一种光催化纳米纤维膜及其使用的含油污水处理设备

技术领域

本发明涉及污水处理设备技术领域，具体为一种光催化纳米纤维膜及其使用的含油污水处理设备。

背景技术

根据中国专利号CN201820240286.4，本实用新型提出了一种基于纳米纤维膜的生活污水处理装置，包括沉淀罐、滤油罐和杀菌罐，沉淀罐体中自上而下依次设有第一过滤网、第二过滤网和第三过滤网，滤油罐体中竖直的可旋转的设有第一转轴，第一转轴上设有均匀设有若干纳米纤维滤油机构，第一转轴的顶部穿过滤油罐体与固定在第一支架上的第一电机相连接；杀菌罐壳体中设有紫外灯和电加热器，本实用新型能够快速分离污水杂物，高效、经济、实用、可靠，适用于小型船只，

根据中国专利号CN202010111409.6，本发明公开了一种光催化纤维污水处理设备,包括处理池和设置于处理池内的光催化纤维,处理池的底部和/或侧壁设置有紫外灯管,处理池内设置有至少两组相配合的驱动组件以及和驱动组件固定的若干杆体,至少两组驱动组件能够带动杆体相对运动,光催化纤维由一组驱动组件上的杆体向另一组驱动组件上的杆体往复交错绕行；光催化纤维至少包括成纤高聚物以及混入该成纤高聚物内的纳米二氧化钛颗粒.本发明通过处理池内部设置的光催化纤维处理污水,回收简单,无催化剂固体残留污染问题,同时能够通过对光催化纤维的拉伸,实现对二氧化钛颗粒裸露率的提高,通过一次设置光催化纤维能够持续处理污水,在一定程度上实现对催化反应的控制。

但是现有的现有的光催化纳米纤维膜污水处理设备，在对含有油污的污水进行处理时，其催化的处理的效率存在不足，所以需要一种光催化纳米纤维膜及其使用的含油污水处理设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光催化纳米纤维膜及其使用的含油污水处理设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光催化纳米纤维膜，所述光催化纳米纤维膜的原料按照重量份计包括聚嗪酰胺5-8份、二氯甲烷60-80份、壳聚糖0.3-0.8份、甲基三氯硅烷0.1-0.3份、十二烷基硫酸钠0.2-0.5份及三氯乙酸0.04-0.09份。

本发明还提供了一种光催化纳米纤维膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、将质量份的聚嗪酰胺导入至二氯甲烷中，在室温下搅拌至完全溶解，并在5-8℃下保持10-12h以熟化聚嗪酰胺使其高分子链在溶液中充分展开以形成可纺性良好的纺丝液；

S2、在纺丝液中加入壳聚糖、甲基三氯硅烷、十二烷基硫酸钠及三氯乙酸，接着搅拌3-5min；

S3、将高压静电纺丝设备置于密闭体系中，预先以镁粉脱除密闭体系中中氧气，将步骤S2得到的纺丝液加入到带纺丝头中并开始纺丝，纺丝液在电场作用下劈裂成直径在纳米级的纤维并附着于接收屏上，纺丝液中的二氯甲烷迅速挥发，聚嗪酰胺在高温作用下逐渐脱水缩聚转化为氮化碳，并形成致密的纳米膜状结构；

S4、纺丝10～15min后，以2～5℃/min的速率缓慢降低接收屏表面温度对氮化碳纤维退火处理，待接收屏降至室温，可将纤维膜自接收屏表面剥离，即得所述光催化纳米纤维膜。

基于上述工艺，本发明还提供了一种光催化纳米纤维膜的含油污水处理设备，包括支撑机构、定位催化机构、密封限位机构、传动机构、连接机构、导向机构、固定电动机和限位卡接齿轮；

所述支撑机构的内端面转动卡接有用于支撑的传动机构，且位于所述传动机构的外端面均匀等距固定卡接有用于催化的定位催化机构，所述支撑机构的上端面固定安装有用于限位的密封限位机构，且位于所述密封限位机构的上端面靠近外部处固定安装有用于导流的进水管，所述支撑机构的下端面中心处固定安装有用于连接的连接机构，且位于所述连接机构的下端面中心处固定安装有用于传动的固定电动机，所述连接机构的内端面对称转动卡接有用于导向的导向机构，且位于所述连接机构的内端面靠近导向机构处对称转动卡接有用于传动的限位卡接齿轮；

所述支撑机构包括支撑反应筒、定位输水管、限位卡接槽和连接支撑腿；

所述支撑反应筒的侧端面靠近底部处固定安装有用于导流的定位输水管，且位于所述支撑反应筒的下端面均匀等距固定连接有四组用于支撑的连接支撑腿，所述支撑反应筒的内端面底部中心处开设有用于连接的限位卡接槽；

所述定位催化机构包括固定支撑框架、第一催化灯具、活性炭过滤板、光催化纳米纤维膜和纳米催化板；

所述固定支撑框架的外端面均匀等距对称固定连接有五组用于照明的第一催化灯具，且位于所述固定支撑框架的内端面中心处固定安装有用于催化的光催化纳米纤维膜，且位于所述固定支撑框架的内端面靠近光催化纳米纤维膜处对称固定连接有用于导流的纳米催化板，所述固定支撑框架的外端面对称固定连接有用于吸附的活性炭过滤板；

所述传动机构包括支撑限位轴、密封卡接盘、定位支撑板和安装卡接槽；

所述支撑限位轴的外端面均匀等距开设有四组用于连接的安装卡接槽，且位于所述支撑限位轴的底端面中心处固定连接有用于限位的密封卡接盘，所述密封卡接盘的下端面中心处固定连接有用于导向的定位支撑板；

所述连接机构包括定位连接座、支撑卡接板、电动机卡槽、转轴卡接槽、定位插接槽和安装底板；

所述定位连接座的下端面对称固定连接有用于安装的安装底板，且位于所述定位连接座的上端面中心处固定安装有用于支撑的支撑卡接板，所述支撑卡接板的上端面中心处开设有用于限位的电动机卡槽，且位于所述定位连接座的上端面对称开设有用于连接的定位插接槽，所述定位连接座的上端面靠近定位插接槽的内部对称开设有转轴卡接槽；

所述导向机构包括连接传动齿轮、翻转卡接板、导向弧形板、固定插接轴、支撑导向板和限位支轴；

所述连接传动齿轮的下端面中心处固定安装有用于支撑的限位支轴，且位于所述限位支轴的侧端面中心处固定安装有用于限位的翻转卡接板，所述翻转卡接板的侧端面端头处固定连接有用于卡接的导向弧形板，所述限位支轴的底端面中心处固定连接有用于限位的支撑导向板，且位于所述支撑导向板的上端面中心处固定连接有固定插接轴。

优选的；所述定位插接槽与限位支轴相适配，所述转轴卡接槽与限位卡接齿轮相适配。

优选的；所述连接机构通过定位插接槽与限位支轴相适配进而转动卡接在连接机构的下端面。

优选的；所述限位卡接齿轮通过转轴卡接槽进而转动卡接在连接机构的下端面。

优选的；所述定位支撑板的外端面均匀等距开设有四组转轴槽，且所述转轴槽与导向弧形板相适配滑动卡接。

优选的；所述定位支撑板的外端面均匀等距开设有四组限位滑槽，且所述限位滑槽与固定插接轴相适配滑动卡接。

优选的；两组所述限位卡接齿轮之间相互啮合连接，且所述限位卡接齿轮通过连接传动齿轮与导向机构进行啮合转动连接。

优选的；所述固定支撑框架的内端面靠近光催化纳米纤维膜与纳米催化板之间均匀等距固定连接有用于照明的第二催化灯具。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、本发明公开的一种光催化纳米纤维膜及其使用的含油污水处理设备，通过设置传动机构和导向机构，在进行催化时，两组限位卡接齿轮能在固定电动机的带动下进行转动，从而为两组导向机构提供足够的动力进行转动，同时两组导向机构能交替间歇的与传动机构进行拨动连接，使得传动机构能在支撑机构内部进行循环的正转与反转，从而能带动定位催化机构对含有污水中各种物质进行最大程度的催化，提高后续对污水进行处理的效率。

二、本发明公开的一种光催化纳米纤维膜及其使用的含油污水处理设备，通过设置定位催化机构和连接机构，连接机构内部的转轴卡接槽和定位插接槽能为导向机构和限位卡接齿轮提供足够的支撑基础，从而提高后续导向机构与限位卡接齿轮之间进行传动的稳定性，同时定位催化机构内部的活性炭过滤板能对各种有毒物质进行吸附，且光催化纳米纤维膜能与第二催化灯具配合，最大程度的提高对各种有害物质的催化效率，多层级深层次的去除污水中的有害物质，有效提高了后续对污水进行处理的效率。

三、本发明公开的一种光催化纳米纤维膜及其使用的含油污水处理设备，将聚嗪酰胺导入至二氯甲烷中，搅拌至完全溶解成纺丝液，接着在纺丝液中加入壳聚糖、甲基三氯硅烷、十二烷基硫酸钠及三氯乙酸，混合后置于高压静电纺丝设备中，并在电场作用下劈裂成直径在纳米级的纤维并附着于接收屏上，聚嗪酰胺在高温作用下逐渐脱水缩聚转化为氮化碳，并形成致密的纳米膜状结构，大大的提高了提高对污染水中杂质的吸附性及处理能力，同时，甲基三氯硅烷能赋予纤维膜低的表面能，使纤维膜具有优异的超疏水性质，接触角大，用于含油污水处理时除油率高，壳聚糖能杀灭污水中细菌。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明光催化纳米纤维膜的制备工艺流程图；

图2为本发明主体爆炸图；

图3为本发明主体装配图；

图4为本发明主体正视图；

图5为本发明主体沿主体正视图A-A剖视图；

图6为本发明I处局部放大图；

图7为本发明支撑机构结构示意图；

图8为本发明定位催化机构结构示意图；

图9为本发明连接机构的结构示意图；

图10为本发明导向机构结构示意图；

图11为本发明导向机构结构示意图；

图12为本发明定位催化机构的第二实施例结构示意图。

图中：1-支撑机构、2-定位催化机构、3-密封限位机构、4-传动机构、5-连接机构、6-导向机构、7-固定电动机、8-限位卡接齿轮、11-支撑反应筒、12-定位输水管、13-限位卡接槽、14-连接支撑腿、21-固定支撑框架、22-第一催化灯具、23-活性炭过滤板、24-光催化纳米纤维膜、25-纳米催化板、26-第二催化灯具、41-支撑限位轴、42-密封卡接盘、43-定位支撑板、44-安装卡接槽、51-定位连接座、52-支撑卡接板、53-电动机卡槽、54-转轴卡接槽、55-定位插接槽、56-安装底板、61-连接传动齿轮、62-翻转卡接板、63-导向弧形板、64-固定插接轴、65-支撑导向板、66-限位支轴。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明进一步说明。

实施例1

一种光催化纳米纤维膜，所述光催化纳米纤维膜的原料按照重量份计包括聚嗪酰胺7份、二氯甲烷75份、壳聚糖0.4份、甲基三氯硅烷0.2份、十二烷基硫酸钠0.3份及三氯乙酸0.05份。

一种光催化纳米纤维膜的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1、将质量份的聚嗪酰胺导入至二氯甲烷中，在室温下搅拌至完全溶解，并在8℃下保持12h以熟化聚嗪酰胺使其高分子链在溶液中充分展开以形成可纺性良好的纺丝液；

S2、在纺丝液中加入壳聚糖、甲基三氯硅烷、十二烷基硫酸钠及三氯乙酸，接着搅拌5min；

S3、将高压静电纺丝设备置于密闭体系中，将步骤S2得到的纺丝液加入到带纺丝头中并开始纺丝，纺丝液在电场作用下劈裂成直径在纳米级的纤维并附着于接收屏上，纺丝液中的二氯甲烷迅速挥发，聚嗪酰胺在高温作用下逐渐脱水缩聚转化为氮化碳，并形成致密的纳米膜状结构；

S4、纺丝15min后，以5℃/min的速率缓慢降低接收屏表面温度对氮化碳纤维退火处理，待接收屏降至室温，可将纤维膜自接收屏表面剥离，即得所述光催化纳米纤维膜。

如图2、3、4、5和6所示，为本发明第一种实施例：一种光催化纳米纤维膜的含油污水处理设备，包括支撑机构1、定位催化机构2、密封限位机构3、传动机构4、连接机构5、导向机构6、固定电动机7和限位卡接齿轮8；

支撑机构1的内端面转动卡接有用于支撑的传动机构4，且位于传动机构4的外端面均匀等距固定卡接有用于催化的定位催化机构2，支撑机构1的上端面固定安装有用于限位的密封限位机构3，且位于密封限位机构3的上端面靠近外部处固定安装有用于导流的进水管，支撑机构1的下端面中心处固定安装有用于连接的连接机构5，且位于连接机构5的下端面中心处固定安装有用于传动的固定电动机7，连接机构5的内端面对称转动卡接有用于导向的导向机构6，且位于连接机构5的内端面靠近导向机构6处对称转动卡接有用于传动的限位卡接齿轮8；

如图7所示，支撑机构1包括支撑反应筒11、定位输水管12、限位卡接槽13和连接支撑腿14；

支撑反应筒11的侧端面靠近底部处固定安装有用于导流的定位输水管12，且位于支撑反应筒11的下端面均匀等距固定连接有四组用于支撑的连接支撑腿14，支撑反应筒11的内端面底部中心处开设有用于连接的限位卡接槽13；

如图8所示，定位催化机构2包括固定支撑框架21、第一催化灯具22、活性炭过滤板23、光催化纳米纤维膜24和纳米催化板25；

固定支撑框架21的外端面均匀等距对称固定连接有五组用于照明的第一催化灯具22，且位于固定支撑框架21的内端面中心处固定安装有用于催化的光催化纳米纤维膜24，且位于固定支撑框架21的内端面靠近光催化纳米纤维膜24处对称固定连接有用于导流的纳米催化板25，固定支撑框架21的外端面对称固定连接有用于吸附的活性炭过滤板23；

如图9所示，传动机构4包括支撑限位轴41、密封卡接盘42、定位支撑板43和安装卡接槽44；

支撑限位轴41的外端面均匀等距开设有四组用于连接的安装卡接槽44，且位于支撑限位轴41的底端面中心处固定连接有用于限位的密封卡接盘42，密封卡接盘42的下端面中心处固定连接有用于导向的定位支撑板43；

如图10所示，连接机构5包括定位连接座51、支撑卡接板52、电动机卡槽53、转轴卡接槽54、定位插接槽55和安装底板56；

定位连接座51的下端面对称固定连接有用于安装的安装底板56，且位于定位连接座51的上端面中心处固定安装有用于支撑的支撑卡接板52，支撑卡接板52的上端面中心处开设有用于限位的电动机卡槽53，且位于定位连接座51的上端面对称开设有用于连接的定位插接槽55，定位连接座51的上端面靠近定位插接槽55的内部对称开设有转轴卡接槽54；

如图11所示，导向机构6包括连接传动齿轮61、翻转卡接板62、导向弧形板63、固定插接轴64、支撑导向板65和限位支轴66；

连接传动齿轮61的下端面中心处固定安装有用于支撑的限位支轴66，且位于限位支轴66的侧端面中心处固定安装有用于限位的翻转卡接板62，翻转卡接板62的侧端面端头处固定连接有用于卡接的导向弧形板63，限位支轴66的底端面中心处固定连接有用于限位的支撑导向板65，且位于支撑导向板65的上端面中心处固定连接有固定插接轴64。

如图9、图10和图11所示，定位插接槽55与限位支轴66相适配，转轴卡接槽54与限位卡接齿轮8相适配，连接机构5通过定位插接槽55与限位支轴66相适配进而转动卡接在连接机构5的下端面，限位卡接齿轮8通过转轴卡接槽54进而转动卡接在连接机构5的下端面，定位支撑板43的外端面均匀等距开设有四组转轴槽，且转轴槽与导向弧形板63相适配滑动卡接，定位支撑板43的外端面均匀等距开设有四组限位滑槽，且限位滑槽与固定插接轴64相适配滑动卡接，两组限位卡接齿轮8之间相互啮合连接，且限位卡接齿轮8通过连接传动齿轮61与导向机构6进行啮合转动连接。

本实施例中在进行使用时，使用者可将进水管与外部污水供水机构进行连接，随后外部污水供水机构进行污水供应，此时使用者可通过外部操控机构启动固定电动机7，固定电动机7在进行转动时，能带动其中一组限位卡接齿轮8进行转动，进而使得两组啮合状态下的限位卡接齿轮8能同时进行转动，同时当限位卡接齿轮8进行转动时，限位卡接齿轮8能通过连接传动齿轮61带动导向机构6进行转动，由于两组导向机构6导向相反，进而使得当一组导向机构6进行转动时，另一组导向机构6位于另一侧面，导向机构6在进行转动时，固定插接轴64首先能滑动卡接在定位支撑板43内部的限位滑槽中，随即固定插接轴64能带动定位支撑板43进行转动，进而使得定位支撑板43能通过支撑限位轴41带动四组定位催化机构2在支撑机构1的内部进行转动，同时定位催化机构2内部的活性炭过滤板23能对有毒物质进行吸附去除，同时第一催化灯具22与光催化纳米纤维膜24的结合反应，能对含油污水进行快速的催化，且当固定插接轴64带动定位支撑板43转动至脱离位置时，此时导向弧形板63能滑动卡接在定位支撑板43外部的转轴槽内部，防止定位支撑板43发生转动，同时当导向弧形板63与转轴槽分离后，另一组固定插接轴64能直接卡接进限位滑槽内部，进而带动定位催化机构2反向转动，使得内部污水产生翻转导流，进一步对污水进行处理。

实施例2

在实施例1的基础上，如图12所示，固定支撑框架21的内端面靠近光催化纳米纤维膜24与纳米催化板25之间均匀等距固定连接有用于照明的第二催化灯具26。

本实施例在使用时，在对含有污水进行催化处理时，由于第二催化灯具26设在光催化纳米纤维膜24与纳米催化板25之间，进而使得第二催化灯具26能最大程度的提高对光催化纳米纤维膜24的照明程度，从而提高后续进行催化的效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。