化剂。例如，所述酸桶内放置酸类溶液，所述催化桶放置粉末状催化剂。同时，在所述的降解反应区的内壁顶部在所述的弹簧振荡板的上侧分别安装有若干酸类喷头和催化剂喷头，所述的酸类喷头通过管道与酸桶连接，所述的催化剂喷头通过管道与催化桶连接，所述的管道上分别设有微型泵以用于抽取酸类物质和催化剂，并分别通过酸类喷头和催化剂喷头喷洒于预处理后的土壤上。在一个实施方式中，沿所述的土壤的前进方向，依次设有若干所述的催化剂喷头和酸类喷头；所述的酸类喷头为圆形喷头，所述的催化剂喷头为三角形喷头。

实施例

请参阅图1至图2，所述的一种光催化降解土壤中抗生素的装置的使用方法包括以下步骤。

步骤一，样品保持干燥状态，由顶部进土口进入预处理工作区的切割室，高速旋转的转刀和定刀形成切割面，由电机驱使转动，可高效、快速、均匀地粉碎土壤颗粒。

步骤二，切割后的土壤过200目筛网，通过传送皮带由预处理工作区进入降解反应区。

步骤三，降解反应区外壁安装酸桶，内置酸类溶液，所述酸类溶液由微型泵抽取，通过顶壁的圆形喷头喷洒至土壤样品上，调节土壤样品的pH在4～5.6 之间，酸性条件更有利于光催化反应的进行。

步骤四，降解反应区外壁安装催化桶，内置催化剂，所述催化剂由微型泵抽取，通过顶壁的三角形喷头喷洒至土壤样品。同时打开弹簧振荡板，通过振荡将样品和催化剂混合均匀，提高传质效率。

步骤五，降解反应区内壁涂有反光材料，紫外灯工作后，反光材料可以保证增大光照面积，使反应更加彻底更加充分。

步骤六，降解反应结束后，经过处理的土壤通过出样口取出。

Claims (10)

1.一种光催化降解土壤中抗生素的装置，其特征在于包括依次设置的预处理工作区和降解反应区，所述的预处理工作区内设有切割室以用于对进入的土壤进行切割粉碎，所述的切割室的底部设有筛网，所述的筛网的下侧设有传送装置，以将所述的土壤输送至降解反应区；所述的降解反应区内设有喷撒设备，用于向土壤喷撒酸类物质和催化剂，以将土壤反应条件调整成酸性，且所述的降解反应区内设有紫外灯，用于提供光照。

2.如权利要求1所述的光催化降解土壤中抗生素的装置，其特征在于所述预处理反应区远于所述的降解反应区的顶部设有进土口，所述的进土口的下侧设有所述的切割室。

3.如权利要求1或2所述的光催化降解土壤中抗生素的装置，其特征在于所述切割室内设有切割机构，所述切割机构包括切割刀，所述的切割刀包括定刀和转刀，所述的转刀与驱动机构相连并能在驱动机构的驱动下旋转。

4.如权利要求3所述的光催化降解土壤中抗生素的装置，其特征在于所述的定刀为三角形，所述的转刀为月牙形。

5.如权利要求3所述的光催化降解土壤中抗生素的装置，其特征在于相邻的两片所述的转刀相互垂直。

6.如权利要求1所述的光催化降解土壤中抗生素的装置，其特征在于所述的筛网的孔径为200目。

7.如权利要求1所述的光催化降解土壤中抗生素的装置，其特征在于所述的降解反应区内在所述的传送装置的后侧设有弹簧振荡板，用于承载和振动由传送装置输入的土壤，所述的弹簧振荡板包括振动板、与所述的振动板相连的振动电机和若干弹簧。

8.如权利要求7所述的光催化降解土壤中抗生素的装置，其特征在于所述的紫外灯设置于所述的弹簧振荡板的上方，所述的降解反应区内涂有反光材料。

9.如权利要求1所述的光催化降解土壤中抗生素的装置，其特征在于在所述的降解反应区内沿着所述的土壤的前进方向设有所述的喷撒设备，所述的喷撒设备包括若干酸类喷头和若干催化剂喷头，所述的酸类喷头与酸桶连接，所述的催化剂喷头与催化桶连接，以向预处理后的土壤喷洒酸类物质和催化剂。

10.如权利要求9所述的光催化降解土壤中抗生素的装置，其特征在于所述的酸类喷头为圆形喷头，所述的催化剂喷头为三角形喷头。

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