一种用于水体治理的石墨烯光催化网固定结构的制作方法

本实用新型涉及水污染治理领域，具体涉及一种用于水体治理的石墨烯光催化网固定结构。

背景技术：

随着我国工农业的迅速发展，人们的生活水平的提高，对水质量的要求越来越高。但因水土流失、水源污染等因素的影响，地表水成分逐渐趋于复杂，有机成分增多，饮用水处理难度增大。以混凝、沉淀、过滤、消毒等为主要步骤的常规饮用水处理工艺，以去除浊度和细菌为主要目的，对近年来水体中逐渐增加的一些微量有机污染物，如除草剂、杀虫剂、消毒副产物等，其去除作用极其有限。此外，由于水土流失严重，水中天然有机物浓度也很高，不但对胶体产生严重保护作用，导致混凝剂药耗增加、水中铝的剩余量增高，而且产生大量的氯化消毒副产物，其中大部分对人体健康有较大的危害。同时，由于水体受到污染，导致水体富营养化，藻类过量繁殖，产生难闻的嗅味和有害的藻毒素。对日常饮用水带来了极大的危害，严重影响着人群健康水平。

黑臭水体治理整治是一项复杂艰巨的系统工程，总体应该按照“控源截污、内源治理；活水循环、清水补给；水质净化、生态修复”技术路线和理念。水质净化、生态修复治理技术大致可分为物理、化学、生物-生态法，包括清淤换水、曝气增氧、水面推流、化学絮凝、投加菌剂、构建水生态系统等等。每种技术都有特定应用条件和优缺点。例如清淤，如果淤泥处置不当，会造成土壤污染；增氧曝气，电费成本较高，且在曝气前期会有大量的臭气溢出水面；化学絮凝、投加菌剂有可能带来二次污染，造成水生动植物死亡。

目前高级氧化法（AOP）中的光催化技术是一项比较热门技术，具有不投加药剂，不投放菌种，无能耗，在特定光照条件下即可起到分解水体有毒有机物的优点，对河道的去除黑臭有一定的效果。例如，专利号为ZL 201620901673.9的实用新型专利中所述的负载多层特定日光响应材料的光催化网单元正是目前国内治理黑臭水体急需的有效工具之一。但是该光催化单元需要用特定的实施方式，施工于受污染的水体中才能发挥水质净化作用，应用比较局限。因此，有必要开发一种针对城市黑臭水体治理的广谱型污水治理系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种用于水体治理的石墨烯光催化网固定结构，该装置根据水体深度自行调节石墨烯光催化网处于水面以下的深度，且布放简单，具有广泛的应用前景。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种用于水体治理的石墨烯光催化网固定结构，包括管桩，管桩包括内管和外管，内管的外径小于外管的内径，内管的两端外侧螺纹连接有第一帽体，第一帽体的外径小于外管的内径，外管的上端外侧螺纹连接有第二帽体，第二帽体上设置有轴向通孔，轴向通孔的内径大于内管外径小于第一帽体外径，外管的下端连接有关节轴承，关节轴承的一端与外管连接另一端连接有锥体，内管一端贯穿第二帽体的轴向通孔并通过第一帽体和第二帽体镶嵌于外管内部，内管上连接有石墨烯光催化网。

优选地，所述管桩至少有4个，所述石墨烯光催化网为矩形结构，石墨烯光催化网由若干矩形石墨烯光催化网单元拼接而成，在石墨烯光催化网的四个顶角上设置有套环，套环的内径大于内管的外径小于第一帽体的外径，套环套接于内管的管体上。

优选地, 所述石墨烯光催化网上横向穿接有支撑杆，支撑杆的两端安装有杆套，杆套的尺寸大于石墨烯光催化网网眼的尺寸，杆套位于石墨烯光催化网的边缘上部。

优选地，所述支撑杆从石墨烯光催化网的网眼中来回穿过。

优选地，在所述石墨烯光催化网单元的连接处，通过支撑杆从上下两张网边缘处的网眼中上下来回穿过连接，并用扎带将石墨烯光催化网与支撑杆固定牢固，支撑杆两端安装有杆套。

优选地，所述支撑杆两端设置有卡槽，卡槽宽度大于石墨烯光催化网边缘直径，在支撑杆两端靠近边缘处的外表面设置有环形凹槽。

优选地，所述杆套为球形腔体结构，在球形腔体外侧设置有橡胶环，橡胶环内径小于支撑杆外径0.1~0.5cm。

本实用新型的优点和有益效果在于：

1、利用水体对石墨烯光催化网、杆套、管桩内管的浮力与石墨烯光催化网、杆套、管桩内管自身重力的差值，使石墨烯光催化网始终处于水体表面以下15~20cm处，并且不受水体涨潮落潮的影响，保证了石墨烯光催化网能够接受足够的太阳光照，即始终处于最佳分解水中污物的条件。

2、石墨烯光催化网横向穿接有若干支撑杆，石墨烯光催化网的边缘位于支撑杆两端的卡槽内，并且支撑杆两端环形凹槽处安装有杆套，杆套的尺寸大于网眼的尺寸，不仅使石墨烯光催化网始终处于张紧状态，还避免了石墨烯光催化网从支撑杆上滑脱。

3、在水流湍急情况下内管受水流冲击力向一边偏移，外管通过下端连接的关节轴承也随之也发生偏移，降低了内管上下移动时与外管间的阻力。

4、石墨烯光催化网结构具有绿色、环保、可持续的特点，不需要投加化学试剂或生物菌种，不需要任何动力装置，无能耗、零污染，该系统不仅安装方式简单，且维护费用低，便于广泛推广应用。

附图说明

图1是石墨烯光催化系统俯视图；

图2是图1中H处局部放大图；

图3是管桩结构示意图；

图4是图1中AA方向剖视图；

图5是杆套的结构示意图;

图6是图1中I处局部放大图。

附图标记说明：

1、管桩；2、内管；3、外管；4、第一帽体；5、第二帽体；6、轴向通孔；7、关节轴承；8、锥体；9、石墨烯光催化网；10、套环；11、支撑杆； 12、杆套；13、橡胶环；14、扎带。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1、图3和图4所示，一种用于水体治理的石墨烯光催化网固定结构，包括管桩1，管桩1包括内管2和外管3，内管2的外径小于外管3的内径，内管2的两端外侧螺纹连接有第一帽体4，第一帽体4的外径小于外管3的内径，外管3的上端外侧螺纹连接有第二帽体5，第二帽体5上设置有轴向通孔6，轴向通孔6的内径大于内管2外径小于第一帽体4外径，外管3的下端连接有关节轴承7，关节轴承7的一端与外管3连接另一端连接有锥体8，内管2一端贯穿第二帽体5的轴向通孔6并通过第一帽体4和第二帽体5镶嵌于外管3内部，内管2上连接有石墨烯光催化网9。所述石墨烯光催化网9上横向穿接有支撑杆11，支撑杆11的两端安装有杆套12，杆套12的尺寸大于石墨烯光催化网9网眼的尺寸，杆套12位于石墨烯光催化网9的边缘上部。所述支撑杆11从石墨烯光催化网9的网眼中来回穿过。

如图2所示，在所述石墨烯光催化网单元的连接处，通过支撑杆11从上下两张网边缘处的网眼中上下来回穿过连接，并用扎带14将石墨烯光催化网9与支撑杆11固定牢固，支撑杆11两端安装有杆套12。

如图5所示，所述杆套12为球形腔体结构，在球形腔体外侧设置有橡胶环13，橡胶环13内径小于支撑杆11外径0.1~0.5cm。

如图6所示，所述管桩1至少有4个，所述石墨烯光催化网9为矩形结构，石墨烯光催化网9由若干矩形石墨烯光催化网单元拼接而成，在石墨烯光催化网9的四个顶角上设置有套环10，套环10的内径大于内管2的外径小于第一帽体4的外径，套环10套接于内管2的管体上。

石墨烯光催化系统布放工作原理：将管桩1下端的锥体8打入待处理河流或湖泊的河床底部，将若干矩形石墨烯光催化网单元拼接成一定尺寸的石墨烯光催化网9，在石墨烯光催化网9上横向穿接若干支撑杆11，将石墨烯光催化网9的边缘置于支撑杆11两端的卡槽内，并将杆套12上的橡胶环13安装在支撑杆11两端的环形凹槽内，并使杆套12位于石墨烯光催化网9的一个侧面上，在石墨烯光催化网9的四个顶角装上套环10，将四个套环10安装于管桩1的内管2上，并将第一帽体4安装于内管2的上端。

本实施例中优选的实施方式为，所述支撑杆两端设置有卡槽，卡槽宽度大于石墨烯光催化网边缘直径，在支撑杆两端靠近边缘处的外表面设置有环形凹槽。

本实施例中优选的实施方式为，石墨烯光催化网单元拼接处，将两张网边缘处上下重叠，用支撑杆从上下两张网的网眼中来回穿过数次，并扎带从网眼穿过将网与支撑杆固定牢固，支撑杆的两端分别安装杆套避免支撑杆与网的滑脱。

本实施例中优选的实施方式为，杆套位于石墨烯光催化网的边缘上侧，利用水体对石墨烯光催化网、杆套、管桩内管的浮力与石墨烯光催化网、杆套、管桩内管自身重力的差值，使石墨烯光催化网始终处于水体表面以下15~20cm处，并且不受水体涨潮落潮的影响，保证了石墨烯光催化网能够接受足够的太阳光照，即始终处于最佳分解水中污物的条件。

本实施例中优选的实施方式为，在水流湍急情况下内管受水流冲击力向一边偏移，外管通过下端连接的关节轴承也随之也发生偏移，降低了内管上下移动时与外管间的阻力。

本实施例中优选的实施方式为，所述关节轴承上端杆体与外管内壁螺纹连接，关节轴承下端与锥体焊接连接。

本实施例中优选的实施方式为，石墨烯光催化网的布网面积为待处理水体面积的25~30%，石墨烯光催化网吸收可见光即可降解水体中的有机污染物，同时光解水产氧，提高水体中的溶解氧，激活好氧微生物的作用，达到水体净化作用。100米的催化网就可以影响下游约500米流域的水质，即使冬季河面结冰也不受影响。

石墨烯光催化系统具有绿色、环保、可持续的特点，不需要投加化学试剂或生物菌种，不需要任何动力装置，无能耗、零污染，该系统不仅安装方式简单，且维护费用低，便于广泛推广应用。该系统不仅可以治理城市河道，也可以治理湖泊、海湾等大型水体，净化水质，恢复水体生物多样性，改善水底生态环境，重构生态。

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。