本技術(shù)涉及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微塑料生物降解耦合光催化處理裝置。

背景技術(shù)：

1、塑料制品在現(xiàn)代社會中已經(jīng)無處不在。迄今人類已經(jīng)生產(chǎn)了80多億噸塑料，其中高達(dá)79％的塑料被填埋或丟棄在自然界中。如今關(guān)于塑料對環(huán)境和健康的危害已獲得共識，但更小尺寸的微塑料(<5mm)近幾年才引起人們的關(guān)注，其來源廣泛、數(shù)量巨大、危害程度大而且更隱蔽。研究顯示在人類的血液、胃腸道、肺、肝臟、脾臟和腎臟組織樣本中檢測到了微塑料的存在；在植物中也發(fā)現(xiàn)納米塑料的積累會抑制植物生長和幼苗發(fā)育，直接影響農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和食品安全。

2、目前關(guān)于微塑料的研究大部分集中在微塑料收集、分離、以及對自然環(huán)境和人體健康等領(lǐng)域的影響，較少涉及微塑料污染的治理。水體中微塑料在自然環(huán)境中占比最大，目前對其的處理方法主要有絮凝、吸附、膜過濾這類物理捕獲方法，還有如高級氧化、光催化等化學(xué)降解方法以及生物降解方法。cn114956339a公開了一種基于底棲絲狀綠藻的微塑料清除藻床及方法，在有效吸收氮磷的同時(shí)，對河水中的微塑料實(shí)施高效收集。但該方法僅是物理吸附河水中的微塑料，微塑料有再次泄露到生態(tài)系統(tǒng)中的風(fēng)險(xiǎn)。所以，物理捕獲法只是暫時(shí)分離了微塑料，不能保證微塑料進(jìn)一步釋放回到環(huán)境中，但是光催化降解法和生物降解法能永久去除微塑料及其附著的污染物，反應(yīng)條件溫和且環(huán)境負(fù)荷低。然而，光催化技術(shù)容易受入射光源角度的影響，導(dǎo)致反應(yīng)位點(diǎn)不均；生物降解法耗時(shí)較長，反應(yīng)效率較低。cn113213576a公開了一種應(yīng)用于水域中的筒車式吸附光催化降解微塑料裝置，但是該裝置的光催化反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)活性面積受限，降解效率不高。cn113636716a公開了一種串聯(lián)光催化處理聚酯微塑料污染水體的方法，該方法將光催化降解污染物與光催化分解水產(chǎn)氫串聯(lián)在一起，但是主要是微塑料水解反應(yīng)產(chǎn)物參與光催化反應(yīng)，沒有實(shí)現(xiàn)微塑料的綠色降解，且沒有設(shè)計(jì)相關(guān)裝置?？紤]多種技術(shù)組合協(xié)同促進(jìn)微塑料降解是一個(gè)理性的解決途徑。cn217323568u公開了一種微塑料處理的聯(lián)合反應(yīng)器，處理過程中采用絮凝沉淀法和生物法協(xié)同作用，絮凝沉淀法能夠加速微生物對微塑料進(jìn)行降解，微生物處理方法能將微塑料處理分解為對苯二甲酸和乙二醇等小分子物質(zhì)，降低對環(huán)境的污染。但是絮凝劑和菌種處于同一環(huán)境中會影響菌種的活性，而且間歇式反應(yīng)器不適用于大批量的水體微塑料處理。

3、上述策略均有其局限性，因此，亟需一種新型的微塑料生物降解耦合光催化處理裝置，以達(dá)到協(xié)同促進(jìn)水體中微塑料高效去除，綠色友好，環(huán)境負(fù)荷低等目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請的目的是提供一種微塑料生物降解耦合光催化處理裝置，該裝置能夠高效環(huán)保的協(xié)同促進(jìn)微塑料的降解和去除，減少了環(huán)境污染。

2、本申請的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、一種微塑料生物降解耦合光催化處理裝置，包括：

4、第一管道；

5、光催化系統(tǒng)，具有第一容置空間，所述第一管道與所述第一容置空間連通，所述第一容置空間內(nèi)設(shè)有多個(gè)反應(yīng)管和多個(gè)驅(qū)動部件，所述反應(yīng)管上設(shè)有光催化劑，且所述反應(yīng)管安裝于所述驅(qū)動部件的動力輸出端，用于控制所述反應(yīng)管旋轉(zhuǎn)；

6、第二管道；

7、生物降解塔，具有第二容置空間，所述第一容置空間和所述第二容置空間通過所述第二管道連通，且所述第二管道設(shè)于所述第二容置空間的頂部，所述第二容置空間內(nèi)設(shè)有過濾組件和懸浮填料，所述懸浮填料置于所述過濾組件上；

8、第三管道；

9、藻處理系統(tǒng)，具有第三容置空間，所述第二容置空間和所述第三容置空間通過所述第三管道連通，所述第三容置空間內(nèi)設(shè)有藻類；

10、第四管道；

11、儲液罐，所述第三容置空間和所述儲液罐通過所述第四管道連通。

12、本申請的一些實(shí)施例中，還包括曝氣裝置，所述曝氣裝置具有曝氣孔板、氣體分散器、進(jìn)氣管道和空壓機(jī)，所述曝氣孔板和所述氣體分散器均設(shè)于所述第二容置空間的底部，所述曝氣孔板具有多個(gè)間隔設(shè)置的通孔，所述氣體分散器正對所述通孔并朝向所述過濾組件設(shè)置，所述氣體分散器和所述空壓機(jī)通過所述進(jìn)氣管道連通。

13、本申請的一些實(shí)施例中，所述曝氣裝置還具有第一流量計(jì)和第一閥門，所述第一流量計(jì)和第一閥門均設(shè)于所述進(jìn)氣管道上。

14、本申請的一些實(shí)施例中，還包括第二流量計(jì)和第三流量計(jì)，所述第二流量計(jì)設(shè)于所述第一管道上，所述第三流量計(jì)設(shè)于所述第四管道上。

15、本申請的一些實(shí)施例中，還包括第一泵和第二泵，所述第一泵設(shè)于所述第一管道上，所述第二泵設(shè)于所述第二管道上。

16、本申請的一些實(shí)施例中，還包括第二閥門、第三閥門和第四閥門，所述第二閥門設(shè)于所述第一管道上，所述第三閥門設(shè)于所述第二管道上，所述第四閥門設(shè)于所述第四管道上。

17、本申請的一些實(shí)施例中，所述光催化系統(tǒng)還設(shè)有旋轉(zhuǎn)桿，所述旋轉(zhuǎn)桿連接所述反應(yīng)管和所述驅(qū)動部件。

18、本申請的一些實(shí)施例中，所述光催化系統(tǒng)還設(shè)有第一加熱板，所述第一加熱板設(shè)置于所述第一容置空間的外側(cè)，用于改變所述第一容置空間的溫度。

19、本申請的一些實(shí)施例中，所述過濾組件包括一級濾網(wǎng)、二級濾網(wǎng)和三級濾網(wǎng)，所述一級濾網(wǎng)、所述二級濾網(wǎng)和所述三級濾網(wǎng)沿所述第二管道和所述第三管道之間依次設(shè)置，且所述一級濾網(wǎng)、所述二級濾網(wǎng)和所述三級濾網(wǎng)的孔徑逐漸減小。

20、本申請的一些實(shí)施例中，所述生物降解塔還設(shè)有第二加熱板，所述第二加熱板設(shè)置于所述第二容置空間的外側(cè)，用于改變所述第二容置空間的溫度。

21、本申請的微塑料生物降解耦合光催化處理裝置，通過第一管道將廢水引入，廢水流入光催化系統(tǒng)的第一容置空間，通過負(fù)載有光催化劑的反應(yīng)管與廢水中的微塑料反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)第一步的光催化反應(yīng)，驅(qū)動部件可以將反應(yīng)管轉(zhuǎn)動，提高光催化反應(yīng)效率，第二管道將光催化反應(yīng)后的廢水引入生物降解塔，通過懸浮填料實(shí)現(xiàn)生物降解，并利用過濾組件進(jìn)行過濾，從而完成第二步的生物降解反應(yīng)，然后通過第三管道將經(jīng)過生物降解反應(yīng)處理后的廢水引入藻處理系統(tǒng)，藻處理系統(tǒng)中設(shè)有藻類，可以進(jìn)一步吸附和攔截少量未反應(yīng)微塑料和前面的反應(yīng)產(chǎn)物，通過上述的三種串聯(lián)的處理系統(tǒng)，可以協(xié)同促進(jìn)微塑料的降解和去除，具有反應(yīng)效率高、反應(yīng)條件溫和、低環(huán)境負(fù)荷、綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，整體裝置簡單、設(shè)計(jì)合理、可操作性強(qiáng)，通過多級降解裝置提高了降解效率，減少了環(huán)境污染，具有廣泛應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種微塑料生物降解耦合光催化處理裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微塑料生物降解耦合光催化處理裝置，其特征在于，還包括曝氣裝置(9)，所述曝氣裝置(9)具有曝氣孔板(901)、氣體分散器(902)、進(jìn)氣管道(903)和空壓機(jī)(904)，所述曝氣孔板(901)和所述氣體分散器(902)均設(shè)于所述第二容置空間(401)的底部，所述曝氣孔板(901)具有多個(gè)間隔設(shè)置的通孔(9011)，所述氣體分散器(902)正對所述通孔(9011)并朝向所述過濾組件(402)設(shè)置，所述氣體分散器(902)和所述空壓機(jī)(904)通過所述進(jìn)氣管道(903)連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微塑料生物降解耦合光催化處理裝置，其特征在于，所述曝氣裝置(9)還具有第一流量計(jì)(905)和第一閥門(906)，所述第一流量計(jì)(905)和第一閥門(906)均設(shè)于所述進(jìn)氣管道(903)上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微塑料生物降解耦合光催化處理裝置，其特征在于，還包括第二流量計(jì)(10)和第三流量計(jì)(11)，所述第二流量計(jì)(10)設(shè)于所述第一管道(1)上，所述第三流量計(jì)(11)設(shè)于所述第四管道(7)上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微塑料生物降解耦合光催化處理裝置，其特征在于，還包括第一泵(12)和第二泵(13)，所述第一泵(12)設(shè)于所述第一管道(1)上，所述第二泵(13)設(shè)于所述第二管道(3)上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微塑料生物降解耦合光催化處理裝置，其特征在于，還包括第二閥門(14)、第三閥門(15)和第四閥門(16)，所述第二閥門(14)設(shè)于所述第一管道(1)上，所述第三閥門(15)設(shè)于所述第二管道(3)上，所述第四閥門(16)設(shè)于所述第四管道(7)上。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微塑料生物降解耦合光催化處理裝置，其特征在于，所述光催化系統(tǒng)(2)還設(shè)有旋轉(zhuǎn)桿(204)，所述旋轉(zhuǎn)桿(204)連接所述反應(yīng)管(202)和所述驅(qū)動部件(203)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微塑料生物降解耦合光催化處理裝置，其特征在于，所述光催化系統(tǒng)(2)還設(shè)有第一加熱板(205)，所述第一加熱板(205)設(shè)置于所述第一容置空間(201)的外側(cè)，用于改變所述第一容置空間(201)的溫度。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微塑料生物降解耦合光催化處理裝置，其特征在于，所述過濾組件(402)包括一級濾網(wǎng)(4021)、二級濾網(wǎng)(4022)和三級濾網(wǎng)(4023)，所述一級濾網(wǎng)(4021)、所述二級濾網(wǎng)(4022)和所述三級濾網(wǎng)(4023)沿所述第二管道(3)和所述第三管道(5)之間依次設(shè)置，且所述一級濾網(wǎng)(4021)、所述二級濾網(wǎng)(4022)和所述三級濾網(wǎng)(4023)的孔徑逐漸減小。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微塑料生物降解耦合光催化處理裝置，其特征在于，所述生物降解塔(4)還設(shè)有第二加熱板(404)，所述第二加熱板(404)設(shè)置于所述第二容置空間(401)的外側(cè)，用于改變所述第二容置空間(401)的溫度。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，公開了一種微塑料生物降解耦合光催化處理裝置，包括第一管道、光催化系統(tǒng)、第二管道、生物降解塔、第三管道、藻處理系統(tǒng)、第四管道和儲液罐，光催化系統(tǒng)設(shè)有反應(yīng)管和驅(qū)動部件，生物降解塔設(shè)有過濾組件和懸浮填料，藻處理系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有藻類。本技術(shù)的有益效果為：通過上述的三種串聯(lián)的處理系統(tǒng)，可以協(xié)同促進(jìn)微塑料的降解和去除，具有反應(yīng)效率高、反應(yīng)條件溫和、低環(huán)境負(fù)荷、綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，整體裝置簡單、設(shè)計(jì)合理、可操作性強(qiáng)，通過多級降解裝置提高了降解效率，減少了環(huán)境污染，具有廣泛應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：楊茜,吳博,謝曉瓊,龐承煥,葉南飚,李衛(wèi)領(lǐng),陳平緒,李建軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國高材高分子材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240418
技術(shù)公布日：2025/1/9