[发明专利]一种农田首级退水水质渗滤净化装置

权利要求书

1.一种农田首级退水水质渗滤净化装置，其特征是包括固定支架、渗滤净化箱、排水挡板、纳米净化网、阻水块、纳米复合材料；其中，固定支架固定安装在农田排水口处，固定支架两侧设有三排凹槽，分别为净化网安装槽、挡板安装槽和净化箱安装槽；净化网安装槽、挡板安装槽和净化箱安装槽依次用于对应安装纳米净化网、排水挡板和渗滤净化箱，安装时保证净化网安装槽在农田排水来水一侧；农田非排水期，在挡板安装槽内插入排水挡板，农田排水口附近水体污染物被纳米净化网降解去除；在农田排水时，取下排水挡板，并根据田间水位要求在净化箱安装槽内安装阻水块后再叠加放入若干个渗滤净化箱，形成一列渗滤墙；所述渗滤净化箱内填充纳米复合材料，渗滤净化箱为可开启式；

所述固定支架两侧下部各有一个固着底板，所述固定支架材质为不锈钢，尺寸与农田排水口吻合，使用时固定支架两侧下部的固着底板插入土壤中以便将固定支架固定在农田排水口处，所述固定支架两侧的三排凹槽大小分别根据纳米净化网、排水挡板、渗滤净化箱的宽度确定；固定支架厚度整体均匀，以保证机械强度；

所述阻水块为不透水塑料块，根据排水时田间需保持的水位确定阻水块的个数N，1≤N≤3；在渗滤净化箱安装前，阻水块嵌合安装在固定支架上的净化箱安装槽中，阻水块位于装置底部用于维持田间水位；

所述渗滤净化箱材质为PVC塑料，其内填充纳米复合材料，所述渗滤净化箱为多孔净化箱，多孔净化箱箱体上的孔径小于纳米复合材料的粒径，多孔净化箱箱体上的孔径范围为10目～30目，多孔净化箱有可开启式上盖，方便更换回收纳米复合材料；

所述渗滤净化箱在固定支架中安放的个数为M，M根据农田排水时农田水位高度确定，1≤M≤6，叠加安装后形成一列水质净化渗滤墙；

所述纳米净化网安装在净化网安装槽处，在农田非排水期对排水口附近水体进行净化；所述纳米净化网包括净化网载体和在净化网载体上负载的纳米光催化剂；纳米光催化剂为纳米二氧化钛，净化网载体材质为绵、涤纶、玻璃纤维、碳纤维中的一种；

所述纳米净化网的具体制备方法为包括：

（1）采用溶胶-凝胶法制备纳米光催化剂溶胶；

（2）净化网载体的预处理：具体为将净化网在开水中煮沸 10 min后用冷水彻底清洗，在室温下晾干；

（3）浸轧液的准备，具体为向步骤（1）制备的纳米光催化剂溶胶中加入终浓度为30 g/L的有机硅添加剂和2 g/L 的脂肪醇聚氧乙烯醚，以提高后续浸轧步骤中光催化剂与净化网强度；所述终浓度为各自在最终形成的浸渍液中的浓度；

（4）负载纳米光催化剂的网格帘制备，具体为首先将经步骤（2）处理后的净化网浸渍在步骤（3）制备的浸轧液中，浸渍15-20分钟后取出过轧车，轧液率为70%；重复以上浸渍-轧液步骤两次，使净化网带液均匀，最后将净化网经100℃预烘 2分钟，150℃焙烘 1分钟；

所述排水挡板材质为PVC塑料板，安装在固定支架的挡板安装槽内，在农田非排水期在挡板安装槽中嵌合插入排水挡板，当农田排水时将排水挡板抽出放水通行；

所述纳米复合材料包括纳米光催化剂和载体材料；所述纳米复合材料的制备方法为浸渍-提拉法，纳米光催化剂为纳米二氧化钛，载体材料为多孔陶粒、多孔玻璃球、玻璃纤维中的一种；

所述纳米复合材料的制备步骤包括：

（1）采用溶胶-凝胶法制备纳米光催化剂溶胶；

（2）纳米光催化剂-载体负载，具体为用坩锅钳或其他起到加持作用的工具固定装有载体材料的过滤器，浸入锐钛矿型纳米TiO₂负载液中5 min后提出液体表面静置15 min，重复4～5次后用纯水漂洗10 min以去除未紧密附着的锐钛矿型纳米TiO₂；室温干燥24h后用焙烧2 h，即可获得负载有锐钛矿型纳米TiO₂负载层的纳米复合材料6。