利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2022102913790
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种水质净化装置,其特征在于:包括箱体,在箱体内安装初级过滤结构、细层过滤结构、紫外杀菌结构以及太阳能加热静止箱(28);

箱体的顶部开设进水口,进水口内插设进水口管道,箱体的内腔中,靠近箱体顶部的位置安装初级过滤结构,即初级过滤结构的顶部与进水口管道连通;

在初级过滤结构的下方设置细层过滤结构,即初级过滤结构的底部与细层过滤结构的顶部连通;

所述的细层过滤结构包括设置在细层过滤箱(31)内的多层过滤层,在多层过滤层的顶部与底部均设置过滤腔,位于顶部的过滤腔与初级过滤箱(5)的底部连通,位于底部的过滤腔与紫外杀菌结构连通;

在细层过滤箱(31)的一侧与箱体壁之间形成的空间内设置细层滤板抽出箱(8),细层滤板抽出箱(8)的侧壁与箱体壁重合,在此侧壁上开设用于置换多层过滤层的滤板开口门(9);

所述多层过滤层包括由细层过滤箱(31)顶部至底部顺次叠设的活性炭板层(10)、离子交换树脂层(11)、粗颗粒石英砂过滤层(12)、纳米银离子层(13)、粗颗粒石英砂过滤层(12)、无机高分子絮凝剂层(15)以及粗颗粒石英砂过滤层(12);

在细层过滤结构的下方设置紫外杀菌结构以及太阳能加热静止箱(28),其中,细层过滤结构的底部与紫外杀菌结构的顶部连通,太阳能加热静止箱(28)位于紫外杀菌结构的一侧,当紫外杀菌结构完成操作后需将杀菌后的污水排出时,紫外杀菌结构的一侧与太阳能加热静止箱(28)形成连通;

初级过滤结构中,在初级过滤箱(5)内设置两层不锈钢过滤网,即包含匹配的两个推动结构,每个推动结构包括第一推杆式直线步进电机(1)以及第一螺纹杆(2),第一推杆式直线步进电机(1)固定在位于初级过滤箱(5)一侧的箱体内壁上,第一推杆式直线步进电机(1)的输出端与第一螺纹杆(2)的一端固定,在第一螺纹杆(2)的另一端固定铜丝刷头(3),第一螺纹杆(2)的另一端由初级过滤箱(5)的一侧壁伸入直至铜丝刷头(3)与初级过滤箱(5)的另一侧壁贴合;

在初级过滤箱(5)另一侧安装滤渣箱(6),且滤渣箱(6)的一侧与初级过滤箱(5)的另一侧连通,在初级过滤箱(5)的另一侧箱壁上开设与铜丝刷头(3)位置大小匹配的出渣口,当第一推杆式直线步进电机(1)启动后,第一螺纹杆(2)推动铜丝刷头(3)将不锈钢过滤网表面的沉淀物收集通过出渣口推入滤渣箱(6)内;

滤渣箱(6)的另一侧壁与箱体壁重合,在滤渣箱(6)的另一侧壁上铰接滤渣清理开口门(7);

所述的紫外杀菌结构包括紫外杀菌筒(32),紫外杀菌筒(32)的顶部通过连通结构与细层过滤结构连通,所述的连通结构包括第一阀门(16)、磁式吸合接口(17)以及第二阀门(18),第一阀门(16)安装在细层过滤结构的底部,第二阀门(18)安装在紫外杀菌筒(32)筒盖入口处,第一阀门(16)与第二阀门(18)之间的连接管道上设置磁式吸合接口(17);

紫外杀菌筒(32)的底部与红外感应式驱动电机(20)的电机轴连接,启动红外感应式驱动电机(20),电机轴旋转带动紫外杀菌筒(32)转动;

还包括第二推杆式直线步进电机(22),其安装在箱体底部内侧壁,通过第二螺纹杆(26)与红外感应式驱动电机(20)固定,红外感应式驱动电机(20)设置在箱体底面,且其底部内嵌若干小钢珠(21),第二推杆式直线步进电机(22)启动,通过第二螺纹杆(26)推动红外感应式驱动电机(20)以使紫外杀菌筒(32)在箱体底面滑移;

在紫外杀菌筒(32)内布设多个紫外线灯管组(19),多个紫外线灯管组(19)在紫外杀菌筒(32)内呈放射状布设,紫外线灯管组(19)的顶端与紫外杀菌筒(32)的筒盖固定,每个紫外线灯管组(19)包括交替布设的螺旋式UV‑C型紫外线灯管和螺旋式UV‑D型紫外线灯管,交替布设的螺旋式UV‑C型紫外线灯管和螺旋式UV‑D型紫外线灯管形成射线由紫外杀菌筒(32)的筒心至筒壁分布;

紫外杀菌筒(32)远离第二推杆式直线步进电机(22)的壁侧底部安装第三阀门;

在箱体的一侧靠近底部位置开设出水口,出水口与太阳能加热静止箱(28)连通;

太阳能加热静止箱(28)相对紫外杀菌筒(32)的箱壁上开设静止箱进水口,静止箱进水口与第三阀门匹配;

在紫外杀菌筒(32)相对太阳能加热静止箱(28)的圆周外筒壁上安装红外接收器(24),在太阳能加热静止箱(28)相对紫外杀菌筒(32)的箱壁上安装红外发射器(23),红外发射器(23)与红外接收器(24)匹配;当红外发射器(23)与红外接收器(24)匹配时,太阳能加热静止箱(28)进水口与第三阀门连通;

在太阳能加热静止箱(28)内部底面上均匀分布若干倒T形ptc陶瓷加热结构(27),在太阳能加热静止箱(28)顶部安装若干电瓶(33),电瓶(33)通过连接线与倒T形ptc陶瓷加热结构(27)连通,在整个箱体的顶部布设太阳能板,太阳能板与电瓶(33)电联;

在太阳能加热静止箱(28)的顶部开设通风口(29),通风口(29)伸出箱体侧壁,且在通风口(29)内嵌入筛网。

2.根据权利要求1所述的水质净化装置,其特征在于:所述的初级过滤结构包括设置在初级过滤箱(5)内的若干层不锈钢过滤网,若干层不锈钢过滤网在初级过滤箱(5)内由箱体顶部至底部顺次设置,且在初级过滤箱(5)内由顶部至底部,不锈钢过滤网的网孔直径逐渐减小;

每层不锈钢过滤网的上方通过推动结构匹配安装一个可移动的铜丝刷头(3),当初级过滤结构对污水进行第一次过滤后,启动铜丝刷头(3),在每层不锈钢过滤网表面贴合移动,去除不锈钢过滤网表面的沉淀物。

3.根据权利要求2所述的水质净化装置,其特征在于:两层不锈钢过滤网中,位于上方的不锈钢过滤网网孔直径范围为3mm‑4mm,位于下方的不锈钢过滤网网孔直径范围为1mm‑

2mm。

4.根据权利要求3所述的水质净化装置,其特征在于:所述紫外杀菌筒(32)内布设五个紫外线灯管组(19),每个紫外线灯管组(19)包括四个交替布设的螺旋式UV‑C型紫外线灯管和螺旋式UV‑D型紫外线灯管。

5.一种基于权利要求1‑4任一所述水质净化装置的净化方法,其特征在于:具体包括以下步骤:

步骤S1:废水由箱体进水口进入初级过滤箱(5)内,经过第一层的不锈钢过滤网过滤,去除直径大于3mm‑4mm范围内的食物残渣或者其他固体颗粒,再经过第二层的不锈钢过滤网过滤,去除直径大于1mm‑2mm的食物残渣后废水进入细层过滤箱(31)内;

步骤S2:设定初级过滤结构初始工作时间,达到预设时间后,启动第一推杆式直线步进电机(1),第一螺纹杆(2)再第一推杆式直线步进电机(1)推动下带动铜丝刷头(3)将不锈钢过滤网上累积的残渣推入滤渣箱(6)内;

步骤S3:经过初级过滤箱(5)过滤后的废水进入细层过滤箱(31)内,经由过滤腔进入多层过滤结构,依次通过活性炭板层(10)吸附废水中微小杂质、氟以及重金属,离子交换树脂层(11)与废水接触发生化学反应对液体混合物分解,进一步去除废水中汞以及锌,继续通过粗颗粒石英砂过滤层(12)过滤离子交换树脂层(11)过滤产生的沉淀物后流入纳米银离子层(13),纳米银离子层(13)对废水杀菌,继续流入无机高分子絮凝剂层(15),通过聚合氯化铁与水接触后进行水解,对废水进一步净化,经过底层的粗颗粒石英砂过滤层(12)过滤后进入底部的过滤腔,最后进入紫外杀菌筒(32);

步骤S4:当经过细层过滤结构过滤后的废水需进入紫外杀菌筒(32)时,第一阀门(16)与第二阀门(18)之间的磁式吸合接口(17)密封闭合,废水进入紫外杀菌筒(32)内;

步骤S5:当紫外杀菌筒(32)内的废水接近筒盖位置时,关闭第二阀门(18),启动红外式驱动电机,电机轴旋转,带动紫外杀菌筒(32)旋转,紫外杀菌筒(32)设定低匀速,位于紫外杀菌筒(32)内的紫外线灯管组(19)对废水进行搅拌杀菌;

步骤S6:紫外杀菌结构进行杀菌处理至预设时间后,停止红外感应式驱动电机(20),断开磁式吸合接口(17),启动第二推杆式直线步进电机(22),第二螺纹杆(26)将紫外杀菌筒(32)向太阳能加热静止箱(28)方向推移,红外发射器(23)与红外接收器(24)匹配后,将太阳能加热静止箱(28)进水口与第三阀门连通,此时经过紫外杀菌结构消毒后的废水排入太阳能加热静止箱(28)内;

步骤S7:紫外杀菌筒(32)内的废水排净后,再次启动第二推杆式直线步进电机(22),第二螺纹杆(26)将紫外杀菌筒(32)回至原位,继续闭合第一阀门(16)与第二阀门(18)之间的磁式吸合接口(17),细层过滤结构内的废水进入紫外杀菌筒(32)内;

步骤S8:经过杀菌后的废水进入太阳能加热静止箱(28)后,倒T形ptc陶瓷加热结构(27)启动,废水加热,直至废水温度达到60℃,关闭倒T形ptc陶瓷加热结构(27),将废水静置,废水内的臭氧由通风口(29)直接排出,处理后的废水通过箱体的出水口排出,完成净化。