专利名称：太阳能净化设备的制作方法
技术领域：
本发明是一种用于处理地表水的太阳能净化设备。
目前，净化处理地表水有传统净化法和直接净化法。受技术限制，我国一般采用传统净化法，它有截污和清淤两种，这两种传统方法存在很大的局限性一方面截污后集中建设污水处理厂的费用和运行成本极高，且装置庞大，能量消耗多，水处理效率低，不易推广，致使我国城市的污水集中处理率只有10％多，要达到日本目前处理率60％的水平至少需要多年的努力，这一现状决定了我国地表水严重污染的状况在短期内还不能消除；另一方面，即使对地表水进行了彻底的截污和清淤，汇水区土壤中的有机污染物随雨水的流入极易造成水体的二次污染；而且，截污和清淤不可能一劳永逸地解决地表水的污染问题。
在一些发达国家如日本国内，多采用比上述传统方法更经济、有效的直接净化法，它主要是把河床、湖泊当作天然的处理池，将填料和曝气设备设置其中，就近净化水体。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是这样的本发明提供的净化设备，包括抽水泵、太阳能光电转换器、臭氧发生器、催化反应器。臭氧发生器通过导气管连通文丘里管。文丘里管的两端分别连通抽水泵、催化反应器。抽水泵和催化反应器分别装有进水管、排水管，其下端伸入需净化的地表水水体中。太阳能光电转换器与固定在净化设备外壳上的太阳能电池板连接。
本发明利用太阳能转变的电能作为动力带动上述净化设备运行，对地表水进行催化氧化反应或光催化氧化反应，吸收尾气，制得净化水。
本发明具有如下主要优点`其一.节能用太阳能替代电能，可减少运行成本。
其二.根据河床、湖泊、公园等处水质状况，可灵活进行持续或间歇式工作。
其三.具有较好的普适性，适用于低浓度污染物的治理，对水体中难降解的有毒、有害、有机物的降解尤为有效，反应彻底，能完全矿化有机物，有效氧化有机物。在处理过程中，可阻止有机氯化物的生成，无二次污染。
其四.本设备处理效率高，可杀菌增氧，改善水的色度、味觉和嗅觉，提高水体质量。
其五.所使用的催化剂价廉，易得，且在许多介质中表现出很好的稳定性。
其六.结构简单，便于操作、维修和推广。
其七.设备美观新颖，可作景观之用。
附图是本发明的结构示意图。
如图所示太阳能净化设备包括抽水泵6、太阳能光电转换器7、臭氧发生器10、催化反应器11等装置，这些装置可安装在净化设备外壳5内，以增加整个设备的美观。其中，臭氧装置通过导气管8连通文丘里管9，文丘里管的两端分别连通抽水泵6、催化反应器11，抽水泵和催化反应器分别装有进水管4、排水管13，其下端伸入需净化的地表水水体1中，太阳能光电转换器与固定在净化设备外壳5上的太阳能电池板14连接。
上述进水管4下端的底阀3位于过滤网2内，过滤网位于地表水水体1中。太阳能光电转换器7内，设有太阳能蓄电池和光电转换控制柜。催化反应器11是催化氧化反应器或光催化氧化反应器。
本发明用太阳能转变的电能驱动上述净化设备，对河床、湖泊、公园等处地表水直接进行净化，其步骤包括a.太阳能电池板14吸收太阳光光能，经太阳能光电转换器7进行光电转换，形成净化设备的工作电源。
b.臭氧发生器10工作，使臭氧经导气管8流入文丘里管9中。
c.同时，抽水泵6将流入过滤网2中的地表水与文丘里管9内的臭氧混合，并泵入催化反应器11中。
d.催化反应器11工作，将流入该反应器中的混合水进行催化氧化反应或光催化氧化应，吸收尾气，制得净化水。
f.净化水经排水管13排入地表水水体1中，重复上述步骤，直至将地表水水体1达到净化的设计要求。
上述催化反应器11在进行催化氧化反应时所采用的高活性氧化剂是臭氧，其用量为3～15mg/l。所采用的催化剂12是具有催化作用的改性天然矿物，其成分为(重量％)天然锰矿50～65，改性剂1～10，粒状活性碳25～45。改性剂由二氧化钛和水玻璃组成，二者比例为2～1∶1～2，一般为2∶1或1∶1或1∶2。
下面举出催化剂配方(重量百分比)的具体实施例NO. 1 2 3 4天然锰矿 50 5565 60改性剂5 5 10 1粒状活性碳45 3525 39本发明中的太阳能光电转换器7、臭氧发生器10、催化反应器11，其结构同现有技术。催化反应器11，可选用武汉科技学院环境科学研究所研制开发并申报了专利的设备，即光催化反应器(专利号98235517.3)或电化学反应器(专利号98235516.5)。
本发明太阳能净化设备可安装在船舶或岛屿15上。
本发明太阳能净化设备的工作原理是首先利用太阳能电池板14和太阳能光电转换器7将太阳能转变为电能，再由此电能带动设备，使被污染的河床、湖泊、公园等处地表水经抽水泵6、文丘里管9进入催化反应器11，在催化剂及臭氧的作用下，同时进行紫外光催化和氧化，并由粒状活性碳吸收尾气(残余气体)，从而制得净化水，该净化水经排水管13排入地表水水体中。依此往复工作，直至将地表水水体达到净化的设计要求。
权利要求
1.一种太阳能净化设备，其特征是所述的净化设备，包括抽水泵(6)、太阳能光电转换器(7)、臭氧发生器(10)、催化反应器(11)，其中，臭氧装置通过导气管(8)连通文丘里管(9)，文丘里管的两端分别连通抽水泵(6)、催化反应器(11)，抽水泵和催化反应器分别装有进水管(4)、排水管(13)，其下端伸入需净化的地表水水体(1)中，太阳能光电转换器与固定在净化设备外壳(5)上的太阳能电池板(14)连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能净化设备，其特征是进水管(4)下端的底阀(3)位于过滤网(2)内，过滤网位于地表水水体(1)中。
3.根据权利要求1所述的太阳能净化设备，其特征是催化反应器(11)是催化氧化反应器或光催化氧化反应器。
4.一种利用权利要求1或2或3所述的净化设备对地表水进行净化的方法，其特征是用太阳能转变的电能驱动净化设备，对地表水进行净化，其步骤包括a.太阳能电池板(14)吸收太阳光光能，经太阳能光电转换器(7)进行光电转换，形成净化设备的工作电源，b.臭氧发生器(10)工作，使臭氧经导气管(8)流入文丘里管(9)中，c.同时，抽水泵(6)将流入过滤网(2)中的地表水与文丘里管(9)内的臭氧混合，并泵入催化反应器(11)中，d.催化反应器(11)工作，将流入该反应器中的混合水进行催化氧化反应或光催化氧化反应，吸收尾气，制得净化水，e.净化水经排水管(13)排入地表水水体(1)中，重复上述步骤，直至将地表水水体达到净化的设计要求。
5.根据权利要求4所述的对地表水进行净化的方法，其特征是催化反应器(11)在进行催化氧化反应时所采用的催化剂(12)，其成分为(重量％)天然锰矿50～60，改性剂1～10，粒状活性碳30～40。
6.根据权利要求5所述的对地表水进行净化的方法，其特征是改性剂由二氧化钛和水玻璃组成，二者比例为2～1∶1～2。
7.根据权利要求5所述的对地表水进行净化的方法，其特征是二氧化钛和水玻璃之比为2∶1或1∶1或1∶2。
8.根据权利要求4所述的对地表水进行净化的方法，其特征是臭氧的用量为3～15mg/l。
全文摘要
本发明是一种太阳能净化设备，其包括抽水泵(6)、太阳能光电转换器(7)、臭氧发生器(10)、催化反应器(11)，其中，臭氧装置通过导气管(8)连通文丘里管(9)，文丘里管的两端分别连通抽水泵(6)、催化反应器(11)，抽水泵和催化反应器分别装有进水管(4)、排水管(13)；其利用太阳能光电转换器(7)和太阳能电池板(14)转变的电能作为动力带动设备，对被污染的河床、湖泊、公园等处地表水净化，再返回地表水水体(1)中。木发明具有节能、运行成本低、水处理效率高、无二次污染、结构简单和便于操作、维修、推广等优点。
文档编号B01J23/34GK1436739SQ02147798
公开日2003年8月20日 申请日期2002年12月9日 优先权日2002年12月9日
发明者曾庆福, 李海燕, 张跃武, 吴雨川, 鲁敏, 施银桃 申请人:武汉科技学院