一种降解生活饮用水中持久性有毒有害有机物质的设备的制作方法

本发明涉及生活饮用水的净化技术，具体说是一种降解生活饮用水中持久性有毒有害有机物质的设备。

背景技术：

持久性有毒有害有机物质(pops)是具有环境持久性、生物累积性、半挥发性、远距离传输性和高毒性(致癌、致畸、致突变)的全球性污染物。根据“国际斯德哥尔摩公约-pops公约”，pops可分为杀虫剂(艾氏剂、六氯苯、滴滴涕等)、工业化学品(多氯联苯、六氯苯、多氯萘等)和生产中的副产品(二噁英、多氯联苯、多氯萘等)。由于这些pops对人体和动物中枢及周围神经系统、生殖系统及免疫系统等有致命损伤。目前，威胁人类健康与安全的pops主要是废弃物焚烧、污水处理厂污泥焚烧及工业冶炼合金等热过程非故意生产的pops(up-pops)，这也导致生活饮用水中含有微量的pops。而降解pops的现有技术一般采用光催化剂方法及设备，但由于此类方法及设备的光催化面积太小，导致降解效果不好、降解效率低下。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供一种可快速、有效降解生活饮用水中持久性有毒有害有机物质的设备。

本发明采用的技术方案是：一种降解生活饮用水中持久性有毒有害有机物质的设备，包括分散单元、光催化单元、过滤单元和水泵，在所述分散单元内将光催化复合粉末载体分散到生活饮用水中，得到悬浮液，然后将该悬浮液输送至光催化单元进行紫外光处理，再将经紫外光处理的悬浮液通过所述水泵输送至过滤单元滤去光催化复合粉末载体，得到pops降解后的优质生活饮用水。

作为优选，所述紫外光处理时间为260-360s。

作为优选，所述光催化单元包括至少一个供所述悬浮液流过的通道，在通道内设置有至少一个紫外光装置，每一个所述紫外光装置包括与所述通道等长的石英玻璃管，在该石英玻璃管内均匀布置有紫外光光源。

作为优选，所述光催化单元还包括设置在所述石英玻璃管外的旋转的促紊器，该促紊器使通道内流动的悬浮液形成紊流，所述促紊器的旋转速度为0.5-0.8rpm。

作为优选，所述促紊器包括设置在通道上的电机和由该电机驱动旋转的导流片，该导流片以螺旋状间隙绕在所述石英玻璃管外侧。

作为优选，在所述导流片上位于间隙处设有随该导流片旋转的毛刷。

作为优选，所述通道为中空的管道，在所述管道中心沿悬浮液流向设置有与该管道等长的所述紫外光装置，所述石英玻璃管外壁到所述管道内壁之间的径向距离为20-25mm。

作为另一种优选，所述通道截面呈矩形，在该通道内按矩阵均布有多个沿悬浮液流向设置的与该通道等长的所述紫外光装置，任意两个相邻的所述石英玻璃管外壁之间的径向距离为40-50mm。

作为优选，所述光催化复合粉末载体由二氧化钛纳米粉末负载至无机载体颗粒上而成，所述无机载体颗粒采用硅藻土或凹凸棒土，其粒径为10微米级；在悬浮液中，所述光催化复合粉末载体的含量为3-5g/l。

作为优选，所述过滤单元采用陶瓷平板膜进行错流过滤，设有回收单元，该回收单元回收所述错流过滤后的光催化复合粉末载体，并将光催化复合粉末载体输送至所述分散单元重新利用。

从以上方案可知，本发明的光催化复合粉末载体与生活饮用水混合，可大大增加载体的比表面积，提高降解效率，然后利用光催化单元的紫外光处理技术可有效降解生活饮用水中的pops高达99％以上，再通过过滤单元滤去光催化复合粉末载体，从而获得净化的生活饮用水。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的促紊器结构示意图。

图3为光催化单元一种优选方式的结构示意图。

图4为光催化单元另一种优选方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1、图2、图3和图4详细介绍本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1，本发明提供了一种降解生活饮用水中持久性有毒有害有机物质的设备，其包括分散单元1、光催化单元2、过滤单元3和水泵4，在所述分散单元内将光催化复合粉末载体分散到生活饮用水中，得到悬浮液，然后将该悬浮液输送至光催化单元进行紫外光处理，再将经紫外光处理的悬浮液通过所述水泵输送至过滤单元滤去光催化复合粉末载体，得到pops降解后的优质生活饮用水。本发明通过紫外光使光催化复合粉末载体产生光催化效果，从而快速、有效降解生活饮用水中的pops，实现生活饮用水的净化。

为避免光催化复合粉末载体沉积，可以在分散单元的分散池内配备搅拌设备11进行搅拌。所述光催化复合粉末载体由二氧化钛纳米粉末负载至无机载体颗粒上而成，其中无机载体颗粒采用硅藻土或凹凸棒土等，其粒径为10微米级。由此，在复合粉末载体中，二氧化钛的比表面积达到60-80m²/g。由于纳米粉末二氧化钛和载体颗粒两者的体积和质量都相差很大，因此利用载体颗粒体积大、质量大以及相对于纳米粉末二氧化钛表面能也很大的吸附优势，可将细小的二氧化钛牢牢地吸附在载体颗粒表面，这种质量和表面不对称的吸附，使二氧化钛纳米粉末很难克服排斥能峰脱附载体，不仅可保证复合粉末载体的光催化效率，而且可保证其完整地回收利用，可降低设备运行成本。作为优选，在悬浮液中，所述光催化复合粉末载体的含量为3-5g/l，由此可在保证降解效率的基础上，获得更好的经济性。

本发明的所述光催化单元包括至少一个供所述悬浮液流过的通道21，在通道内设置有至少一个紫外光装置22，每一个所述紫外光装置包括与所述通道等长的石英玻璃管23，在该石英玻璃管内均匀布置有紫外光光源24。一般地，紫外光光源的波长为254nm，其透过石英玻璃管使流过通道的悬浮液中的二氧化钛产生催化效果，从而降解pops。作为优选，所述紫外光处理时间为260-360s，即悬浮液在通道内的水力停留时间应达到260-360s。实施过程中，通道的长度一般设置1.0-1.2m左右，如悬浮液在一个通道内的水力停留时间不够，可采取循环输送的方式或多个并列的通道方式延长水力停留时间。加之，本发明采取独特的紫外光装置与通道的布局方式可降解生活饮用水中的pops达到99％以上。

如图2，所述光催化单元还包括设置在所述石英玻璃管外的旋转的促紊器25，一般来说，悬浮液在通道内流动时容易形成短流，导致光催化单元对部分悬浮液的光催化效果不理想，因此本发明采用促紊器使悬浮液在通道内流动时形成紊流，从而避免了短流的现象发生，进而大大提高了光催化效果。在实施过程中，促紊器的旋转速度为0.5-0.8rpm，可保证更好的光催化效果。具体来说，所述促紊器25包括设置在通道上的电机(图中未示出)和由该电机驱动旋转的导流片251，该导流片以螺旋状间隙绕在所述石英玻璃管外侧，从而保证整个石英玻璃管附近的悬浮液均可通过促紊器进行处理，进一步提高光催化效果。且在所述导流片上位于间隙252处设有随该导流片旋转的毛刷253。在导流片旋转时，毛刷随着旋转，从而对粘附在石英玻璃管上任意位置的污垢进行清理，不仅实现在了在线彻底清洗，而且可避免影响光催化效果。

作为本发明的一种优选方式，如图3，所述通道为中空的管道，在所述管道中心沿悬浮液流向设置有与该管道等长的所述紫外光装置，所述石英玻璃管外壁到所述管道内壁之间的径向距离为20-25mm，由此可保证管道内的悬浮液在紫外光的催化作用下，达到最好的降解效果。这种方式适合小流量的处理。

作为另一种优选方式，如图4，所述通道截面呈矩形，在该通道内按矩阵均布有多个沿悬浮液流向设置的与该通道等长的所述紫外光装置，在任意相邻两个所述石英玻璃管外壁之间的径向距离为40-50mm，这个方式也可达到较好的降解效果，且适合大流量的处理，成本较低。这个方式尽管对角的两个石英玻璃管之间的距离较大，但是由于有促紊器的作用，其间流过的悬浮液也不会形成短流。

本发明的过滤单元采用陶瓷平板膜进行错流过滤，该方式不易引起堵塞，且有利于回收光催化复合粉末载体。作为优选，本发明还包括回收单元5，该回收单元回收所述错流过滤后的光催化复合粉末载体，并将光催化复合粉末载体输送至所述分散单元重新利用，从而降低了整个设备的处理成本。