[发明专利]带有金刚石电催化反应器和纳米光催化反应器的多级净水设备

说明书

技术领域

本发明属于净水处理技术领域，具体涉及一种带有金刚石电催化反应器和纳米光催化反应器的多级净水设备。

背景技术

随着现代社会的快速发展，人口与环境问题日益成为制约经济发展的因素。其中，饮用水的安全问题是关系人类生存和发展的重要物质基础，在当前严峻的水污染的大环境下，如何保证供给符合卫生标准的饮用水成为摆在世界各国水质工作者面前的任务。饮用水的安全问题是由微生物、化学物质和物理等因素导致的污染引起的，其中微生物污染被认为是危害最大和最基本的问题。生活中经常存在微生物对饮用水污染的危害，在发生地震等大灾害时尤其如此。针对我国近年来地震的次数有所增加，而受灾地区的饮用水安全问题成为影响抗震救灾工作成败的关键。一般来说地震灾区的水源非常容易遭受物理、化学和微生物的污染，为保证广大群众和救灾工作人员的身体健康和正常生活，必须提供净化措施，使用化学消毒法有很多弊病，比较好的对策是使用净水器。但目前市场上现有净水器一般仅为单纯的物理过滤与吸附过程，污染物没有真正被去除，特别是细菌和病毒可以在净水器中繁衍滋生，极易造成二次污染。

金刚石电催化工艺属于水处理的电化学氧化技术，其中使用掺硼金刚石(BDD)电极作为阳极，在一定的电场作用下产生大量活性自由基和氧化物种(如羟基自由基，臭氧和过氧化氢等)，对于水中的有机污染物具有快速降解效果，而且对细菌病毒具有强烈的杀灭作用，但在污染物浓度很低的时候能耗比较大。纳米二氧化钛(TiO₂)光催化工艺的基本原理是：纳米TiO₂在紫外光的激发下会产生大量的电子空穴对，在水中可诱发产生具有极强氧化能力的羟自由基，能够使几乎所有有机污染物发生有效的深度氧化，同时对水体中细菌也有强杀灭作用。二氧化钛光催化剂可分为锐钛矿相、金红石相和板钛矿相，其中以锐钛矿相活性最高。本发明人在中国专利ZL200510039171.6中公开了一种用于制备光催化材料的锐钛矿型二氧化钛溶胶的制备方法，其特征在于按钛化合物与醇的摩尔比为1∶1.42～12的比例，将钛化合物与醇配置成钛化合物的醇溶液，在搅拌下、将钛化合物的醇溶液滴加到pH＝1.0～4.0的酸的水溶液中水解且钛化合物与酸的水溶液中的水之摩尔比为1∶76～151，在65～85℃条件下回流6～48小时后，将所得的溶胶在50～55℃下蒸发除去醇类，得到锐钛矿型二氧化钛溶胶。该低温制备的锐钛矿相二氧化钛光催化剂活性较高。本发明由此而来。

发明内容

本发明目的在于提供一种带有金刚石电催化反应器和纳米光催化反应器的多级净水设备，解决了现有技术中净水器的污染物难以真正被去除，特别是细菌和病毒可以在净水器中繁衍滋生，极易造成二次污染等问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种带有金刚石电催化反应器和纳米光催化反应器的多级净水设备，包括进水口和出水口，所述进水口和出水口间设置过滤装置，其特征在于所述过滤装置包括依次连接的前端过滤器、设置有金刚石电催化反应器的电催化反应过滤器、设置有纳米光催化反应器的光催化反应过滤器和后端过滤器。

优选的，所述前端过滤器输入端连接进水口；所述后端过滤器输出端连接出水口；所述过滤器之间通过水管连接。

优选的，所述前端过滤器包括对进水进行预处理的一级过滤器和与一级过滤器输出端连通的二级过滤器；所述后端过滤器包括截留光催化反应过滤器的细菌尸体或微小悬浮物的五级过滤器和与五级过滤器输出端连通的六级过滤器。

优选的，所述电催化反应过滤器包括串联连接的多级电催化模块，所述电催化模块外侧设置供电的锂电池。

优选的，所述电催化模块包括有机玻璃和不锈钢板密封构成的壳体，所述壳体内相向设置阴、阳电极；所述阳极选用掺硼金刚石电极；所述阴极选用抛光不锈钢片。

优选的，所述壳体内还设置用于水道控制的分水块结构，所述分水块结构设置阴阳电极间；所述电催化模块的两端为输入口和输出口。

优选的，所述分水块结构选用硅橡胶球体或硅橡胶椭圆体。

优选的，光催化反应过滤器包括串联连接的多级光催化模块。

优选的，所述光催化模块包括石英玻璃圆筒分割的进水区和催化区；所述进水区和催化区的底端设置沟通的进水槽，所述催化区内设紫外灯，所述催化区上端设置出水槽。

优选的，所述多级净水设备还包括壳体，所述壳体上设置拉杆形成便携型净水设备。