本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种手持式光催化纤维污水处理装置及其使用方法。
背景技术：
污水处理为使污水达到特定排放标准，或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。随着水资源的日益短缺和水污染逐渐加剧，污水处理成为目前水资源保护的一种重要方式。
光催化剂是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质。光催化剂是将光能转换成为化学反应的能量，产生催化作用，使周围水分子及氧气激发成极具氧化力的羟基自由基和超氧离子自由基，其能够分解对人体和环境有害的有机物质和部分无机物质，加速反应，不造成资源浪费，且不形成新污染产物。
催化反应的过程为反应物在催化剂周围发生反应，同时外围的反应物不断向催化剂扩散(因为此处反应物不断被消耗而浓度降低)，生成物则不断向外围扩散，即该过程包括七个步骤：①原料分子自主气流中向催化剂扩散；②接近催化剂的原料分子向微孔内表面扩散；③靠近催化剂表面的原料分子被催化剂吸附；④被吸附的分子在催化剂的作用下进行化学反应；⑤生成的产品分子从催化剂上脱附下来；⑥脱附下来的产品分子从微孔内向外扩散；⑦产品分子从催化剂外表面再扩散到主气流中，然后离开反应器。
目前，由于光催化剂的无污染、可持续性，大量实践操作中将其运用在污水处理领域，但主要集中于污水厂大型处理设备中，不利于手持方便地对小区域内水源进行处理。因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种手持式光催化纤维污水处理装置及其使用方法，以克服现有技术中存在的不足。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种手持式光催化纤维污水处理装置，通过光催化纤维净化处理污水，该装置包括框体，设置于所述框体上的握杆，设置于所述框体内的若干固定杆，以及依次绕过若干所述固定杆的至少一根光催化纤维，
所述框体还包括相对设置的两背板，和位于所述两背板上方的顶板，两所述背板活动连接，所述握杆设置于所述顶板上，所述顶板背离所述握杆的一侧设置有紫外灯，所述紫外灯向所述框体的内部照射，所述背板上沿其高度方向设置有滑槽；
所述固定杆的两端分别与一所述背板连接，并与另一所述背板抵接，若干所述固定杆分两行设置，至少一行所述固定杆能够沿所述滑槽移动；
所述光催化纤维为皮芯结构，其芯层至少包括弹性材质组分，其皮层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，所述光催化纤维绕过若干所述固定杆，并且所述光催化纤维由一行所述固定杆向另一行所述固定杆往复交错绕行。
优选地，所述滑槽内设置有一滑块，所述滑块连接有一底板，一行所述固定杆的一端与一所述背板上的所述底板固定连接，另一行所述固定杆的一端与同一所述背板固定。
优选地，所述握杆的侧壁上沿其轴向设置有多个挂钩，所述底板连接有拉绳，所述拉绳的另一端从所述握杆的侧壁穿出，并能够与所述挂钩连接。
优选地，所述固定杆上设置有环绕所述固定杆的若干导向槽，若干所述导向槽沿所述固定杆的长度方向排列，所述光催化纤维设置于所述导向槽内。
优选地，所述顶板与一所述背板的边缘固定，并且同一所述背板上设置有连接杆，另一所述背板上设置有插接孔，所述连接杆的自由端设置有旋转卡块，所述旋转卡块能够插入所述插接孔并旋转，所述旋转卡块旋转到适当位置后两所述背板固定连接。
优选地，若干所述固定杆沿两相互平行的直线排布，且两行所述固定杆在纵向上交错排布。
优选地，位于同一行的所述固定杆同步移动。
优选地，所述光催化纤维的直径为5-10mm。
优选地，两所述背板分别为一固定背板和一活动背板，所述连接杆与所述固定背板固定，并与所述活动背板卡扣连接。
优选地，所述滑槽包括设置于所述活动背板上的第一滑槽，所述滑块包括设置于所述第一滑槽内的第一滑块，所述底板包括与所述第一滑块固定连接的第一底板，一行所述固定杆与所述第一底板固定连接，另一行所述固定杆位于所述第一底板的下方，并且其一端与所述活动背板固定。
优选地，所述滑槽还包括设置于所述固定背板上的第二滑槽，所述滑块包括设置于所述第二滑槽内的第二滑块，所述底板包括与所述第二滑块固定连接的第二底板，所述第二底板上设置有与对应所述固定杆一一对应的第一凹槽。
优选地，所述固定背板上设置有与对应所述固定杆一一对应的第二凹槽。
优选地，所述背板上设置有若干通孔。
优选地，所述导向槽内设置有若干凸点。
本发明还提供了一种手持式光催化纤维污水处理装置的使用方法，包括以下步骤：
对所述光催化纤维预先拉伸，使皮层形成沿所述光催化纤维长度方向的表皮延展形变，然后松弛对所述光催化纤维的拉伸，使皮层在收缩过程中形成皮层外表面的褶皱结构；
调整两行所述固定杆的行间距至适当距离；
将两所述背板拆离分开，将所述光催化纤维由一行所述固定杆向另一行所述固定杆往复交错绕行，并将所述光催化纤维的两端固定；
将两所述背板连接并固定，手持所述握杆将所述框体及其内部的光催化纤维置于水中，启动紫外灯；
定时或根据污水处理情况，调整拉绳与不同挂钩的连接，使得两行所述固定杆的行间距变化以对所述光催化纤维拉伸和收缩，使皮层外表面的褶皱结构产生预定程度的展平或皱缩。
优选地，所述适当距离为使得所述光催化纤维绕行后处于非拉伸状态的距离。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过框体内部设置的光催化纤维处理污水，能够通过手持对小范围内水源进行处理，同时能够通过对光催化纤维的拉伸，使其皮层外表面形成延展形变暴露更多催化面积，不断新暴露出来的皮层外表面避免污物或反应物覆盖光催化纤维表面造成的催化反应放缓或中止的现象，并且通过控制暴露的催化面积也能够在一定程度上控制催化反应进程。
(2)本发明通过皮芯结构光催化纤维，并且芯层具有弹性，而皮层具有延展性，通过对光催化纤维预拉伸,使其皮层塑性形变，芯层恢复后带动皮层外表面产生多层褶皱,褶皱之间部分叠合，使用时，通过控制光催化纤维拉伸，使其褶皱叠合部分展开暴露，从而在一定程度上控制催化反应进程。
(3)本发明通过光催化纤维依次绕过两行固定杆，并上下交错绕行，实现对光催化纤维分段拉伸，均匀拉伸程度，控制暴露面积，并进一步通过导向槽，防止光催化纤维聚集造成裸露催化面积减小，以及进一步通过导向槽内的凸点，增加与光催化纤维的摩擦，减小光催化纤维的位移，提高分段拉伸效果。
(4)本发明通过拉绳拉动实现对光催化纤维的拉伸，并且通过挂钩实现对拉绳长的固定，在握持握杆的同时可以拉动拉绳，实现对光催化纤维拉伸的控制，操作简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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中记载的一些实施例，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为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的经预拉伸后的光催化纤维的剖视放大示意图；
图3为本发明的光催化纤维依次绕过固定杆的主视结构示意图；
图4为本发明的部分立体放大示意图；
图5为本发明的另一部分立体放大示意图；
图6为本发明的握杆的透视放大示意图。
具体地，100-框体，110-活动背板，111-第一滑槽，112-第一滑块，113-第一底板，114-插接孔，120-固定背板，121-第二滑槽，122-第二滑块，123-第二底板，124-第一凹槽，130-顶板，140-紫外灯，150-连接杆，151-旋转卡块，160-通孔；
200-握杆，210-挂钩，220-拉绳，230-拉绳通道；
300-固定杆，310-导向槽；
400-光催化纤维，410-芯层，420-皮层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1示出了手持式光催化纤维污水处理装置的立体结构示意图。
如图1所示，一种手持式光催化纤维污水处理装置，通过光催化纤维净化处理污水，该装置包括框体100，设置于框体100上的握杆200，设置于框体100内的若干固定杆300，以及依次绕过若干固定杆300的至少一根光催化纤维400，通过框体100内部设置的光催化纤维400处理污水，能够通过手持对小范围内水源进行处理，同时能够通过对光催化纤维400的拉伸，使其皮层外表面形成延展形变暴露更多催化面积，不断新暴露出来的皮层外表面避免污物或反应物覆盖光催化纤维400表面造成的催化反应放缓或中止的现象，并且通过控制暴露的催化面积也能够在一定程度上控制催化反应进程。
框体100还包括相对设置的两背板，和位于两背板上方的顶板130，两背板活动连接。背板上沿其高度方向设置有滑槽。握杆200设置于顶板130上，握杆200上可以设置有防滑条。顶板130背离握杆200的一侧设置有紫外灯140，以提供更优地催化条件，特别是对于有效成分为二氧化钛的光催化纤维，其波长范围优选为250-380nm。紫外灯140向框体的内部照射，即向正下方照射，以减少该紫外灯照射到人体。
固定杆300的两端分别与一背板连接，并与另一背板抵接，若干固定杆300分两行设置，至少一行固定杆300能够沿滑槽移动。通过光催化纤维400依次绕过两行固定杆300，并上下交错绕行，实现对光催化纤维400分段拉伸，均匀拉伸程度，控制暴露面积。
图2示出了手持式光催化纤维污水处理装置中经预拉伸后的光催化纤维的剖视放大示意图；图3示出了手持式光催化纤维污水处理装置中光催化纤维依次绕过固定杆的主视结构示意图。
如图2所示，光催化纤维400为皮芯结构，其芯层410至少包括弹性材质组分，其皮层420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。具体可采用，芯层弹性材质为氨纶材质，皮层成纤高聚物为涤纶材质，当然不限于此。优选地，光催化纤维400的直径为5-10mm，进一步地，光催化纤维400的皮芯结构径向比例为0.5-1：2：0.5-1，以产生较好的褶皱结构(可以理解的是，该直径以及径向比例为光催化纤维400预拉伸前数据，即未产生延展形变)。在制造过程中，涤纶纤维喷丝液中预先参入纳米二氧化钛颗粒，喷丝时不进行拉伸定形，即使得其内部保持较多的不与纤维长度方向一致的短纤维，使其保持较好的易延展性，使得后续预拉伸容易产生褶皱结构。当然，光催化纤维的横截面可以是圆形，也可以是其他扁片结构，以获得更大的比表面积。通过皮芯结构光催化纤维，并且芯层具有弹性，而皮层具有延展性，通过对光催化纤维预拉伸,使其皮层塑性形变，芯层恢复后带动皮层外表面产生多层褶皱,褶皱之间部分叠合，使用时，通过控制光催化纤维拉伸，使其褶皱叠合部分展开暴露，从而在一定程度上控制催化反应进程。
如图3所示，光催化纤维400绕过若干固定杆300，并且光催化纤维400由一行固定杆300向另一行固定杆300往复交错绕行。具体在本实施例中，第一底板113上由左至右依次设置了固定杆a1、固定杆a2和固定杆a3，第一底板113下方由左至右依次设置了固定杆b1、固定杆b2、固定杆b3和固定杆b4，光催化纤维400依次绕过固定杆b1、固定杆a1、固定杆b2、固定杆a2、固定杆b3、固定杆a3、固定杆b4，再由固定杆b4沿上述轨迹反向绕行，绕行圈数可根据需求设置，光催化纤维400的两端可与对应的固定杆300固定。
图4示出了手持式光催化纤维污水处理装置的部分立体放大示意图；图5示出了手持式光催化纤维污水处理装置的另一部分立体放大示意图。
根据本发明的一优选实施例，滑槽内设置有一滑块，滑块连接有一底板，一行固定杆300的一端与一背板上的底板固定连接，另一行固定杆300的一端与同一背板固定。
根据本发明的一优选实施例，若干固定杆300沿两相互平行的直线排布，且两行固定杆300在纵向上交错排布。
根据本发明的一优选实施例，位于同一行的固定杆300同步移动。
具体地，两背板分别为一活动背板110(如图4所示)和一固定背板120(如图5所示)，连接杆150与固定背板120固定，并与活动背板110插接(如图1所示)。
如图4所示，滑槽包括设置于活动背板110上的第一滑槽111，滑块包括设置于第一滑槽111内的第一滑块112，底板包括与第一滑块112固定连接的第一底板113，一行固定杆300与第一底板113固定连接，本实施例中第一行固定杆300采用沿第一底板113的长度方向均匀排布的三根固定杆300，其中，固定杆300的一端与第一底板113固定，另一端能够抵触固定背板120。另一行固定杆300位于第一底板113的下方，并且其一端与活动背板110固定，另一端能够抵触固定背板120。本实施例中第二行固定杆300采用沿第一底板113的长度方向均匀排布的四根固定杆300，并且，该行固定杆300与位于其上方的固定杆300间隔排布。
根据本发明的一优选实施例，固定杆300上设置有环绕固定杆的若干导向槽310，若干导向槽310沿固定杆300的长度方向排列，光催化纤维400设置于导向槽310内(图中未示出)，以防止光催化纤维400聚集造成裸露催化面积减小。进一步地，导向槽310内设置有若干凸点，以增加与光催化纤维400的摩擦，减小光催化纤维的位移，提高分段拉伸效果。
如图5所示，滑槽还包括设置于固定背板120上的第二滑槽121，滑块包括设置于第二滑槽121内的第二滑块122，底板包括与第二滑块122固定连接的第二底板123，固定在第一底板113上的固定杆300的另一端能够抵触在第二背板123上。进一步地，第二底板123上设置有与对应固定杆300一一对应的第一凹槽124，用以对固定杆300的另一端进行限位，以确保第二底板123与第一底板113同步移动，以及对固定杆300的另一端提供支撑，以减小固定杆300的形变。进一步地，固定背板120上设置有与对应固定杆300一一对应的第二凹槽(图中未示出)，用以对位于第一底板113下方的固定杆300的另一端进行限位，以对相应固定杆300的另一端提供支撑，进而减小固定杆300的形变，延长该装置的使用寿命。
连接杆150的自由端设置有旋转卡块151，旋转卡块151包括旋转轴和卡块部，活动背板110设置有与旋转卡块151相适应的插接孔114(如图4所示)，卡块部连通旋转轴插入插接孔114后旋转卡块部，从而便捷地将两背板固定，同时也能通过相反动作便捷分离，以方便将光催化纤维依次绕过若干所述缠绕并固定，以及对光催化纤维进行更换。
根据本发明的一优选实施例，背板上设置有若干通孔160，用以增加污水在框体100内的流通性，提高处理效果。
图6示出了手持式光催化纤维污水处理装置中手柄部的透视放大示意图，其中，拉绳220未示出。
根据本发明的一优选实施例，如图6所示，握杆200的侧壁上沿其轴向设置有多个挂钩210，底板连接有拉绳220(如图4、图5所示)，握杆200内部设置有拉绳通道230，拉绳通道230连通框体内部和外部，拉绳220的另一端从握杆200的侧壁穿出，并能够与挂钩210连接，通过拉绳220控制底板的移动，从而控制光催化纤维的拉伸或收缩，操作简单，并可将调整至适当位置的拉伸220与对应的挂钩210连接，从而实现长时间稳定催化。
本发明还提供了一种手持式光催化纤维污水处理装置的使用方法，包括以下步骤：
对光催化纤维400预先拉伸，使皮层形成沿所述光催化纤维长度方向的表皮延展形变，然后松弛对所述光催化纤维的拉伸，使皮层在收缩过程中形成皮层外表面的褶皱结构，也即使其皮层塑性形变，芯层恢复后带动皮层外表面产生多层褶皱,褶皱之间部分叠合；
调整两行固定杆300的行间距至适当距离；
将两背板拆离分开，将光催化纤维400由一行固定杆300向另一行固定杆300往复交错绕行，并将光催化纤维400的两端固定；
将两背板连接并固定，手持所述握杆将所述框体及其内部的光催化纤维置于水中，启动紫外灯；
定时或根据污水处理情况，调整拉绳220与不同挂钩210的连接，使得两行固定杆300的行间距变化，以对光催化纤维400拉伸和收缩，使皮层外表面的褶皱结构产生预定程度的展平或皱缩。
根据本发明的一优选实施例，适当距离为使得光催化纤维400绕行后处于非拉伸状态的距离。
综上所述，本发明通过框体内部设置的光催化纤维处理污水，能够通过手持对小范围内水源进行处理，同时能够通过对光催化纤维的拉伸，使其暴露更多催化面积，避免污物或反应物覆盖光催化纤维表面造成的催化反应中止的现象，并且通过控制暴露的催化面积也能够在一定程度上控制催化反应进程。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
1.一种手持式光催化纤维污水处理装置，通过光催化纤维净化处理污水，其特征在于，该装置包括框体，设置于所述框体上的握杆，设置于所述框体内的若干固定杆，以及依次绕过若干所述固定杆的至少一根光催化纤维，
所述框体还包括相对设置的两背板，和位于所述两背板上方的顶板，两所述背板活动连接，所述握杆设置于所述顶板上，所述顶板背离所述握杆的一侧设置有紫外灯，所述紫外灯向所述框体的内部照射，所述背板上沿其高度方向设置有滑槽；
所述固定杆的两端分别与一所述背板连接，并与另一所述背板抵接，若干所述固定杆分两行设置，至少一行所述固定杆能够沿所述滑槽移动；
所述光催化纤维为皮芯结构，其芯层至少包括弹性材质组分，其皮层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，所述光催化纤维绕过若干所述固定杆，并且所述光催化纤维由一行所述固定杆向另一行所述固定杆往复交错绕行。
2.根据权利要求1所述的手持式光催化纤维污水处理装置，其特征在于，所述滑槽内设置有一滑块，所述滑块连接有一底板，一行所述固定杆的一端与一所述背板上的所述底板固定连接，另一行所述固定杆的一端与同一所述背板固定。
3.根据权利要求2所述的手持式光催化纤维污水处理装置，其特征在于，所述握杆的侧壁上沿其轴向设置有多个挂钩，所述底板连接有拉绳，所述拉绳的另一端从所述握杆的侧壁穿出，并能够与所述挂钩连接。
4.根据权利要求1所述的手持式光催化纤维污水处理装置，其特征在于，所述固定杆上设置有环绕所述固定杆的若干导向槽，若干所述导向槽沿所述固定杆的长度方向排列，所述光催化纤维设置于所述导向槽内。
5.根据权利要求1所述的手持式光催化纤维污水处理装置，其特征在于，所述顶板与一所述背板的边缘固定，并且同一所述背板上设置有连接杆，另一所述背板上设置有插接孔，所述连接杆的自由端设置有旋转卡块，所述旋转卡块能够插入所述插接孔并旋转，所述旋转卡块旋转到适当位置后两所述背板固定连接。
6.根据权利要求1所述的手持式光催化纤维污水处理装置，其特征在于，若干所述固定杆沿两相互平行的直线排布，且两行所述固定杆在纵向上交错排布。
7.根据权利要求1所述的手持式光催化纤维污水处理装置，其特征在于，位于同一行的所述固定杆同步移动。
8.根据权利要求1所述的手持式光催化纤维污水处理装置，其特征在于，所述光催化纤维的直径为5-10mm。
9.根据权利要求3-8任一所述的手持式光催化纤维污水处理装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
对所述光催化纤维预先拉伸，使皮层形成沿所述光催化纤维长度方向的表皮延展形变，然后松弛对所述光催化纤维的拉伸，使皮层在收缩过程中形成皮层外表面的褶皱结构；
调整两行所述固定杆的行间距至适当距离；
将两所述背板拆离分开，将所述光催化纤维由一行所述固定杆向另一行所述固定杆往复交错绕行，并将所述光催化纤维的两端固定；
将两所述背板连接并固定，手持所述握杆将所述框体及其内部的光催化纤维置于水中，启动紫外灯；
定时或根据污水处理情况，调整拉绳与不同挂钩的连接，使得两行所述固定杆的行间距变化以对所述光催化纤维拉伸和收缩，使皮层外表面的褶皱结构产生预定程度的展平或皱缩。
10.根据权利要求9所述的手持式光催化纤维污水处理装置的使用方法，其特征在于，所述适当距离为使得所述光催化纤维绕行后处于非拉伸状态的距离。
技术总结