一种增强河道自净能力的光催化溢流坝的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种实用光催化技术处理河道污水的溢流坝，具体涉及一种增强河道自净能力的光催化溢流坝;属于水体生态修复及河道水环境治理领域。
【背景技术】
[0002]我国城市河道中水污染问题非常严重，一些城市景观河道是静止或流动性差的缓流水体，水体自净能力弱且易被污染，导致难以发挥景观水体的功能。溢流坝可以抬高水位，保证城市河道生态水位或流量的设施，但是传统的溢流坝不具有净化水体的作用。
[0003]鉴于环境问题凸出，河道水体自净或水生态修复是当下的热点问题。但是，目前已有的河道水处理方式主要是靠水生生物或曝气处理，效果不明显且周期长，有待发展新技术。
【实用新型内容】
[0004]为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种增强河道自净能力的光催化溢流坝，解决现有技术中河道生态修复效率低、成本高、效果差等问题。
[0005]为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案:
[0006]—种增强河道自净能力的光催化溢流坝，其特征在于，溢流坝的坝体由混凝土砌制而成，在坝体的上表面形成多级台阶，所述台阶表面覆盖有光催化剂涂层，所述光催化剂为纳米二氧化钛光催化剂。
[0007]传统水处理的方法效率不高，易产生二次污染，而最新研究表明:纳米Ti02材料能够氧化多种有机污染物，可以将水中的烃类、含氮有机物等氧化为C02、H20等对人体无害物质，是目前最有前景的绿色环保型催化剂。所以，在本实用新型中，将纳米二氧化钛光催化剂涂层覆盖在台阶表面，在一定能量的光照条件下，可以提高接触其表面的污染物的降解效率。但是，若直接把负载有纳米颗粒的载体浸泡于河道水底，自然光必须经过较大的水层厚度才能照射到催化剂上，这势必会引起自然光不同程度的光损失，使得到达催化剂表面的自然光强度下降，从而使得Ti02表面的光生电子和光生空穴的产率下降，最终导致污染物降解效率的降低，因此，本实用新型中将二氧化钛覆盖在台阶表面，充分发挥其降解效率。
[0008]优选地，前述坝体的下表面形成有安装槽，所述安装槽的槽底与水平面平行，所述安装槽的一对槽壁之间的距离自槽底向槽口渐进增大，这样就能将坝体牢固地安装于河道上。
[0009 ]为了使坝体上的水流具有合适的流速，相邻两个台阶之间的高度差为20-40 cm，最后一级台阶应预留下游正常水位的高度空间。
[0010]优选地，前述台阶的宽度为40-100cm。
[0011 ]更优选地，前述台阶的数量不少于4个，这样能够确保一定的反应时间，提高催化反应的接触面积，从而大幅提尚催化反应的效率。
[0012]本实用新型的有益之处在于:本实用新型的光催化溢流坝结构简单、造价较低，溢流坝设计成台阶形，水头较低，光催化剂表面能够接收到充足的太阳光，通过合理设计台阶高度确保较低的水流速度，大幅延长了反应时间，提高了催化反应接触面积，从而提高了催化反应的效率;而且，该溢流坝平时不需要人工维护，二次功能恢复通过简单的水冲洗、阳光暴晒、二次喷涂即可实现，具有投入成本低、操作简单、净化效果好、无二次污染等优点。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的一种增强河道自净能力的光催化溢流坝的一个优选实施例的立体结构示意图；
[0014]图2是图1所示实施例的纵剖视图；
[0015]图3是图1所示实施例安装于河道中的结构示意图。
[0016]图中附图标记的含义:1、坝体，2、台阶，3、光催化剂涂层，4、安装槽。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。
[0018]参见图1和图2，本实用新型的增强河道自净能力的光催化溢流坝，其坝体1由混凝土砌制而成，在坝体1的上表面形成多级台阶2，台阶2表面覆盖有光催化剂涂层3，光催化剂具体为纳米二氧化钛光催化剂。在一定能量的光照条件下，纳米二氧化钛催化剂涂层能够充分发挥其光降解作用，提高接触其表面的污染物的降解效率。
[0019]如图3所示，当溢流坝安装于河道上后，上游来水通过坝体1的上表面经泄流的台阶2向下游流动。在本实施例中，相邻两个台阶2之间的高度差为20-40cm，宽度为40-100cm，数量不少于4个，确保坡度较平、流速很缓，同时应注意:最后一级台阶2应预留下游正常水位的高度空间，这样一来，在水流动期间就能充分和台阶2表面的光催化涂层接触，提高催化反应的接触面积，从而大幅提高催化反应的效率，加上自然光射入过程中损耗几乎可以忽略不计，光催化表面的Ti02颗粒受到照射，产生光生电子和空穴，此时吸附在纳米颗粒表面的溶解氧俘获电子形成充足的超氧负离子，进而将水中大多数有机污染物彻底分解。由于是低水头河道，且采用多级消能结构，因此，下游不需要其他消能措施，大大降低了成本。
[0020]进一步地，如图2所示，在坝体1的下表面形成有安装槽4，安装槽4的槽底与水平面平行，安装槽4的一对槽壁之间的距离自槽底向槽口渐进增大，即形成底小口大的安装槽4，这样就能将坝体1牢固地安装于河道上。
[0021]综上，本实用新型的光催化溢流坝具有投入成本低、操作简单、净化效果好、无二次污染等优点，其结构是整体为台阶2形的溢流坝，在台阶2表面覆盖有光催化材料的涂层，运行时水流通过坝面流经各级台阶2形成水跌，增强了曝气效果，加大了太阳光照射范围，延长了光催化反应的时间，从而提高光催化净化河道水质的效果;不仅可以作为城市河道的景观建设，也可以对河道起到净化作用，有效降解河水中的有机污染物。
[0022]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种增强河道自净能力的光催化溢流坝，其特征在于，溢流坝的坝体由混凝土砌制而成，在坝体的上表面形成多级台阶，所述台阶表面覆盖有光催化剂涂层，所述光催化剂为纳米二氧化钛光催化剂。2.根据权利要求1所述的一种增强河道自净能力的光催化溢流坝，其特征在于，所述坝体的下表面形成有安装槽，所述安装槽的槽底与水平面平行，所述安装槽的一对槽壁之间的距离自槽底向槽口渐进增大。3.根据权利要求1所述的一种增强河道自净能力的光催化溢流坝，其特征在于，相邻两个台阶之间的高度差为20-40cmo4.根据权利要求1所述的一种增强河道自净能力的光催化溢流坝，其特征在于，所述台阶的宽度为40-100cmo5.根据权利要求1-4任一项所述的一种增强河道自净能力的光催化溢流坝，其特征在于，所述台阶的数量不少于4个。
【专利摘要】本实用新型公开了一种增强河道自净能力的光催化溢流坝，其坝体由混凝土砌制而成，在坝体的上表面形成多级台阶，台阶表面覆盖有光催化剂涂层，光催化剂为纳米二氧化钛光催化剂。该溢流坝具有投入成本低、操作简单、净化效果好、无二次污染等优点，其结构是整体为台阶形的溢流坝，在台阶表面覆盖有光催化材料的涂层，运行时水流通过坝面流经各级台阶形成水跌，增强了曝气效果，加大了太阳光照射范围，延长了光催化反应的时间，从而提高光催化净化河道水质的效果；不仅可以作为城市河道的景观建设，也可以对河道起到净化作用，有效降解河水中的有机污染物。
【IPC分类】E02B8/06, C02F1/30, C02F1/72
【公开号】CN205099443
【申请号】CN201520878427
【发明人】陈丹, 罗朝晖, 李越, 安日辉, 毕利东, 高明融, 赵欣, 张顺羽, 段品章
【申请人】河海大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月5日