專利名稱：一種污水凈化處理方法及其裝置和系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及污水處理的技術，特別涉及一種用于水產養殖的污水凈化處理方法 及其裝置和系統。
背景技術：
隨著人類的文明進步，科學技術的日新月異，促進了世界經濟的高速發展，一 方面使人類獲得了巨大財富，另一方面也帶來了嚴重的環境污染。其中由于污染物 對水的污染，使一些河流變成"黑河"、"臭河"。
江河湖泊的污染往往在不知不覺之中發生，水體一旦受到污染，將直接影響工 業和農業生產，并最終危害人體健康。由于污水中含有有害金屬和有毒化合物，如 鉛、汞、鎘、銅、鎳和氯化物、有機氮、有機氯等，人食用被污染的食物和水，就 會造成慢性中毒。再者，人類的許多疾病也可通過被污染的水而傳染。據世界衛生 組織統計，在所有已知的疾病中，約有80%都與污水有關。
水體污染的主要種類
1) 、水體有機污染
主要是指由城市污水、食品工業和造紙工業等排放含有大量有機物的廢水所造 成的污染。這些污染物在水中進行生物氧化分解過程中，需消耗大量溶解氧， 一旦 水體中氧氣供應不足，會使氧化作用停止，引起有機物的厭氧發酵，散發出惡臭， 污染環境，毒害水生生物。
2) 、水體無機污染
指酸、堿和無機鹽類對水體的污染。首先是使水的pH值發生變化，破壞其自 然緩沖作用，抑制微生物生長，阻礙水體自凈作用。同時，還會增大水中無機鹽類
4和水的硬度，給工業和生活用水帶來不利影響。3) 、水體的有毒物質污染各類有毒物質進入水體后，在高濃度時，會殺死水中生物；在低濃度時，可在 生物體內富集，并通過食物鏈逐級濃縮，最后影響到人體。4) 、水體的富營養化污染含植物營養物質的廢水進入水體會造成水體富營養化，使藻類大量繁殖，并大 量消耗水中的溶解氧，從而導致魚類等窒息和死亡。邊養殖邊處理水質的工廠化水產養殖方式具有不受外界自然環境制約、節水省 地和能在人控條件下進行規模化健康養殖的特點，逐漸得到重視和應用。但是，工 廠化水產養殖由于飼養密度高、餌料投入豐富，因而會在養殖水體中產生大量有機 氮系污染物。這些有機氮系污染物容易進入浮游生物體內，并通過食物鏈進入人體， 從而危害人體健康。因此，保持良好水質已成為工廠化水產養殖的關鍵。目前所采用的消除養殖水體氮系污染的主要措施中，魚菜共生方法結合了工廠 化養殖與無土栽培蔬菜技術，形成一種資源節省型的可循環有機耕作模式，魚排泄 的廢水及詞料殘渣是蔬菜生長的最好養料，而蔬菜的根系與微生物群落又是水質處 理凈化的最佳生物過濾系統，實現了養魚種菜的可持續循環，能形成共同促進與效 益疊加的效果。相比單獨的養殖與種菜能節省更多的空間、資源及成本投入。但是，由于植物吸收的主要是無機氨氮，而養殖水體污染物的主要成份是有機 氨氮，無法直接被植物消耗，因此單純的依靠魚菜共生方法不能完全解決養殖水體 的有機物污染問題，無法在短時間內有效的消除養殖水體的污染，使得養殖水體的 換水間隔時間依然偏短，其養殖成本也依然較高，而且由于養殖水體中的氨氮也沒 有被植物充分吸收，因而植物的栽培效果也較差，影響了所栽培植物的質量，進而 影響了栽培收益。發明內容針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種能在 短時間內有效的消除養殖水體的污染，從而延長養殖水體的換水間隔時間，降低養 殖成本，而且能提高植物的栽培效果，增加栽培收益的污水凈化處理方法和污水處 理凈化裝置和系統。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種污水凈化處理方法，包括一個將污 水導入污水處理凈化裝置的過程，所述的污水處理凈化裝置包括一個光催化部件， 所述的光催化部件具有至少一層Ti02薄膜，使污水流過Ti02薄膜，通過Ti02薄膜 的催化作用，將污水中的有機物氨氮被完全分解成無機物氨氮。進一步的，所述的光催化部件具有五層Ti02薄膜。本發明還提供了上述的污水處理凈化裝置，包括一個進水管， 一個過濾槽、一 個光催化裝置和出水管，所述的進水管和所述的過濾槽連接，所述的過濾槽和一個 光催化裝置連接，所述的光催化裝置和一個出水管連接，所述的光催化裝置中設置 有一個導流板，所述導流板與水平面之間具有l-89度的夾角，所述的導流板的表面上設置有至少一層Ti02薄膜。進一步的，所述導流板與水平面之間具有31度的夾角。 進一步的，所述過濾槽設置有排污口，所述排污口設置有排污閥。 進一步的，所述過濾槽中設置有泡沫塑料海綿。本發明還提供樂一種污水循環利用系統，包括一個污水池，所述的污水池中設 置有一個進水管，所述的進水管和一個過濾槽連接，所述的過濾槽和一個光催化裝 置，所述的光催化裝置和一個第一出水管連接，所述的光催化裝置中設置有一個導 流板，所述導流板與水平面之間具有l-89度的夾角，所述的導流板的表面上設置有 至少一層Ti02薄膜，所述的第-出水管和一個植物栽培槽連接，所述的植物栽培槽 中設置有一個第二出水管，所述的第二出水管和污水池連接。進一步的，所述的進污水池中設置有一個潛水泵，所述的潛水泵和進水管相連接。本發明利用太陽光線的照射Ti02光催化薄膜使其產生具有極高氧化能力的光生空穴和還原能力的光生電子，通過光生空穴(電子)與污水中的有機氨氮污染物作 用，將水中有機氨氮污染物充分降解成小分子的無機氨氮和礦化物，然后利用植物 吸收掉水中的無機氨氮，從而在短時間內有效的消除養殖水體的污染，能延長養殖 水體的換水間隔時間，降低養殖成本，同時還能提高植物的栽培效果，增加栽培收、A顯。
圖1是本發明實施例的污水循環利用系統的結構示意圖。圖2是采用本發明的污水處理凈化裝置處理污水后的水體PH變化比較圖。 圖3是采用本發明的污水處理凈化裝置處理污水后的水體COD變化比較圖。
具體實施方式
以下結合
對本發明的實施例作進一步詳細描述，但本實施例并不用于 限制本發明，凡是采用本發明的相似結構及其相似變化，均應列入本發明的保護范 圍。實施例1本發明提供了一種污水凈化處理方法，包括一個將污水導入污水處理凈化裝置 的過程，所述的污水處理凈化裝置包括一個光催化部件，所述的光催化部件具有至 少一層Ti02薄膜，使污水流過Ti02薄膜，通過Ti02薄膜的催化作用，將污水中的 有機物氨氮被完全分解成無機物氨氮。進一步的，所述的光催化部件具有五層Ti02薄膜。如圖1所示，本發明實施例所提供的一種污水循環利用系統，包括養殖池1、 潛水泵4、過濾槽6、光催化裝置3和植物栽培槽5;所述潛水泵4置于養殖池1的水體中，用于抽取養殖池l中的污水；所述光催化裝置3露天安裝，光催化裝置中 設置有一個導流板，所述的導流板的面光一側的表面設置有至少一層用于降解有機 物的Ti02光催化薄膜，為催化面；所述植物栽培槽5設有進水口和出水口，用于栽 培植物，其出水口連接養殖池l;所述過濾槽6設有進水口、出水口和排污口，用 于過濾污水中的固相雜質，其進水口經一進水閥2連接潛水泵4的出水口，其排污 口設有排污閥7，其出水口經光催化部件3的催化面連接植物栽培槽5的進水口。所述光催化裝置3的催化面面向赤道方向，且與水平面之間具有31度的夾角， 以充分利用太陽光。本發明實施例使用時，先開啟進水閥2、關閉排污閥7，然后啟動潛水泵4將養 殖池1中富含有機氨氮的污水抽送至過濾槽6中濾去固相雜質，過濾槽6中所截留 的固相雜質經排污闊7定期排放；污水經過濾槽6濾去固相雜質后流至催化裝置3 的催化面，催化裝置3的催化面在太陽光線的照射下，附著于其表面的Ti02光催化 薄膜被激發產生具有極高氧化能力的光生空穴和還原能力的光生電子，通過光生空 穴(電子)與有機氨氮污染物作用，將水中有機氨氮污染物降解成小分子的無機氨 氮和礦化物，通過調節進水閥2可控制水流緩慢流過催化裝置3的催化面，以便水 中的有機氨氮污染物降解充分；經Ti02光催化薄膜降解后的水流入植物栽培槽5中 為栽培于其中的植物提供養分，植物栽培槽5中的植物吸收水中的無機氨氮供其生 長，植物栽培槽5中的水經植物充分吸收掉水中的無機氨氮后排入養殖池1中。實施例2從圖2可知，在沒有魚飼養的情況下(空白)，水體的pH值經過24天基本保持 不變。加入魚之后(魚)，水體的pH值一直在增加。這是由于魚的排泄物(氨氮的 濃度)顯示堿性，積累導致水體pH值升高，這是造成水體污染的主要原因。在只有 植物輔助的情況下，pH值依然升高，這是由于植物只對無機氨氮養料吸收，而有機8氨氮難以被植物吸收。加入光催化膜部件之后，發現pH值基本不變，這是由于光催 化部件可以使水體中的有機物氨氮被完全分解成無機物氨氮，而無機物氨氮可以被 植物作為養料吸收。如果只有光催化膜部件，不添加植物，則pH值依然升高，這是 由于雖然有機物被降解成無機物，但是無機氨氮導致的堿性依舊增加。實施例3由圖3可知，在沒有魚飼養的情況下(空白)，水體的COD基本保持不變。加入 魚之后(魚)，水體的COD—直在增加。這是由于魚的排泄物(尿素和少量蛋白質) 導致水體的C0D升高。在只有植物輔助的情況下，C0D值依然升高，這是由于植物 只對無機養料吸收，而有機物氨氮難以被植物吸收所致。而這一結果和前面的pH值 測定結果完全吻合。只要加入光催化部件之后，發現COD基本保持不變。這主要是 由于光催化部件將有機含氮化合物降解為無機物含氮化合物，消除了水體的C0D的 影響。綜上所述，納米光催化膜技術結合魚菜共生技術可以有效的凈化養殖水，本系 統簡單、實用、經濟。通過水體的pH值和COD的測定結果表明自然光結合納米 Ti02光催化膜，有效的將有機含氮化合物降解為無機物含氮化合物；通過植物的吸 收，達到凈化水質和植物供養的雙重目的。
權利要求
1.一種污水凈化處理方法，其特征在于包括一個將污水導入污水處理凈化裝置的過程，所述的污水處理凈化裝置包括一個光催化部件，所述的光催化部件具有至少一層TiO2薄膜，使污水流過TiO2薄膜，通過TiO2薄膜的催化作用，將污水中的有機物氨氮被完全分解成無機物氨氮。
2. 根據權利要求1所述的一種污水凈化處理方法，其特征在于所述的光催化部 件具有五層Ti02薄膜。
3. 權利要求1所述的污水處理凈化裝置，其特征在于包括一個進水管， 一個過 濾槽、 一個光催化裝置和出水管，所述的進水管和所述的過濾槽連接，所述的 過濾槽和一個光催化裝置連接，所述的光催化裝置和一個出水管連接，所述的光催化裝置中設置有一個導流板，所述導流板與水平面之間具有1-89度的夾角， 所述的導流板的表面上設置有至少一層Ti02薄膜。
4. 根據權利要求3所述的污水處理凈化裝置，其特征在于所述導流板與水平面之間具有31度的夾角。
5. 根據權利要求3所述的污水處理凈化裝置，其特征在于所述過濾槽設置有排污口，所述排污口設置有排污閥。
6. 根據權利要求3所述的污水處理凈化裝置，其特征在于所述過濾槽中設置有泡沫塑料海綿。
7. —種污水循環利用系統，其特征在于包括一個污水池，所述的污水池中設置有一個進水管，所述的進水管和一個過濾槽連接，所述的過濾槽和一個光催化 裝置，所述的光催化裝置和一個第一出水管連接，所述的光催化裝置中設置有一個導流板，所述導流板與水平面之間具有1-89度的夾角，所述的導流板的表 面上設置有至少一層Ti02薄膜，所述的第一出水管和一個植物栽培槽連接，所述的植物栽培槽中設置有一個第二出水管，所述的第二出水管和污水池連接。
8.如權利要求7所述的一種污水循環利用系統，其特征在于所述的進污水池中 設置有一個潛水泵，所述的潛水泵和進水管相連接。
全文摘要
一種污水凈化處理方法及其裝置和系統，涉及污水處理技術領域，所解決的是在魚菜共生方法中延長養殖水體換水間隔時間及提高植物栽培效果的技術問題。本發明提供了一種污水凈化處理方法，包括一個將污水導入污水處理凈化裝置的過程，所述的污水處理凈化裝置包括一個光催化部件，所述的光催化部件具有至少一層TiO<sub>2</sub>薄膜，使污水流過TiO<sub>2</sub>薄膜，通過TiO<sub>2</sub>薄膜的催化作用，將污水中的有機物氨氮被完全分解成無機物氨氮。本發明還提供了一種污水處理凈化裝置和一種污水循環利用系統。本發明提供的方法、裝置和系統，能快速有效的消除養殖水體的污染，降低養殖成本，增加植物栽培收益。
文檔編號C02F3/32GK101575126SQ200910050928
公開日2009年11月11日 申請日期2009年5月11日 優先權日2009年5月11日
發明者李欣茹 申請人:上海師范大學附屬中學