CN217947868U - 一种PPCPs水污染净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种PPCPs水污染净化装置，其装置包括本体和盖合在本体上的上盖，所述本体内形成有内腔；所述内腔设置有进水口和排水口，所述上盖朝向所述内腔一侧安装有光催化装置，所述内腔底部安装有搅拌器以及氧化剂喷液装置，所述氧化剂喷液装置内安装有PMS氧化剂，用于向所述内腔内定量喷射氧化剂；所述内腔内设置有pH检测计和投液口；所述光催化装置包括紫外线UV灯。本实用新型通过UV均相催化氧化技术，通过定量喷射PMS氧化剂以及对待净化溶液进行pH值控制，实现PPCPs污染物的高效降解。

Description

一种PPCPs水污染净化装置

技术领域

本实用新型涉及水处理设备，具体涉及一种PPCPs水污染净化装置。

背景技术

近年来，随着世界经济的快速发展，化学类药品的种类及产量均有很大提升。药品及个人护理品(Pharmaceutical and Personal Care Products， PPCPs)是新兴污染物的代表，包括各种抗生素、医疗用药、杀菌剂、洗涤剂等。PPCPs具有生产消费量大、种类繁多、污染范围广且在水环境中具有持久性等特点。近年来，中国已成为世界上制药原料药最大的生产国和出口国，其消费量也远远高于其他国家。药物已知化合物种类超过3000多种，原料药品全世界年产量突破20万吨，个人护理品已知化合物种类也达到上千种，全世界年产量超过10万吨随着世界各国对水资源安全性关注的增加，PPCPs作为新兴污染物逐渐受到关注。

未完全消耗的PPCPs可以通过人和动物的排泄物和垃圾进入环境，通过污水处理厂和垃圾填埋场的处理进入地表水、地下水甚至饮用水。并且， PPCPs还可通过排泄物转移到农业用地，最终转移到地表水甚至人类食物链中，除了对水生生物具有一定的危害外，PPCPs还会在水生生物体内蓄积，或通过农田灌溉污染土壤，使农作物富集一定浓度的药物，并通过食物链进入人体，从而对人体健康产生危害。PPCPs能进入细胞核与DNA 结合，引起致癌、致畸、致突变等效应危害人体健康，因此现亟需一种高效实用的PPCPs水污染净化装置。

传统污水处理工艺处理PPCPs的效能不高，而高级氧化法(Advanced OxidationProcesses，AOPs)对PPCPs具有很高的降解效率，高级氧化技术分为芬顿(Fenton)氧化法、超声氧化法、臭氧氧化法和光催化氧化法等。相比前面的几种氧化法，紫外(Ultraviolet，UV)氧化法更为经济高效，对环境影响较小。因此可以设计一款净化装置，通过氧化剂使用量、水质pH值等对PPCPs降解的影响，来提高PPCPs的降解效率。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供一种PPCPs水污染净化装置，利用UV紫外线均相催化氧化技术对污染物进行降解；本装置通过对水质环境pH值和氧化剂使用量的调节，能够提高PPCPs的降解效率。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种PPCPs水污染净化装置，其装置包括本体和盖合在本体上的上盖，所述本体内形成有内腔，所述内腔用于盛放PPCPs污染水源；所述内腔设置有进水口和排水口，所述上盖朝向所述内腔一侧安装有光催化装置，所述内腔底部安装有搅拌器以及氧化剂喷液装置，所述氧化剂喷液装置内安装有PMS氧化剂，用于向所述内腔内定量喷射氧化剂；所述内腔内设置有pH检测计和投液口；所述光催化装置包括紫外线UV灯，紫外线UV灯的波长为365nm。本装置通过UV 均相催化氧化技术，通过氧化剂喷液装置定量喷射氧化剂以及对溶液进行 pH值控制，实现PPCPs污染物的高效降解。

进一步的，所述装置还包括用于连接所述光催化装置、所述搅拌器和氧化剂喷液装置的电源。

进一步的，所述电源为蓄电池。

进一步的，所述内腔内的待净化溶液的pH值控制在2-4；待净化溶液内的PMS氧化剂溶液浓度控制在0.003±0.001mol/L。通过实验发现，将pH 值控制在酸性环境下，有利于提高PPCPs的降解效率；所述投液口用以向所述内腔内的溶液投加盐酸，从而控制溶液的pH值。

进一步的，所述光催化装置还包括套装在所述紫外线UV灯外的透明外壳；所述透明外壳为纯石英外壳。所述紫外线UV灯由纯石英外壳包裹，透光性强，大大提高了紫外灯的利用效率。

进一步的，所述本体和所述上盖上分别设置有导线通道；所述电源通过所述导线通道内的线缆连接光催化装置、所述搅拌器和氧化剂喷液装置。

进一步的，所述搅拌器包括搅拌电机座和搅拌叶片。通过搅拌电机座内的搅拌电机带动所述搅拌叶片转动。

进一步的，所述装置还设置有污染物监测单元，用于监测污染物的降解情况。

进一步的，所述进水口和所述排水口处设置有电磁阀和滤网。

进一步的，所述光催化装置可拆卸安装在所述上盖内侧。

进一步的，所述电源安装在所述本体或所述上盖上。

做为本实施例的一种改进，所述上盖是翻转盖合在所述本体上的，所述电源安装在所述上盖上。

做为本实施例的另一种改进，所述上盖可拆卸盖合在所述本体上，所述电源安装在所述本体；所述上盖的下端面和所述本体上端面分别对应设置有用于电性导通的导电触头，使所述电源与所述上盖的光催化装置电性导通。

(三)有益效果

本实用新型PPCPs水污染净化装置相比现有技术而言，具备如下优点： 1)、通过UV紫外线均相催化氧化技术，实现PPCPs污染物的降解；且通过氧化剂喷液装置定量喷射PMS氧化物，可以控制PMS的溶液浓度；2)、设置有pH检测计和投液口，用以将待净化溶液的pH值控制在2-4左右，有利于提高PPCPs污染物的降解效率；3)、通过设置搅拌器，使氧化剂喷液装置的PMS氧化剂能够与污染物充分混合接触；4)、可以智能监测污染物的降解程度，从而判断氧化剂喷液装置对于PMS氧化剂的输出量，控制进水口和排水口的打开和关闭等。本装置有助于提高PPCPs污染物的降解效率，整体实用性强，使用安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型实的立体图；

图2为本实用新型实施例一上盖打开时的立体图；

图3为本实用新型光催化装置的立体图；

图4为本实用新型实施例一搅拌器的立体图；

图5为本实用新型实施例二的立体图；

图6为本实用新型实施例二的结构示意简图；

图7为本实用新型实施例三的立体图；

图8为本实用新型实施例四的立体图；

其中：1为装置、101为本体、102为上盖、103为内腔、104为进水口、105为出水口、106为导线通道、107为投液口、2为光催化装置、201 为紫外线UV灯、202为透明外壳、3为搅拌器、301为搅拌电机座、302 为搅拌叶片、4为氧化剂喷液装置、5为电源。

具体实施方式

实施例一：

参阅图1～图4，本实施例提供一种PPCPs水污染净化装置，其装置1 包括本体101和盖合在本体101上的上盖102，本体101内形成有内腔103，内腔103用于盛放PPCPs污染水源；内腔103设置有进水口104和排水口 105，上盖102朝向内腔103一侧安装有光催化装置2，内腔103底部安装有搅拌器3以及氧化剂喷液装置4，氧化剂喷液装置4内安装有PMS(过一硫酸盐，Peroxomonosulfate)氧化剂，用于向内腔103内定量喷射氧化剂；内腔103内设置有pH检测计(未在图中示出)和投液口107，投液口 107用以向内腔103内的溶液投加盐酸，从而控制溶液的pH值；pH检测计用以检测内腔103内溶液的pH值；其中光催化装置2包括紫外线UV 灯201，需要指出的是，本申请的光催化装置2优选采用波长为365nm的紫外线灯。装置1还包括用于连接光催化装置2、搅拌器3和氧化剂喷液装置4的电源5。其中，电源5为蓄电池。

本实施例基于UV紫外线均相催化氧化技术，使PMS中的过硫酸氢根在UV的激发下产生强氧化性的自由基(SO₄ ^-和OH)，从而高效降解污染物。而现有大部分研究人员多以纳米TiO₂等细小颗粒作为紫外线活化的氧化剂，其细小颗粒在水中很难沉淀，不易去除，会导致二次污染的发生。

参阅图3，光催化装置2还包括套装在紫外线UV灯201外的透明外壳202；透明外壳202为纯石英外壳。紫外线UV灯201由纯石英外壳包裹，透光性强，大大提高了紫外灯的利用效率。

参阅图2，本体101和上盖102上分别设置有导线通道106；电源5通过导线通道106内的线缆连接光催化装置2、搅拌器3和氧化剂喷液装置4。

参阅图2和图4，搅拌器3包括搅拌电机座301和搅拌叶片302。通过搅拌电机座301内的搅拌电机带动搅拌叶片302转动，通过设置搅拌器3，使氧化剂喷液装置4的PMS氧化剂与污染物充分接触。参阅图2，在本实施例中，本体101的搅拌器3和氧化剂喷液装置4是分开设置的。

其中，本实施例附图仅给出了氧化剂喷液装置4的结构示意简图，其结构可以为定量泵等能定量控制喷液量的装置，其具体结构不在本实施例中赘述。通过氧化剂喷液装置4，使待净化溶液内的PMS氧化剂溶液浓度控制在0.003±0.001mol/L；在本实施例中，PMS氧化剂溶液浓度控制在 0.003mol/L。

其中，装置1还设置有污染物监测单元(未在附图中示出)，用于监测污染物的降解情况；在本实施例中污染物监测单元可以设置在搅拌电机座 301或者可以直接设置在搅拌叶片302上；在本实施例中电源5一侧还设置有控制单元(未在附图中示出)。设置污染物监测单元目的在于可以根据降解情况，从而可以通过控制单元控制PMS氧化剂喷液装置4的输出量，可以通过pH检测计检测到的pH值来判断是否需要向内腔103内的溶液投加盐酸；可以控制进水口104和排水口105的打开和关闭。

其中，进水口104和排水口105处设置有电磁阀和滤网。在本实施例中，光催化装置2可拆卸安装在上盖102内侧。

电源5可以是安装在本体101或上盖102上；参阅图2，本实施例的上盖102是翻转盖合在本体101上的，便于本体101和上盖102之间线缆走线布局；电源5安装在上盖102上。

本装置通过UV均相催化氧化技术，通过氧化剂喷液装置4定量喷射氧化剂以及对溶液进行pH值控制，实现PPCPs污染物的高效降解。内腔 103内的待净化溶液的pH值控制在2-4，优选pH值为3。

通过实验发现，初始浓度为20mg/L的甲硝锉(MNZ)、卡马西平(CBZ) 和扑热息痛(APAP)三款PPCPs污染物为例，均在pH3时降解率最佳，降解率分别为87.98％，82.32％和23.77％，因此，将pH值控制在酸性环境下，尤其是pH值为3的酸性环境下，有利于提高PPCPs的降解效率。

实施例二：

参阅图5和图6，本实施例与实施例一的区别在于：上盖102可拆卸盖合在本体101上，电源5是安装在本体101侧端的；上盖102与本体101 可拆卸因此需要考虑本体101的电源5与上盖102的光催化装置2如何电性导通的问题；本实施例是通过在上盖102的下端面和本体101上端面分别对应设置有用于电性导通的导电触头，使电源5与上盖102的光催化装置2电性导通。

实施例三：

参阅图7，本实施例与实施例一或实施例二的区别在于：氧化剂喷液装置4安装在搅拌电机座301上，其不与搅拌叶片302同步转动。

实施例四：

参阅图8，本实施例的上盖102同样是可拆卸盖合在本体101上的，其与实施例二的区别在于：本实施例采用明线走线的方式，即取下上盖102 后，其上盖102仍通过线缆与本体101的电源5连接。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种PPCPs水污染净化装置，其装置(1)包括本体(101)和盖合在本体(101)上的上盖(102)，所述本体(101)内形成有用于净化污染物用的内腔(103)，所述内腔(103)设置有进水口(104)和排水口(105)，其特征在于，所述上盖(102)朝向所述内腔(103)一侧安装有光催化装置(2)，所述内腔(103)底部安装有搅拌器(3)以及氧化剂喷液装置(4)，所述氧化剂喷液装置(4)内安装有PMS氧化剂，用于向所述内腔(103)内定量喷射氧化剂；所述光催化装置(2)包括紫外线UV灯(201)；所述内腔(103)内设置有pH检测计和投液口(107)。

2.如权利要求1所述的PPCPs水污染净化装置，其特征在于，所述装置(1)还包括用于连接所述光催化装置(2)、所述搅拌器(3)和氧化剂喷液装置(4)的电源(5)，所述电源(5)为蓄电池。

3.如权利要求1所述的PPCPs水污染净化装置，其特征在于，所述内腔(103)内的待净化溶液的pH值控制在2-4；待净化溶液内的PMS氧化剂溶液浓度控制在0.003±0.001mol/L，所述紫外线UV灯(201)的波长为365nm。

4.如权利要求1所述的PPCPs水污染净化装置，其特征在于，所述光催化装置(2)还包括套装在所述紫外线UV灯(201)外的透明外壳(202)；所述透明外壳(202)为纯石英外壳。

5.如权利要求2所述的PPCPs水污染净化装置，其特征在于，所述本体(101)和所述上盖(102)上分别设置有导线通道(106)；所述电源(5)通过所述导线通道(106)内的线缆连接光催化装置(2)、所述搅拌器(3)和氧化剂喷液装置(4)。

6.如权利要求1所述的PPCPs水污染净化装置，其特征在于，所述搅拌器(3)包括搅拌电机座(301)和搅拌叶片(302)。

7.如权利要求1所述的PPCPs水污染净化装置，其特征在于，所述装置(1)设置有污染物监测单元，用于监测污染物的降解情况。

8.如权利要求1-7任一项所述的PPCPs水污染净化装置，其特征在于，所述进水口(104)和所述排水口(105)处分别设置有电磁阀和滤网；所述光催化装置(2)可拆卸安装在所述上盖(102)内侧。

9.如权利要求2所述的PPCPs水污染净化装置，其特征在于，所述上盖(102)翻转盖合在所述本体(101)上，所述电源(5)安装在所述上盖(102)上。

10.如权利要求5所述的PPCPs水污染净化装置，其特征在于，所述上盖(102)可拆卸盖合在所述本体(101)上，所述电源(5)安装在所述本体(101)。

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